PENGOLAHAN LIMBAH CAIR- B PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DENGAN PROSES KIMIA
DISUSUN OLEH:
KELOMPOK 2 Anita Zuhliya
P2.31.33.1.14.006 P2.31.33.1.14.00 6
Faizal Qadhari
P2.31.33.1.14.019 P2.31.33.1.14.01 9
Heri Purwantika
P2.31.33.1.14.027 P2.31.33.1.14.02 7
Kurnia Sani
P2.31.33.1.14.033 P2.31.33.1.14.03 3
TINGKAT 3 DIV –A JURUSAN KESEHATAN LINGKUNGAN POLTEKKES JAKARTA IIKEMENTERIAN KESEHATAN JL.HANG JEBAT III BLOK F.3 KEBAYORAN BARU JAKARTA SELATAN JAKARTA, 2017
Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Kimia
Pengolahan limbah cair secara kimia merupakan pengolahan air limbah dengan penambahan bahan kimia (padat, cair dan gas) ke dalam air limbah. Pengolahan limbah cair secara kimia sering diterapkan adalah desinfeksi, pengendapan materi terlarut (presipitasi), koagulasi (destabilisasi) koloid, oksidasi dan ion exchange. Proses desinfeksi pada industry, umunya untuk mneghambat pertumbuhan bakteri. Proses presipitasi pada industry untuk pelunakan air, penghilang besi dan penghilangan ion terlarut seperti PO4-3 dan logam berat. Koagulasi diterapkan untuk destabilisasi partikel koloid yang umumnya juga terdapat pada air limbah. Oksidasi kimia seperti khlorinasi dan ozonisasi, diterapkan untuk menhilangkan atau memecahkan ion-ion seperti Fe =2, Mn+2 dan CN-.
1. Desinfeksi
Desinfeksi dalah istilah untuk proses penghancuran penghancuran organisme penyebab penyakit, sementara itu steriisasi adalah istilah untuk proses total penghancuran semua organisme. Dalam proses desinfeksi pada pengolahan air limbah terjadi pemaparan antara bahan penghancur dengan organisme. Pada umumnya terjadi penhancuran virus, bakteri dan protozoa yang terdapat dalam air. Beberapa metode desinfeksi yaitu : a. Menambahan zat kimia b. Pengunaan materi fisik, seperti panas dan cahaya c. Penggunaan mekanik d. Penggunaan elektromagnetik, akustik dan radiasi Metode yang paling banyak digunakan adalah metode penambahan bahan kimia. Penggunaan zat khlor (khlorinasi) merupakan cara yang paling banyak digunakan, namun kekurangan dari sistem ini adalah dapat menghasilkan senyawa karsinogen seperti trihalomethane dan chloroform. Sistem lain yang sering pula digunakan adalah penggunaan ozon, namun kekurangan sistem ini ialah tidak meninggalkan sisa konsentrasi untuk mencegah organisme tumbuh kembali.
Kedua proses masing-masing mempunyai kekurangan, sehingga dalam penerapannya sangat tergantung pada kondisi. 1.1 Khlorinasi Khlorinasi banyak digunakan pada pengolahan dan penyediaan air domestic, disamping itu sering pula digunakan pada air limbah yang te lah diolah. Zat khlor merupakan zat oksidasi, oleh karena itu jumlah khlor yang dibutuhkan tergantung konsentrasi organic dan zat NH 3-N dalam air yang diolah. Kebutuhan zat khlor untuk air limbah rata-rata 40 hingga 60 mgr/l. pada umumnya zat chlor dimasukkan kedalam air dalam bentuk gas Cl 2, khor dioksida (ClO2), sodium hipokhlorit (NaOCI) dan calcium hipokhlorit (Ca(OCI)2. Khlor bentuk calcium hipokorit lebih banyak digunakan dari pada bentuk gas, Karena penangganannya lebih mudah.
1.1.1 Reaksi kimia zat khlor Apabila khor dalam bentuk gas ditambahkan ke dalam air limbah, akan terjadi 2 reaksi yaitu reaksi hidrolisa dan reaksi inonisasi. Pada reaksi hidrolisa terbentuk hipokhlorit (HOCI) dan pada reaksi inonisasi terbentuk ion (OCI). Reaksi keseimbangan sebagai berikut : Reaksi hidrolisa
: Cl2 + H2O HOCI + H+ + CI
Reaksi ionisasi
: HOCI
’
H+ +
OCI
’
1.1.2 Sisa khlor bebas ’
Sisa khlor didefinisikan sebagai jumlah (HOCI) dan OCI , biasanya digunakan pula sebagai ukuran keefektifan khlor. Jumlah sisa khlor sebagai standar pada sistem penyediaan air adalah o,5-10 gr/m3. Sisa khlor dapat digunakan pula sebagai ukuran jumlah khlor yang masih ada. Dari ketiga bentuk hasil reaksi, bentuk (HOCI) merupakan bentuk yang paling efektif sebagai desinfeksi.
1.1.3 Reaksi dengan amonia Reaksi hipokhlorit dengan amonia menghasilkan senyawa khloramin dan gas nitrogen (N 2) serta oksidasi nitrogen (N2O). Reaksi yang terjadi adalah sebgai berikut :
Reaksi – reaksi tersebut sangat tergantung pada PH, temperature, waktu kontak dan rasio awal antara Chlorine dengan amonia. Pada umumnya senyawa yang paling dominan adalah monochloramine dan dicloramine. Chlorine yang ada dalam seny awa-senyawa tersebut disebut chlorine terikat yang tersedia. Chloramine merupakan desinfeksi juga, namun kekuatannya lebih kecil dari pada hipokhloroit.
1.2 Ozonisasi Ozon (O3) adalah suatu bentuk oksigen yang diproduksi dengan cara melewatkan oksigen kering atau udara dalam suatu medan istrik (5000-20.000 v; 50-500 Hz). Ozon bersifat tidak stabil, merupakan gas berwarna biru yang sangat efisien untuk desinfeksi. Sebagaimana oksigen, kelarutan ozon dalam air cukup rendah dan karena sifatnya yang tidak stabil maka desinfeksi dengan ozon tidak memberikan residu (sisa). Pengolahan desinfeksi dengan ozon jauh lebih mahal dari pada desinfeksi dengan khlor, namun ozon memberi keuntungan dapat menghilangkan warna. Dalam hal ini pengolahan air dengan filtrasi dan ozonisasi dapat menghasilkan kualitas air yang setara dengan proses koagulasi, sedimentasi, filtrasi, dan khlorinasi. Oleh karena ozon tidak memberikan sisa,maka sistem distribusi tidak akan terdapat ozon sehingga akan timbul masalah dengan adanya pertu mbuhan
kembali mikroorganisme yang disertai masalah bau dan warna. Pertumbuhan mikroorganisme dalam sistem perpipaan dapat diatasi dengan penambahan khlor dosis rendah setelah proses ozonisasi. Pada pengolahan limbah indusri ozon dapat digunakan untuk mengoksidasi zat-zat yang non-biodegradable. Terdapat dua macam ozonizer : a. Tipe plate dengan elekroda datar dan isolator gelas (glass dieletrics) b. Tipe tabung dengan elekroda silinder koaksial (cylindrical elekrodes coaxial) dan isolator gelas silinder. Sisi yang mempunyai tegangan tinggi didinginkan dengan konveksi (pemindahan panas dengan sirkulasi), sedangkan sisi yang bertegangan rendah didinginkan dengan air. Udara dilewatkan diantara elektroda-elektroda dan terozonisasi oleh tegangan listrik yang ada diantara udara tersebut. Produksi ozon biasanya sampai 4% berat udara yang dilewatkan dengan kebutuhan energy sekitar 25 kwh/kg ozon yang dihasilkan. 1.3 Radiasi Ultraviolet Berbagai bentuk radiasi dapat dijadikan desinfeksi yang efektif. Radiasi ultraviolet (UV) telah bertahun-tahun digunakan untuk pengolahan air skala kecil. Reaksi desinfeksi UV pada panjang gelombang sekitar 254 nm merupakan radiasi yang sangat kuat apabila organisme benar-benar terpapar oleh radiasi. Oleh karena itu penting sekali untuk mencapai kekeruhan serendahrendahnya agar adsorpsi UV oleh senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam aliran dapat berlangsung merata. Air yang akan didesinfeksi dialirkan diantara tabung sinar merkuri dan tabung reflector dan dilapisi metal dengan waktu pemaparan beberapa detik, namun energy yang diperlukan cukup tinggi yaitu sekitar 10-20 watt/m 3/jam. Keuntungan desinfeksi dengan UV antara lain : pemeliharaan minimum, tidak menimbulkan dampak bau dan rasa, tidak menimbulkan bahaya terjadi overdosis. Sedangkan kelemahannya antara lain : tidak memiliki residu desinfeksi, biaya mahal dan memerlukan klarifikasi air lebih sempurna. 2. Presipitasi
Pemisahan zat organic terlarut tertentu dapat dilakukan dengan penambahan suatu reagen yang sesuai untuk merubah anorganik terlarut menjadi presipitat/endapan, sehingga dapat dipisahkan dengan cara pengendapan/sedimentasi. Tingkat pemisahan yang dapat dicapai tergantung pada nilai kelarutan senyawa yang dihasilkan dan hal ini biasanya dipengaruhi oleh beberapa factor seperti Ph dan temperature. Reaksi presipitasi/pengendapan beberapa zat anorganik dan hasil -hasil terlarutnya dapat dilihat pada tabel berikut.
Prose presipitasi banyak diterapkan dalam pengolahan limbah industry, misalnya untuk memisahkan metal-metal yang tidak dikehendaki, misalnya penghilang kesadahan dan penghilangan phospat. 2.1 Penghilangan kesadahan Kesadahan adalah istilah yang digunakan pada air yang mengandung kation penyebab kesadahan. Pada umunya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation-kation yang bervalensi 2, yaitu Fe, SR, Mn, Ca dan Mg, tetapi penyebab utama dari kesadahan adalah kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg).
Kesadahan dalam air sangat dikehendaki baik untuk penggunaan rumah tangga maupun untuk penggunaan industry. Bagi air rumah tangga tingkat kesadahan yang tinggi mengakibatkan konsumsi sabun lebih banyak karena sabun jadi kurang efektif akibat salah satu bagian molekul sabun diikat oleh unsur Ca/Mg. Bagi air industri unsur Ca dapat menyebabkan kerak pada dinding peralatan sistem pemanasan sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan industry, dan disamping itu dapat roses prepitasi dengan kapur dan soda abu (Na2CO3) atau disebut juga proses kapur soda, dan melalui sistem ion exchange. Kesadahan air dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu kesadahan sementara (temporer) dan kesadahan tetap (permanen). Kesadahan sementara disebabkan oleh garam-garam karbonat (CO32+) dan bikarbonat (HCO 3) dari kalsium dan magnesium, kesadahan ini dapat dihilangkan dengan cara pemanasan atau dengan pembubuhan kapur soda. Kesadahan tetap disebabkan oleh adanya garam-garam khlorida dan sulfat dari kalsium dan magnesium. Kesadahan ini disebut juga kesadahan non karbonat yang tidak dapat dihil angkan dengan cara pemanasan. 2.2 Proses kapur soda Pada proses ini bertujuan adalah untuk membentuk garam-garam kalsium dan magnesium menjadi bentuk garam-garam yang tidak terlarut, sehingga dapat diendapkan dan dapat dipisahkan dari air. Bentuk garam kalsium dan magnesium yang tidak terlarut dalam air adalah :
-
Kalsium karbonat (CaCO3)
-
Magnesium Hidroksida (Mg(OH) 2)
Untuk menghilangkan kesadahan sementara kalsium, ditambahkan kapur Reaksi yang terjadi :
Untuk menghilangkan kesdahan tetap kalsium, ditambahkan soda abu. Reaksi yang terjadi :
Untuk meghilangkan kesadahan magnesium sementara, ditambahkan kapur.
Untuk menghilangkan kesdahan magnesium tetap ditambahkan kapur + soda abu
2.3 Penghilang Phospat
Pada tahun 1960-an alkyl benzene sulfanate (ABS) yang nonbiodegradable telah digantikan dengan linear alkyl sulfanate (LAS) yang biodegrable. Namun kekurangan bagian hiprophiik dari Las mengandung grup phospat, sehingga proses biodegradasi mengeluarkan phospat kedalam larutan yang dapat menimbulkan proses eutophication. Oleh karena itu phospat dihilangkan dengan Fe+3, Al+3 dan Ca+2. Proses penghilangan phospat sama dengan proses pelunakan. Pemilihan ion pengendap tergantung pada pH air limbah.
2.4 Proses Presipitasi Lainya Proses prespitasi digunakan pula pada pengendapan logam-logam, disamping itu pada pengendapan sulfat dan flour. Pengendapan sulfat dilakukan dengan sistem prespitasi dingin gypsum CaSO4. 2H2O. pada proses ini ditambahkan ion Ca 2+ dalam bentuk kapur atau CaCl 2. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut :
Untuk pengendapan zat flour ditambahkan CaCl2, reaksi kimianya adalah sebagai berikut.
Pada pengendapan logam biasanya dalam bentuk hidroksida, dengan cara menetralkan yang bersifat asam. Kondisi pH yang optimum untuk presipitasi logam berkisar antara 7-10,5 3. Koagulasi
Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel koloid dengan cara penambahkan senyawa kimia yang disebut koagulan. Koloid mempunyai ukuran tertentu sehingga gaya tarik menarik antara partikel lebih kecil dari pada gaya tolak menolak akibat muatan listrik. Pada kondisi stabil ini pengumpalan partikel tidak terjadi gerakan dan gerakan Brown menyebabkan partikel tetap berada sebagai suspense. Melalui proses koagulasi terjadi destabilisasi, sehingga parikel-partikel koloid bersatu dan menjadi besar. Dengan demikian partikel-partikel koloid yang pada awalnya sukar dipisahkan dari air, setelah proses koagulasi akan menjadi kumpulan partikel yang lebih besar sehingga mudah dipisahkan dengan cara sedimentasi, filtrai atau proses pemisahan lainnya yang lebih mudah. Bahan kimia yang sering digunakan untuk proses koagulasi umunya diklarifikasikan menjadi tiga golongan, yakni zat koagulan, zat alkali dan zat pembantu koagulan. Zat koagulan digunakan untuk menggumpalkan partikel-partikel pada tersuspensi, zat koloid dan lain-lain agar membentuk gumpalan partikel yang besar (flok). Sedangkan zat alkali dan zat pembantu koagulan berfungsi untuk mengatur pH agar kondisi air baku dapat menunjang proses flokulasi, serta membantu agar pembentukan flok dapat berjalan dengan lebih cepat dan baik. 3.1 Koagulan Pemilihan zat koagulan harus berdasarkan pertimbangan, antara lain jumlah dan kualitas yang akan diolah, kekeruhan air baku, metode filtrasi serta sistem pembuangan lumpur endapan. Koagulan yang sering dipakai antar lain Aluminium Sulfat (alum), Ferry cholrine dan Poly Aluminium Cholide (PAC). Disamping itu ada senyawa polimer tertentu yang dapat dipakai bersama-sama dengan senyawa koagulan lainnya. a. Alumunium Sulfat (Alum),Al2(SO4)3. 18 H2O Alum merupakan bahan koagulan yang banyak untuk pengolahan air karena harganya murah, flok yang dihasilkan stabil serta cara pengerjaannya mudah. Garam aluminium sulfat jika ditambahkan kedalam air dengan mudah akan l arut dan bereaksi dengan HCO3- menghasilkan aluminium hidrosida yang mempunyai muatan positif. Sementara itu partikel-partikel koloid yang terdapat dalam air baku biasanya bermuatan negatfp dan sukar mengendap karena
adanya gaya tolak menolak antar partikel koloid tersebut. Dengan adanya hidroksida aluminium yang bermuatan positif maka akan terjadi tarik-menarik antara partikel koloid yang bermuatan negatif dengan partikel aluminium hidroksida yang bermuatan positif sehingga terbentuk gumpalan partikel yang makin lama makin besar dan berat dan cepat mengendap. Selain pertikel-partiel koloid juga partikel zat organic tersuspensi, zat anorganik, bakteri dan mikroorganisme yang lain dapat bersama-sama membentuk gumpalan partikel (flok) yang akan mengendap bersama-sama. Jika alkalinitas air baku tidak cukup untuk dapat bereaksi dengan alum, maka dapat ditambahkan zat kapur (lime) atau soda abu agar reaksi dapat berjalan dengan baik.
Alumunium sulfat atau alum, diproduksi dalam bentuk padatan atau dalam bentuk cair. Alum ini banyak dipakai karena harganya relatif murah dan efektif untuk air baku dengan kekeruhan yan tinggi serta sangat baik untuk dipakai bersama-sama dengan koagulan pembantu. Dibandingkan dengan koagulan dari garam besi, alum tidak menimbulkan pengotoran yang serius pada dinding bak. Salah satu kekurangan yakni flok yang terjadi lebih ringan dari flok yang dihasilkan koagulan garam besi dan selang pH operasi lebih sempit y akni 5,5 dan 8,5. Alum dapat mempunyai berat jenis sekitar 1,62 dan dalam bentuk butiran kasar
mempunyai berat jenis semu (apparent density) +- 0-5. Sedangkan untuk butiran halus mempunyai berat jenis semu 0,6-0,7. Alum padat umumnya dipakai dalam bentuk larutan dengan konsentrasi 5-10% untuk skala kecil dan untuk skala besar 20-30%. Akhir-akhir ini alum cair banyak digunakan karena cara pengerjaanya maupun transportasinya mudah. Tetapi pada suhu yang rendah dan konsentrasi yang tinggi akan terjadi pengkristalan Al2O3 yang menyebabkan penyumbatan pada perpipaan. Oleh karena itu, untuk pemakaian alum cair, konsentrasi Al 2O3 harus diatur pada konsentrasi tertentu, biasnya sekitar 8-8,2%. b. Amonia alum (NH4)2(SO4). Al2(SO4)24H2O Merupakan garam rangkap ammonium aluminium sulfat. Kelarutan dalam air memerlukan waktu lebih lama dari pada alum dan daya koagulasinya lebih rendah. Penggunaannya biasanya terbatas untuk instalasi kecil dan untuk air baku dengan kekeruhan yang tidak begitu tinggi. Misalnya untuk kolam renang, industry kecil dan bubuh tipe pot (pot type feeder). Amonia alum diletakkan dalam suatu bejana, lalu air dilewatkan kedalam bejana tersebut sehingga sebagian alum terlarut. Selanjutnya larutan yang terjadi diinjeksikan ke air baku. c. Sodium aluminat, NaAlO2 Sodium aluminat dibuat dengan melarutkan Al 2O3 kedalam laurtan NaOH. Daya koagulasinya tidak begitu kuat. Dapat bersifat sebagai koagulan dan zat alkali serta efektif untuk menghilangkan zat warna. Sering digunakan untuk pengolahan air boiler dan jarang digunakan untuk pengolahan air minum. Biasanya digunakan bersama-sama dengan alum karena dapat membentuk flok berat dengan cepat. Reaksi kimia antara Sodium Aluminat dengan alum dan karbon dioksida adalah sebagai berikut.
d. Ferrous Sulfat (Copperas) Secara komersial Ferro sulfat di produksi dalam bentuk Kristal berwarna hijau atau butiran (granular) untuk pembubuhan kering dengan kandungan Fe(SO 4) kira-kira 55%. Ferro sulfat bereaksi dengan alkalinitas alami tetapi dibanding reaksi antara alum dengan HCO 3, lebih lambat. Biasanya digunakan bersama-sama dengan kapur (lime) untuk menaikkan pH, sehingga ion ferro terendapkan dalam bentuk ferri hidoksida, Fe(OH)3. Ferrous sulfate ini kurang sesuai untuk menghilangkan warna, akan tetapi sangat baik untuk pengolahan air yang mempunyai alkalinitas, kekeruhan dan DO yang tinggi. Kondisi pH yang sesui antara 9,011,0.
Proses ini biasanya lebih murah dibandingkan dengan alum, tetapi penggunaan dua macam bahan mengakibatkan prosesnya lebih sulit. Disamping itu pengolahan air dengan menggunakan ferro sulfat dan kapur dapat memperbesar kesadahan air e. Chlorinated Copperas Cara ini merupakan metode lain penggunaan ferro sulfat sebagai koagulan. Dalam proses ini chlorine ditambahkan untuk mengoksidasi ferro sulfat menjadi ferri sulfat. Reaksinya dalah sebagai berikut : 3 Fe(So4) + 1,5 Cl2 - Fe2(SO4)3 + FeCl3 + 13 H2O Secara teoritis 1,0 lb chlorine dapat mengoksidasi 7,8 lb copperas. Tetapi untuk mendapatkan hasil yang lebih baik pembubuhan chlorine biasanya sedikit berlebih dari kebutuhan teoritis. f.
Ferri khlorida
Ferri khlorida dan feri sulfat merupakan bahan koagulan dengan nama dagang yang bermacam-macam. Dapat berekasi dengan bikarbonat (alkalinitas) atau kapur. Reaksinya sebagai berikut :
Keuntungan dari koagulan garam ferric antara lain, yakni proses koagulasi dapat dilakukan pada selang ph yang lebih besar, biasanya antara ph 4-9. Flok yang terjadi lebih berat sehingga cepat mengendap, serta efektif untuk menghilangkan warna, bau dan rasa.
g. Poly Aluminium Cholride (PAC) Poly Aluminium Cholride (PAC) merupakan bentuk polimerisasi kondensasi dari garam aluminium, berbentuk cair dan merupakan koagulan yang sangat baik. Mempunyai dosis yang bervariasi dan sedikit menurunkan alkalinitas. Daya koagulasinya lebih besar dari pada alum dan dapat menghasilkan flok yang stabil walaupun pada suhu yang rendah serta pengerjaanya mudah. Dibandingkan dengan Aluminium Sulfat, PAC mempunyai yakni kecepatan pembentukan floknya cepat dan flok yang dihasilkan mempunyai kecepatan pengendapan yang besar yakni 3-4,5 cm/menit, dan dapat menghasilkan flok yang baik meskipun pada suhu rendah. Dari segi tenik dan ekonomi, alum biasanya dipakai pada saat kondisi air baku yang normal, sedangkan poly aluminium chloride dipakai pada saat temperature rendah atau pada saat kekeruhan air baku yang sangat tinggi.
3.2 Zat koagulan pembantu
Pada saat kekeruhan air baku tinggi, misalnya setelah hujan, pada saat musim dingin ataupun pada saat permintaan produksi menigkat. Maka jika memakai zat koagulan saja sering kali pembentukan flok kurang baik. Untuk mengatasi hal tersebut yaitu dengan memakai koagulan pembantu sehingga pembentukkan flok berjalan dengan lebih baik. Pemilihan jenis zat koagulan pembantu harus dapat menghasilkan flok yang baik/stabil dan tidak berbahaya ditinjau dari segi kesehatan. Disamping itu juga harus ekonomis serta pengerjaannya mudah. Sebagai bahan koagulan pembantu yang sering dipakai, yakni silika aktif dan sodium alginate. Pada keadaan biasa/normal dosis silica yakni 1-5 ppm sebgai SiO2 dan untuk sodium alginay antara 0,2-2 ppm. 3.3 Bak koagulasi Parikel-partikel pengotor dalam air baku mempunyai ukuran dengan diameter 10 -2mm dapat dipisahkan dengan cara pengendapan biasa tanpa bahan kimia. Tetapi untuk partikel yang sangat halus dengan ukuran lebih kecil 10 -2mm dan juga parikel-pertikel koloid sulit untuk dipisahkan dengan pengedapan tanpa bahan kimia serta masih tetap lolos jika disaring dengan saringan pasir cepat Oleh karena itu didalam sistem pengolahan air dengan saringan pasir cepat, proses koagulasi sangat penting agar partikel koloid yang sulit mengendap tadi dapat digumpalkan sehingga membentuk grup partikel yang lebih besar dan berat yang dengan cepat dapat diendapkan atau disaring. Untuk itu perlu bak koagulasi untuk mendapatkan proses koagluasi yang efektif. Proses koagulasi dibagi menjadi dua tahap. Pertama yaitu koagulasi partikel-partikel kotoran menjadi flok-flok yang masih halus/kecil dengan cara pengadukan cepat segera set elah koagulan dibubuhkan. Tahap ini disebut dengan pencampuran cepat dan prosesnya dilakukan pada bak pencampur cepat (mixing basin). Tahap selanjutnya dengan cara pengadukan lambat pada bak flokulator. Proses tersebut dinamakan flokulasi. Dengan demikian untuk proses koagulasiflokulasi diperlukan dua buah bak yakni untuk bak pencampur cepat dan bak flokulator. 3.4 Bak pencampur cepat
Bak pencampur cepat harus dilengkapi dengan alat pengaduk cepat agar bahan kimia (koagulan) yang dibubuhkan dapat bercampur dengan air baku secara cepat dan merata. Oleh karena kecepatan hidrolisa koagulan dalam air besar, maka diperlukan pembentukan flok-flok halus dari koloid hidroksida yang merata dan secepat mungkin sehingga dapat bereaksi dengan partikelpartikel kotoran membentuk flok yang lebih besar dan stabil. Untuk itu diperlukan pengadukan yang cepat. Ada dua cara pengadukan yang dapat dipakai. Yaitu pengadukan dengan energy yang ada dalam air itu sendiri dan pengadukan dengan energy yang didapat dari luar. 4. Oksidasi kimia
Bahan kimia oksidant seperti oksigen, chlorine, permanganate, ozon dan hydrogen peroksida digunakan sebgai zat pengoksidasi pada proses pengolahan air limbah. Oksidasi dengan khlor telah dibahas pada pembahasan khloriansi, tiga proses reaksi oksidasi penting lainnya adaah penghilangan besi, mangan dan sianida Pada pengolahan air limbah industry, sering dijumpai kandungan sianida yang biasanya terdapat pada buangan industry ektraksi emas dan perak atau pada industry pelapisan logam. Ion sianida (CN) bersifat racun, oleh karena itu harus dihilangkan terlebih dahulu sebelum buangan dialirkan ke perairan terbuka atau badan air. Metode yang umum dipakai adalah oksidasi dengan Cl2 atau NaOCI. Apabila digunakan Cl 2, perlu ditambahkan NaOH, reaksi adalah sebagai berikut : CN- + 2 NaOH + Cl 2 CNO- + 2 NaOH + H2O Reaksi oksidasi CN- + NaOCI CNO- + NaCl Reaksi diatas berlangsung pada keadaan pH alkali yaitu 8,5 dan 11. Apabila pH lebih dari 7, cyanate terhidrolisa sebagai berikut : CNO- + 2 H+ + H2O NH4 + CO2 Penambahan Cl2 pada pH sedikit biasa terjadi oksidasi CNO - menjadi N2 dan CO2, reaksinya sebagai berikut:
2 CNO- + 3 Cl2 + 4 NaO N2 + 2 Cl- + 4 NaCl + 2 H2O + 2 CO2 5. Penukaran ion (Ion Exchage)
Proses Ion Exchage dilakukan untuk menghilangkan ion-ion yang tidak diinginkan seperti Ca +2, Mg+2, Fe+2 dan NH4+. Media penukar adalah fasa padat terbuat dari bahan mineral atau resin sintetik yang terdiri dari ion bergerak yang menempel pada grup fungsional tetap, yang dapat berifat asam atau basa. Pada proses penukaran, ion bergerak ditukar dengan ion terlarut yang terdapat dalam air. Sebagai contoh Ca +2 ditukar dengan Na+ atau SO4-2 ditukar dengan Cl -. Bahan penukar ion pada awalnya menggunakan bahan yang berasal dari alam yaitu greensand yang biasa disebut zeolit. Zeolit biasa digunakan untuk menghilangkan kesadahan dan menghilangkan ion ammonium. Zeolit yang digunakan untuk pelunakan adalah aluminosilicates komplek dengan ion bergeraknya ion sodium. Untuk penghilangan amonium digunakan zeolit clinoptilolite, disamping itu pula zeolit sintesis. Pada saat ini bahan-bahan tersebut sudah diganti dengan bahan yang lebih efektif yang disebut resin penukar ion. Resin penukar ion umumnya terbuat dari partikel cross-linked polystryrene. Sistem penukar ion biasanya di terapkan pada proses pelunakan air dan proses demineralisasi. Reaksi penukar ion untuk zeolit dan resin adalah sebagai berikut :
5.1 Regenerasi Setelah proses penukar ion beroperasi beberapa waktu, akan terjadi kejenuhan dan pada kondisi seperti ini tercapai keseimbangan dengan air baku. Untuk itu perlu dilakukan regenerasi. Pada proses regenerasi senyawa asli garam yang berperan sebagai ion bergerak (mobile ion) dikontakkan dengan resin yang telah jenuh, maka keseimbangan akan cenderung bergeser ke kondisi asli. Pada proses pelunakan air dan proses penukar kation lainnya, regenerasi biasanya menggunakan garam dapur (NaCl). Contoh reaksi regerasi dengan garam dapur :
5.2 Kapasitas penukaran Kemampuan resin dalam menghilangkan kesadahan disebut sebagai kapasitas penukaran. Angka kapasitas dapat ditetapkan melalui pengukuran jumalah kesadahan yang dapat dihilangkan oleh satuan volume resin atau satuan berat resin, misalnya 1 kg CaCO3 per 1 m3 resin. Angka kapasitas dapat pula sebagai jumah equivalen kation atau anion yang dapat ditukar per unit berat penukar ion. Pada umumnya kapasitas penukar resin berkisar antara 2 sampai 10 eq/kg resin. Kapasitas penukar zeolit berkisar antara 0,05 sampai 0,1 eq/kg zeolit. Pengukuran lain adalah jumlah garam yang diperlukan unttuk regenerasi per kesadahan yang dapat dihilangkan, misalnya 11gr NaCl per 100 gr CaCO3.
Daftar Pustaka http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/32/062/32062199.pdf http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuLimbahCairIndustri/012kimia.pdf ketutsumada.blogspot.com/2012/04/pengolahan-air-limbah-secara-kimia.html?=1 http://ans-olahlimbah.blogspot.co.id/2013/02/penangan-limbah-cair.html
