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