koagulasi dan flokulasi

KOAGULASI/FLOKULASI
Koagulasi/flokulasi adalah proses pengumpulan partikel-partikel halus yang tidak dapat diendapkan secara gravitasi, menjadi partikel yang lebih besar sehingga bisa diendapkan dengan jalan menambahkan bahan koagulasi (koagulan). Adapun bahan koagulan yang sering dipergunakan yaitu:
a. Tawas (Al2(SO4)3)
b. Fero Sulfat (FeSO4)
c. Natrium Aluminat (NaAlO2)
d. Feri Sulfat (Fe2(SO4)3)
e. Fero Chlorida (FeCl2)
f. Feri Chlorida (FeCl3).
Disamping bahan-bahan yang telah disebutkan di atas, saat ini banyak terdapat di pasaran, yaitu “Coagulant Aid” (Koagulan Tambahan) yang berfungsi untuk mendapatkan air yang lebih jernih, mempercepat proses pengendapan (membantu fungsi bahan koagulan). Macam-macamnya antara lain:
a. Super floc
b. Magni floc
c. Aqua floc
Secara tradisional untuk koagulasi air banyak dipakai seperti biji kelor (Moringa Oleifera), karat besi, tanah gambut dan sebagainya.
Biji kelor dipilih yang sudah tua dan kering di pohon (kadar air 10%). Menurut penelitian/pengalaman Pusat Litbang Pemukiman Departemen Pekerjaan Umum bahwa 6 biji kelor kering yang sudah digerus cukup sebagai koagulan dan desinfektan 1 liter air. Biji kelor sebagai desinfektan juga karena mengandung senyawa myrosin, emulsin, asam gliserid, asam palmitat, asam stearat, asam oleat, lemak, minyak dan senyawa yang bersifat bakteriosidis.
Penggunaan karat besi jauh lebih murah dibandingkan dengan Al2SO4. Penelitian Pusat Litbang Pemukiman PU menunjukkan bahwa koagulan karat besi ternyata biayanya hanya seperdua puluh empat kali tawas (Al2SO4).
Tanah gambutpun (2-3 meter dari muka tanah) dapat dipakai sebagai koagulan 1/2 kg tanah gambut cukup untuk mengadakan proses koagulasi air sebanyak 200 liter.
Kegunaan/Kemampuan
Kegunaan koagulasi/flokulasi yaitu memudahkan partikel-partikel tersuspensi yang sangat lembut dan bahan-bahan koloidal di dalam air menjadi agregat/jonjot (proses sebelum penggumpalan) dan membentuk flok, sehingga dapat dipisahkan dengan proses pengendapan dan dapat juga berfungsi menghilangkan beberapa jenis organisme dalam air.
Proses Koagulasi/Flokulasi
Proses koagulasi/flokulasi yang terjadi bila menggunakan:
Tawas
Persenyawaan Al2(SO4)3 disebut juga tawas, merupakan bahan koagulan yang paling banyak digunakan karena bahan ini palg ekonomis (murah), mudah didapatkan di pasaran, serta mudah penimpanannya. Selain itu bahan ini cukup efektif untuk menurunkan kadar karbonat
Dengan demikian makin banyak dosis tawas yang ditambahkan pH makin turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga perlu dicari dosis tawas optimum yang harus ditambahkan. Pemakaian tawas paling effektif antara pH 5,8-7,4.
Untuk pengaturan (menaikkan) pH biasanya ditambahkan larutan kapor Ca(OH)2 atau soda abu (Na2CO3).
Feri Sulfat dan Feri Chlorida
Bahan ini bersifat korosif, serta tidak tahan penyimpanan lama dan mempunyai sifat asam. Endapan Fe(OH)3 efektif terbentuk pada pH 5,5. Untuk pengaturan pH biasanya ditambahkan larutan kapur. Reaksi yang terjadi dengan bikarbonat, dalam air atau dengan kapur.
Garam feri ini biasanya dipakai untuk koagulasi air buangan industri. Tetapi setelah itu harus diolah lagi untuk menghilangkan Fe yang ada dalam air tadi.
Fero Sulfat dan Fero Chlorida
Flokulasi dengan ferro ini biasanya akan lebih baik dengan penambahan larutan akpur atau NaOH dengan perbandingan 1 : 2 Fe sebagai pengaturan kondisi flukulasi.
Reaksi yang terjadi :
Reaksi dengan bikarbonat dan basa membentuk Fe(OH)2 yang sedikit larut dan selanjutnya akan dioksidasi oleh Oksigen terlarut menjadi Fe(OH)3 yang tidak dapat larut.
Natrium Aluminat
Bahan ini masih kurang populer penggunannya. Reaksinya dengan karbohidrat atau CO2 dalam air:
NaAlO2 + Ca(HCO3)2 + H2O Al(OH)3 + CaCO3 + NaHCO2
2 NaAlO2 + 2 CO + 4 H2O 2 Al(OH)3 + 2 NaHCO3
Kapur
Pengaruh penambhan kapur Ca(OH)2 atau menaikkan pH dan bereaksi dengan bikarbonat membentuk endapan CaCO3 . Bila kapur yang ditambahkan cukup banyak sehingga pH = 10,5, maka akan terbentuk endapan Mg(OH)2.
Kelebihan ion Ca pada pH tinggi dapat diendapkan dengan penambahan soda abu.
Coagulan Aid
Biasanya untuk mendapatkan air yang lebih jernih dan mempercepat proses pengendapan ditambahkan coagulan aid yang berfungsi membentu/memacu proses koagulasi. Bahan yang sering dipakai sebagai koagulasi aid ialah Flocculant dari bahan polymer organik.
Polymer adalah bahan organik yang berat molekulnya besar. Biasanya sering disebut juga polyelektrolit.
Bahan ini ada yang asli (alamiah) dan ada yang syntesis. Polyelektrolit sintetis diklassifikasikan berdasarkan atas jenis muatan pada rantai polymer sebagai berikut :
a. Anion polyelektrolit : Polymer bermuatan negatif
b. Kation poltelektrolit : Polimer bermuatan positif
c. Polyelektrolit bukan ion : Polymer tak bermuatan
Bermacam-macam polyelektrolit, tergantung dari pabrik yang memproduksinya seperti : super floc, magnifloc, Kononfloc, Aquafloc dan lain sebagainya. Dosisi polyelektrilit yang ditambahkan ada batasannya, sehingga tidak mengganggu/membahayakan kesehatan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya floc pada proses koagulasi :
a. Dosis dan jenis bahan koagulan
b. Kondisi pH
c. Alkalinitas
d. Kekeruhan air baku
e. Type suspended solid
f. Pengadukan
Untuk mengetahui dosis bahan koagulan optimum yang ditambhkan ditentukan berdasarkan percobaan laboratorium yang dinamakan Yar Test.
Yar Test
Alat yang dipergunakan untuk percobaan Yar Test adalah floc tester yang dilengkapi dengan alat-alat gelas dan pengadukan yang sempurna, atau dapat dilakukan dengan alat pengaduk sederhana misalnya dengan pengaduk batang bambu.
Bahan koagulan yang biasa dikerjakan untuk percobaan koagulasi adalah tawas. Sedangkan untuk pengaturan kondisi pH bisa digunakan kapur. Penambahan kapur diperlukan apabila air bakunya asam atau pH < 7.
Pada dasarnya percobaan ini meliputi :
a. Menentukan dosis bahan koagulant (tawas) yang ditambahkan dengan variasi dosis tawas yang berbeda-beda.
b. Untuk air yang asam perlu ditambahkan kapur dengan dosis yang divariasi untuk mendapatkan kondisi pH yang optimum.
c. Dengan kondisi pH yang telah dipilih, dilakukan optimasi berapa dosis tawas yang tepat yang harus ditambahkan.

Standar ini menetapkan suatu metode pengujian koagulasi flokulasi dengan cara jartest, termasuk prosedur umum untuk mengevaluasi pengolahan dalam rangka mengurangi bahan-bahan terlarut, koloid, dan yang tidak dapat mengendap dalam air dengan menggunakan bahan kimia dalam proses koagulasi-flokulasi, yang dilanjutkan dengan pengendapan secara gravitasi.

Koagulasi adalah proses pembubuhan bahan kimia (koagulan) ke dalam air yang akan dioIah. Flokulasi adalah proses penggumpalan bahan terlarut, kolois, dan yang tidak dapat mengendap dalam air. Uji koagulasi-flokulasi dilaksanakan untuk menentukan dosis bahan-bahan kimia, dan persyaratan yang digunakan untuk memperoleh hasil yang optimum. Variabel-variabel utama yang dikaji sesuai dengan yang disarankan, termasuk :

• Bahan kimia pembantu
• pH
• Temperatur
• Persyaratan tambahan dan kondisi campuran.

Metode uji ini digunakan untuk mengevaluasi berbagai jenis koagulan dan koagulan pembantu pada proses pengolahan air bersih dan air Iimbah. Pengaruh konsentrasi koagulan dan koagulan pembantu dapat juga dievaluasi dengan metode ini. Peralatan yang diperlukan terdiri dari: Pengaduk, Gelas Kimia, Rak Pereaksi Bahan kimia dan bahan pembantu, digunakan untuk larutan dan suspensi pengujian, kecuali koagulan pernbantu dapat dipersiapkan setiap akan digunakan dengan membuat larutan sampai mencapai konsentrasi 10 gr/L. Koagulan pembantu, dalam perdagangan tersedia berbagai macam koagulan pembantu atau polielektrolit.

Prosedur pengujian :

1. Masukkan volume contoh uji yang sama (1000 mL) kedalam masing-masing gelas kimia. Tempatkan gelas hingga baling-baling pengaduk berada 6,4 mm dari dinding gelas. Catat temperatur contoh uji pada saat pengujian dimulai.
2. Letakkan bahan (kimia) uji pada pereaksi.
3. Operasikan pengaduk muIti posisi pada pengadukan cepat dengan kecepatan kira-kira 120 Rpm. Tambahkan larutan atau suspensi pada setiap penentuan dosis yang telah ditentukan sebelumnya.
4. Kurangi kecepatan sampai pada kecepatan minimal, untuk menjaga keseragaman partikel flok yang terlarut melalui pengadukan lambat selama 20 menit.
5. Setelah pengadukan lambat selesai, angkat baling-baling dan lihat pengendapan partikel flok.
6. Setelah 15 menit pengendapan, catat bentuk flok pada dasar gelas dan catat temperatur contoh uji, Dengan menggunakan pipet atau siphon, keluarkan sejumlah cairan supernatan yang sesuai sebagai contoh uji untuk penentuan warna, kekeruhan, pH dan analisis lainnya.
7. Ulangi langkah 1 sampai 6 di atas sampai semua variabel penentu terevaluasi. Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti prosedur berpasangan 3 dan 3 jartest dianjurkan.