Bagaimanakah Cara Menjernihkan Air Dengan Metode Koagulasi

Koagulasi dan Flokulasi

Pada pengolahan primer air limbah, salah satu treatment adalah koagulasi dan flokulasi, suatu peristiwa perlakuan secara kimiawi yang bertujuan untuk sedimentasi dan filtrasi sehingga dapat memisahkan partikel dari air limbah.

            Gambar 1.  Skema Proses Koagulasi dan Flokulasi

Koagulasi adalah proses kimia fisik dari pencampuran bahan kimia sebagai koagulan ke dalam limbah dan selanjutnya dilakukan pengadukan cepat sehingga tercampur. Koagulasi akan menetralkan ion kation dan anion kemudian membentuk massa gelatin yang menjerap partikel menjadi massa yang lebih besar sehingga cukup untuk berada pada kondisi “settle” dan mengendap. Pada saat kondisi mengendap ini, partikel tersebut dapat disaring atau dibuang.

Flokulasi merupakan proses penambahan flokulan pada pengadukan lambat untuk meningkatkan saling hubung antar partikel yang goyah sehingga meningkatkan penyatuannya (aglomerasi). Partikel netral akan saling berikatan membentuk flok-flok besar dari partikel koloid yang berukuran sangat kecil. Flok-flok inilah yang nantinya disaring dan dibuang.

Senyawa kimia yang digunakan sebagai koagulan ataupun flokulan biasanya adalah Alum, PAC dan FeCl₃. Koagulan tersebut harus mampu menetralkan muatan koloid dan mengikat partikel tersebut agar terbentuk flok atau gumpalan. Pada dasarnya limbah cair terdiri dari partikel-partikel koloid bermuatan sehingga untuk memisahkannya digunakan koagulan yang akan menstabilkan muatan partikel koloid air limbah. Adapun koagulan yang baik untuk dipilih adalah

1. Memiliki sifat adsobsi yang kuat

2. Mempunyai kekuatan lekat

3. Pembentukan flok-flok yang tinggi atau sediment yang cepat dengan dosis kecil

4. Tidak mempengaruhi nilai PH air limbah

5. Tidak besifat toksik

Keberhasilan dari proses koagulasi dan flokulasi tergantung beberapa faktor diantaranya adalah dosis koagulan yang diberikan. Dosis koagulan disesuaikan dengan karakteristik dari air limbah yang akan ditangani. Untuk mengetahui dosis optimum koagulan dilakukan pengujian dilaboratorium menggunakan peralatan yang disebut Jartest. Memonitoring limbah yang telah lolos proses pengolahan koagulasi dan flokulasi dilihat dari tingkat kekeruhan, kadar solid dan warna limbah.

Monitoring Koagulan

Monitoring dosis koagulan dilakukan menggunakan alat Jartest (Gambar 2) dengan simulasi di labolatorium. Untuk mendapatkan dosis koagulan paling optimal dengan cara memvariasikan dosis yang digunakan kemudian dibandingkan hasilnya dengan parameter kekeruhan, warna, pH dan TSS.

              Gambar 2. Floculator Jar Tester (Velp)

Dengan Jar Tester maka dosis optimum koagulan dapat ditentukan. Masing-masing erlenmeyer (Gambar 2) dapat ditambahkan dengan konsentrasi koagulan yang berbeda. Tiap sampel disimulasi dengan pengadukan cepat maupun lambat. Hasil terbaik adalah dosis koagulan yang dapat menghasilkan nilai kekeruhan, warna dan TSS paling rendah dengan nilai pH netral dan jumlah kecil.

Setelah dilakukan jartest, analisa yang biasa dilakukan selanjutnya adalah pengecekan warna. Pada pengolahan limbah textile yang sering menyebabkan limbah menjadi berwarna, digunakan penambahan koagulan pada pengolahan primer dan tersier untuk mengurangi warna. Alat yang digunakan untuk analisa warna/color limbah adalah Colorimeter dengan metode Pt-Co atau ADMI.

     Gambar 3. Spectrophotometer DR6000 (HACH)

Parameter pembanding selanjutnya adalah kekeruhan dan TSS. Kedua parameter ini sangat berkaitan karena berhubungan dengan analisa banyaknya partikel yang terkandung dalam air. Semakin besar nilai kekeruhan dan TSS maka menunjukkan semakin banyak partikel.

Tujuan akhir pengolahan limbah adalah diperoleh air bersih dengan kandungan partikel yang minim atau sesuai dengan standard baku yang diperbolehkan untuk kualitas air. Kekeruhan dapat diukur dengan menggunakan turbidimeter (Gambar 4) dan TSS dengan metode gravimetri, yaitu menghitung padatan yang di evaporasi lalu dipanaskan pada temperatur 105^oC. Pengukuran TSS dapat pula dilakukan secara online menggunakan multimeter dan elektrode (Gambar 5), yang dapat terukur secara real time dan kontinu.

Gambar 5. TSS Analyzer, Solitax sc

Parameter pH pada limbah juga harus selalu terukur pada rentang netral, hal ini dilakukan juga untuk mengetahui pengaruh penambahan koagulan ke limbah. Penukuran pH menggunakan alat pH meter. Pengukuran pH dapat dilakukan secara laboratorium maupun secara online (Gambar 6)

     Gambar 6. pH meter Analyzer (HACH)

Peristiwa koagulasi dan flokulasi merupakan proses mendorong pembentukan agregat partikel guna mengurangi muatan atau mengatasi pengaruh muatan partikel. Pengaruh muatan ini harus diatasi dengan penambahan ion (koagulan) yang berpotensi menentukan muatan sehingga terserap atau bereaksi dengan permukaan koloid untuk mengurangi muatan permukaan, atau penambahan elektrolit yang akan memberikan pengaruh mengurangi ketebalan lapisan difusi listrik sehingga mengurangi zeta potensial. Zeta potensial besar menunjukkan larutan mudah terdispersi sedangkan zeta potensial rendah menunjukkan adanya pembentukan agregat atau gumpalan partikel dalam air.

Monitoring koagulan dengan merujuk pada nilai zeta potensial sehingga akan lebih memudahkan user dalam pengamatan dosis koagulan. Instrument yang dapat digunakan adalah Streaming Current, AF7000 (Gambar 7) , yang menunjukkan perlunya penambahan dosis koagulan berdasarkan angka zeta potensial.

Gambar 7. Streaming Curent Monitor, AF700 (HACH)

Daftar Pustaka

Yuliati, Suci. 2006. Proses Koagulasi Flokulasi Pengolahan Limbah Cair. IPB. Bogor (diakses Maret 2016)

www.hach. com