Aplikasi Aplikasi Pasangan Pasangan Elektroda Elektroda Al Al – Al Al untuk untuk Pengolahan Pengolahan Air Air Bersih Bersih dengan dengan Sistem Sistem Kontinyu Kontinyu SIDANG HASIL TUGAS AKHIR Oleh: Oleh: Karina Rindang Trapsilasiwi 3306.100.030 Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010 Dosen Pembimbing : Abdu Fadli Assomadi, S.Si., MT.
48
Embed
AAplpliikkaasisiPPaasasangngaannElElekekttrroodadaAAll ...digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-14040-Paper-1210365.pdf• Menentukan pengaruh waktu kontak dan kuat arus yang
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
AplikasiAplikasi PasanganPasangan ElektrodaElektroda Al Al –– Al Al
untukuntuk PengolahanPengolahan Air Air BersihBersih dengandengan
SistemSistem KontinyuKontinyu
SIDANG HASIL TUGAS AKHIR
Oleh:Oleh:Karina Rindang Trapsilasiwi
3306.100.030
Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya
2010
Dosen Pembimbing :Abdu Fadli Assomadi, S.Si., MT.
BAB I PENDAHULUANBAB I PENDAHULUAN
� LATAR BELAKANG
� RUMUSAN MASALAH
� RUANG LINGKUP
� TUJUAN PENELITIAN� TUJUAN PENELITIAN
� MANFAAT PENELITIAN
LATAR BELAKANGLATAR BELAKANG
Jumlah
Penduduk
Kebutuhan
Kualitas Air
Baku Air
Minum
Kegiatan
Manusia
Kebutuhan
Bahan
Kimia
HargaEfisiensi
Metode Alternatif
Pengolahan
Kebutuhan
Air
Harga
Pengolahan
Efisiensi
Pengolahan
ELEKTROKOAGULASIELEKTROKOAGULASI
RUMUSAN MASALAHRUMUSAN MASALAH
• Pengaruh waktu kontak dan kuat arus terhadap
efisiensi penurunan kekeruhan serta warna pada
pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan sistem
batch.batch.
• Pengaruh debit aliran dan kuat arus terhadap
efisiensi penurunan kekeruhan serta warna pada
pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan sistem
kontinyu.
• Perbandingan biaya yang diperlukan antara metode
elektrokoagulasi dengan metode jartest.
RUANG LINGKUPRUANG LINGKUP
• Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium di
laboratorium PDAM Karang Pilang Surabaya
menggunakan sistem batch dan dilanjutkan dengan
sistem kontinyu.sistem kontinyu.
• Sampel yang digunakan adalah sampel effluen
prasedimentasi PDAM Karang Pilang I Surabaya yang
merupakan air influen proses flash mix PDAM Karang
Pilang I Surabaya dengan kriteria:
– Kekeruhan = 100 - 150 NTU
– pH = 6 - 8
Lanjutan…
• Elektroda yang digunakan adalah plat
Alumunium (Al) sebagai anoda dan katoda.
• Jarak antar plat 1,5 cm dan tegangan yang
digunakan 9 Volt digunakan 9 Volt
• Variasi yang digunakan pada sistem batch
adalah :
– Variasi waktu kontak: 30, 40, 60, 120 detik
– Variasi kuat arus : 0,3; 0,6; 0,9; 1,2 Ampere.
Lanjutan…
• Variasi yang digunakan pada sistem kontinyu
adalah :
– Variasi debit
• Parameter yang diukur pada sistem batch adalah
kekeruhan, warna, pH, dan konduktivitas.
• Parameter yang diukur pada sistem kontinyu
adalah kekeruhan warna, pH, dan konduktivitas
TUJUAN PENELITIANTUJUAN PENELITIAN
• Menentukan pengaruh waktu kontak dan kuat arus yang
efektif terhadap efisiensi penurunan kekeruhan serta
warna pada pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan
sistem batch.sistem batch.
• Menentukan pengaruh debit aliran dan kuat arus yang
efektif terhadap efisiensi penurunan kekeruhan serta
warna pada pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan
sistem kontinyu.
• Menganalisa perbandingan biaya yang diperlukan antara
metode elektokoagulasi dengan metode jartest.
MANFAAT PENELITIANMANFAAT PENELITIAN
Memberikan alternatif pengganti bahan
kimia (alum) pada pengolahan air minum
PDAM.PDAM.
BAB II TINJAUAN PUSTAKABAB II TINJAUAN PUSTAKA
� ELEKTROKIMIA
� ELEKTROKOAGULASI
� Mekanisme Dalam
ElektrokoagulasiElektrokoagulasi
� Logam Yang Digunakan
� Reaksi Yang Terjadi
� Pelarutan Logam
ELEKTROKIMIAELEKTROKIMIA
• Menurut Sawyer et al. (1995), elektrokimia adalah
studi mengenai hubungan antara reaksi kimia dengan
energi listrik.
• Menurut Benefield et al. (1982), ada dua macam sel
elektrokimia, yaitu :
– Sel Galvani atau Sel Volta
– Sel Elektrolisa
ELEKTROKOAGULASIELEKTROKOAGULASI
• Definisi Elektrokoagulasi :
– Menurut Holt et al. (2004)
metode elektrokimia untuk pengolahan air dimana pada anoda
terjadi pelepasan koagulan aktif berupa ion logam (biasanya
alumunium atau besi) ke dalam larutan, sedangkan pada katodaalumunium atau besi) ke dalam larutan, sedangkan pada katoda
terjadi reaksi elektrolisis berupa pelepasan gas hidrogen
– Menurut Mollah (2004)
proses kompleks yang melibatkan fenomena kimia dan fisik dengan
menggunakan elektroda untuk menghasilkan ion yang digunakan
untuk mengolah air
Mekanisme Dalam ElektrokoagulasiMekanisme Dalam Elektrokoagulasi
Logam Yang DigunakanLogam Yang Digunakan
• Alumunium merupakan logam yang sering
digunakan sebagai elektroda dalam proses
elektrokoagulasi.
• Ion positif (kation) aluminium yang terlepas• Ion positif (kation) aluminium yang terlepas
(tergantung pada kondisi polutan, pH, dan
konsentrasi larutan) secara langsung berinteraksi
dengan polutan dan akan terjadi hidrolisa
membentuk ion kompleks.
Reaksi Yang TerjadiReaksi Yang Terjadi
Reaksi elektrokimia dengan logam M sebagai anoda
sekaligus katoda adalah sebagai berikut :
• Pada Anoda :
M(s) � M(aq)n+ + ne- (2.1)
2 H2O(l) � 4H+(aq) + O2(g) + 4e- (2.2)
• Pada Katoda :
M(aq)n+ + ne- � M(s) (2.3)
2 H2O(l) + 2e- � H2(g) + 2OH- (2.4)
Pelarutan LogamPelarutan Logam
nx F
Ixtx Mrw =
Dimana :Dimana :
w = berat aluminium yang larut (gram)
I = kuat arus yang digunakan (Ampere)
t = waktu kontak (detik)
Mr = berat molekul aluminium, yaitu 27 gram. Mol
n = valensi aluminium, yaitu 3
F = konstanta Faraday, 96500 Coulomb/mol
BAB III METODOLOGI PENELITIANBAB III METODOLOGI PENELITIAN
� Kerangka Penelitian
� Reaktor Elektrokoagulasi
� Sistem Batch
� Sistem Kontinyu� Sistem Kontinyu
KerangkaKerangka PenelitianPenelitian
CCStudi Literatur
Ide Penelitian
Persiapan alat dan bahan
AA
Persiapan Bahan :
• Sampel yang berasal dari effluen prosesprasedimentasi PDAM Karang Pilang ISurabaya dengan kriteria :
Kekeruhan : 100 -150 NTUpH : 6 - 8
Persiapan Alat :
• Reaktor dari akrilik10x10x15cm (Batch)
• Reaktor dari kaca (kontinyu)• Elektroda Alumunium• Adaptor dll
Lanjutan…
AA
DD
Percobaan Pendahuluan (Sistem Batch) :• Variasi waktu kontak : 30; 40; 60; 120 detik• Variasi kuat arus : 0,3; 0,6; 0,9; 1,2 ampere• Tegangan : 9 V, jarak antar elektroda : 1,5 cm• Menggunakan elektroda Alumunium (Al)
BB
• Menggunakan elektroda Alumunium (Al)• Pengadukan dengan Magnetik Stirer (200rpm dan 50rpm)
Waktu kontak dan kuat arus yang paling optimum
Lanjutan…
DD
Percobaan Lanjutan (Sistem Kontinyu) :� Waktu kontak dan kuat arus paling efektif dari
percobaan pendahuluan digunakan sebagai acuanuntuk menentukan kuat arus dan variasi padavariabel debit yang digunakan di dalam
BB
CC
DDvariabel debit yang digunakan di dalamPercobaan Lanjutan (Sistem Kontinyu)
•Variabel debit� Menggunakan elektroda Alumunium (Al)� Tegangan : 9 V� Jarak antar elektroda : 1,5 cm
Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Reaktor ElektrokoagulasiReaktor Elektrokoagulasi
Gambar Reaktor dengan Sistem Batch
Efluen prasedimentasi
Lanjutan…
Gambar Reaktor dengan Sistem Kontinyu
BAB IV DATA &PEMBAHASANBAB IV DATA &PEMBAHASAN
� SISTEM BATCH
� Analisa Kekeruhan
� Analisa Warna
� Analisa DHL
� Analisa pH
� Perbandingan dengan Jartest� Perbandingan dengan Jartest
� SISTEM KONTINYU
� Analisa Kekeruhan
� Analisa Warna
� Analisa DHL
� Analisa pH
� Analisa Efisiensi Arus
� ANALISA BIAYA
SISTEM SISTEM BATCHBATCH
No PerlakuanKombinasi Variasi
(Waktu Kontak dan Kuat Arus)1 Perlakuan 1 30 detik dan 0,3 Ampere2 Perlakuan 2 30 detik dan 0,6 Ampere3 Perlakuan 3 30 detik dan 0,9 Ampere4 Perlakuan 4 30 detik dan 1,2 Ampere5 Perlakuan 5 40 detik dan 0,3 Ampere5 Perlakuan 5 40 detik dan 0,3 Ampere6 Perlakuan 6 40 detik dan 0,6 Ampere7 Perlakuan 7 40 detik dan 0,9 Ampere8 Perlakuan 8 40 detik dan 1,2 Ampere9 Perlakuan 9 60 detik dan 0,3 Ampere
10 Perlakuan 10 60 detik dan 0,6 Ampere11 Perlakuan 11 60 detik dan 0,9 Ampere12 Perlakuan 12 60 detik dan 1,2 Ampere13 Perlakuan 13 120 detik dan 0,3 Ampere14 Perlakuan 14 120 detik dan 0,6 Ampere15 Perlakuan 15 120 detik dan 0,9 Ampere16 Perlakuan 16 120 detik dan 1,2 Ampere
AnalisaAnalisa KekeruhanKekeruhan
Waktu kontak 120 detik dan kuat arus 0,9 A mempunyai
prosentase penurunan kekeruhan terbesar yaitu 87%
AnalisaAnalisa WarnaWarna
Waktu kontak 120 detik dan kuat arus 0,9 A mempunyai
prosentase penurunan warna terbesar yaitu 59,03%
AnalisaAnalisa DHLDHL
Waktu kontak 120 detik dan kuat arus 0,9 A mempunyai
prosentase penurunan DHL terbesar yaitu 27,60%
AnalisaAnalisa pHpH
Lanjutan…
Kombinasi variasi kuat arus dan waktu kontak yang
digunakan pada masing-masing perlakuan, mengakibatkan
terjadinya perubahan nilai pH di dalam air sampel. Namun
perubahan tersebut tidak cenderung meningkat, melainkan