Koagulasi

Koagulasi/flokulasi

Proses koagulasi dan flokulasi (Gambar 3-1) adalah proses yang membantu dalam

penanganan bahan-bahan solid yang tidak dapat ditangani pada proses sebelumnya.

Proses koagulasi adalah proses yang menyangkut penangnan umpan dan pencampuran

salah satu atau lebih bahan-bahan kimia koagulan di dalam air, dimana partikel yang

terbentuk disebut dengan flok. Flokulasi, dimana pada prosesnya membutuhkan

pencampuran yang merata antara air dan coagulant pada periode waktu dalam bentuk

yang luas, berat dalam pembentukan partikel flok. Partikel flok adalah kombinasi dari

koagulan dan partikel-partikel didalam air;dimana partikel tersebut akan bertambah lebih

besar dan berat daripada partikel murni dan agar lebih mudah untuk diolah pada proses

selanjutnya, yaitu proses sedimentasi dan filtrasi.

Pada bab ini dideskripsikan prinsip-prinsip dasar dari koagulasi dan flokulasi, dan

koagulan secara umum dan pengunaannya, ada beberapa fasilitas dan perlengkapan yang

digunkan dalam proses koagulasi/flokulasi, prosedur operasi dan pekerjaan secara umum

yang dilakukan yang berhubungan dengan permasalahan proses koagulasi. Pada bab ini

disimpulkan dengan diskusi untuk penanganan yang aman dalam pengunaan bahan-bahan

kimia Coagulant, partikulat alum. Setelah anda menyelasaikan bab ini diharapkan anda

dapat :

Mendeskripsikan prinsip-prinsip yang menyangkut didalam proses koagulasi dan

flokulasi.

Mengetahui daftar dari bahan-bahan kimia Coagulant yang biasa digunakan, yang

menguntungakan dan merugikan dalam pemakaianya.

Dapat mendefinisikan :

- Kekeruhan (turbidity)

- Koagulasi (coagulasi)

- kebutuhan koagulan (Coagulan aid)

- pencampuran cepat (Flash mixing)

- Flokulasi

- Flok

Percobaan kenapa pencampuran sangat penting

Identifikasi dua tahap operasi yang biasa dilakukan pada

masalah-masalah yang berhubungan dengan proses coagulasi/flokulasi, dan

menceritakan bagaimana permasalahan itu dapat diselesaikan.

Mencatat dan mengambarkan dengan singkat tujuan tiap

test pada proses keefektifan koagulasi/flokulasi dengan memakai monitor.

Mendeskripsikan penanganan umum dan praktis dalam

pengunaan bahan kimia Coagulant.

3.1 Deskripsi koagulasi/flokulasi

Prsoses koagulasi/flokulasi sangant penting dalam pengolahan utama, sebab

partikel padatan ini tidak dapat ditangani pada proses sedimentasi dan filtrasi dikarenakan

ukuran partikelnya terlalu kecil, sehingga tidak dapat mengendap. Agar partikel padatan

yang tidak dapat mengendap ini dapat diendapkan, maka dilakukan proses

koagulasi.flokulasi. Pada proses ini padatan tersebut diubah bentuknya menjadi padatan

yang lebih besar dan berat sehingga dapat mengendap secara fisik. Selanjutnya perubahan

secara kimia dilakuka dengan penambahan dan pencampuran bahan-bahan kimia

koagulan kedalam air baku sehingga air dapat diolah pada proses sedimentasi dan filtrasi.

Prinsip Dasar koagulasi/flokulasi

Dalam proses koagulasi/flokulasi perlu diketahui dua hal yang mendasar

menyangkut proses penanganan partikel-partikel yang tidak dapat mengendap yaitu :

Ukuran Partikel

Gaya alami antar partikel

Ukuran partikel , umumnya air alam terdiri dari tiga macam padatan yang tidak dapat

mengendap. Dari bentuk yang terbesar sampai yang terkecil, sebagaimana ditunjukan

pada Tabel 3-1, partikel-partikel tersebut adalah :

Padatan tersuspensi

koloid

padatan terlarut

Padatan tersuspensi adalah partikel yang terbawa air akibat adanya gaya alami

pada aliran air. Padatan terlarut ini terlalu kecil ukurannya (0,01 mm) dan tidak dapat

mengendap dengan cepat, dan ukuran partikel yang lebih besar >0,01 mm adalah padatan

yang dapat mengendap pada dasar wadah atau bagian dasar kolam sedimentasi selama 4

jam.

Contoh koloidal solid yang terdapat pada pada air adalah lumpur, bakteri, zat

warna dan virus. Koloid tersebut tidak dapat mengendap didalam rentang waktu yang

layak (Tabel 3-2). Padatan koloid tersebut juga tidak dapat dilihat dengan kasat mata,

namun demikian pengaruh dari adanya koloid tersebut dapat dilihat sebagai warna atau

kekeruhan pada air. Partikel tersebut terlalu kecil ukurannya untuk dapat diolah pada

proses lanjutan jika tidak dibuat menjadi koagulat dan flokulat.

Tabel 3-2 Kecepatan Pengendapan alami untuk partikel kecil

Diameter Partikel (mm) Jenis Partikel Waktu pengendapan dalam diamter 1 ft (0,3m)

10

1

0,1

0,01

0,001

0,0001

0,00001

0,000001

Kerikil

Pasir kasar

Pasir halus

Silt

Pengendapan

0,3 det

3 det

38 det

33 min

considered nonsettleable

55 jam

230 hari

6.3 tahun

63 tahun min

Sumber : AWWA,

Padatan tak larut biasanya terdapat dalam bentuk organik atau non organik,

seperti garam, bahan kimia tumbuhan dan hewan, dimana sebagian besar diantaranya

tidak dapat larut. Padatan tak larut tersebut tidak dapat dilihat langsung. Dimana sebagian

besar logam dan bahan kimia tidak larut didalam air. Bahan tersebut dapat menyebabkan

gangguan kesehatan dan masalah lain rasa, warna dan bau. Karena bahan tersebut

tertutup oleh endapan dari bahan kimia dan fisika, sehingga mereka sulit dipisahkan dari

air. Salah satu alasan mengapa partikel tersebut tidak dapat menendap adalah karena

ukurannya terlalu kecil. Dengan mempertimbangkan contoh ini ; dimana partikel tanah

kasar dalam bentuk kubus, yang sisinya 1 mm diharapkan dapat mengedap lebih cepat

atau dapat diendapakan sebesar 1 ft (0,3 m) setiap detiknya (Lihat Tabel 3-2).

Sekarang diasumsikan partikel pasir adalah tanah dimana banyak terdapat partikel-

partikel yang lebih kecil, yang berbentuk kubus berukuran 0,000001 mmm pada setiap

sisinya. (hal ini seperti tiruan gaya alamai pada dari erosi). Berat seluruh partikel tanah

sama seperti butiran alami dari pasir kasar, tetapi area permukaannya telah bertambah

besar menjadi

6 mm2.area yang luas pada ujng menjadi 6 mm2, mengenai area ini dari tabel kolam 2

(Lihat modul Aerasi, Gambar 2.2). Penambahan dengan cepat ini dikarenakan adanya

Penambahan dengan cepat akibat adanya gaya tarik menarik antar partikel (Bisanya

disebut gaya tarik).

Sesuai Tabel 3-2, penndapan 1 ft (0,3m) terjadi dalam selang waktu 3 det, jadi

jika diperkirakan dibutuhkan waktu 60 tahun agar partikel kecil tersebut dapat

mengendap degan ukuran yang sama 1 ft (0,3m). pengendapan adalah penambahan dalam

range waktu pada ukuran partikel. Proses pengendapan partikel dibutuhkan suatu tempat

yang luas agar proses pengendapan menjadi mudah dan berjalan cepat.

Gaya Alam;partikel didalam air umumnya membawa ion-ion listrik negatif.

Hanya saja biasanya terlihat seperti kutub sebuah magnet yang saling tarik menarik antar

partikel. Didalam proses pnegolahan air gaya tarik menarik ini biasa disebut zeta

Potensial. Gaya ini sangat kuat sehingga mampu menagkap partikel kecil, dan bagian

dari partikel koloid dan menyebabkan bagaian tersebut tersuspensi.

Gaya Vander Walls tiap partikel pada air alam cenderung tarik-menarik antara

dua partikel. Gaya tarik menarik ini membentuk zeta potensial. Gaya tarik menarik zeta

potensial sangat kuat dibandingkan gaya vander walls, hal ini untuk menjaga agar

partikel tetap dalam kondisi tersuspensi.

Efek dari Koagulasi dan Flokulasi;proses netralisasi koagulasi adalah

pengurangan zeta potensial dari padatan tak terlarut, jadi gaya vander walls dapat

dilakukan dengan menarik partikel-partikel bersamaan. Partikel tak terlarut ini umumnya

membentuk partikel-partikel kecil/mikroflok, sebagaimana ditunjukkan gambar 3-2.

partikel-partikel ini meskipun lebih besar ukurannya dibandingkan partikel koloid murni,

hal ini karena partikel tersebut bergabung menjadi satu membentuk mikroflok. Walaupun

begitu secara kasat mata partikel ini tidak terlihat, dan tidak larut dalam air. Dengan cara

melakukan pengadukan dengan flokulasi menyebabkan partikel-partikel mikroflok ini

menyatu menjadi bagian bentuk yang lebih besar dan relatif lebih berat dari flok partikel,

sehingga dapat lebih mudah diendapkan atau disaring. Flok-flok partikel ini biasanya

terlihat seperti rangakain kain atau benang wool.

Coagulant and coagulant aid; persoalan umum dalam hal penangan partikel

didalam air adalah membersihkan partikel-partikel dan kotoran tak berguna, penggunaan

coagulant dalam proses pengolahan air secara normal memperlihat hal yang baik dalam

proses pertukaran ion. Ion-ion positif dapat dinetralkan dengan ion negatif dalam

Gambar 3-2 Mikroflok

pembentukan koagulasi. Beberapa jenis coagulant mengandung ion-ion positif dan

lainnya. Coagulant terdiri dari Trivalent ion (Coagulant yang memiliki ion-ion 3+), terdiri

dari, Al 3+, dan iron, Fe 3+) adalah 700-1000 kali lebih efektif sebagai coagulat

dibandingkan monovalent ion.(Coaglant yang memiliki ion-ino 1+, terdiri dari Na+) dan

50-60 kali lebih efectif dibandingkan dengan bivalent ion (Coagulant yang memiliki

elektron 2+, terdiri dari calsium, Ca 2+).

Umumnya coagulant yang dipakai pada proses pengolahan air adalah alumunium

sulfat (Alum), Al2(SO4)3 ; dan Feric Sulfat, Fe2(SO4)3. ketika kedua koagulat tersebut

terlarut didalam air maka akan terjadi proses ionisasi. Dan akan terbentuk trivalent ion

dari Alumunium atau Iron (Al3+, atau Fe3+). Lima jenis coagulant secara umum dapat

dilihat pada Tabel 3-3, dengan tipe dan dosisnya.

Seringanya alum digunakan pada proses pengolahan air, maka sangat penting

untuk diketahui apakah alum mampu mengendapkan dan membantu menghilangkan

bakteri dan partikel-partikel lainnya yang menyebabkan kekeruhan , rasa, bau dan warna.

Alum bekerja bekerja berdasarkan proses koagulasi dan flokulasi, sebagai berikut :

Penambahan alum pada air mentah, maka akan bereaksi dengan alkalinitas (lime,

soda abu, dll), untuk membentuk flok-flok partikel dari alumunium hidroksida

Al(OH)3, (Lihat pengenalan analisa kualitas air, Phisical/chemical taste module-

alkalinity). Ketentuan tingkatan dari alkalinitas sangat penting untuk

berlangsungnya reaksi.

Tabel 3-3 pemakain dosis koagulan

Koagulant Bahan kimia Dosis mg/L

Aluminim sulfat

Copper sulfat

Ferous sulfat

Sodium aluminate

Al2(SO4)3

CuSO4

Fe2(SO4)3

NaAlO2

15-100

5-20

10-50

5-25

5-50

Tabel 3-4 Kombinasi koagulant

Koagulant Perbandingan dosis

Alumunium sulfat + cautik soda

Alumunium sulfat + hydrate lime

Alumunium sulfat + sodium aluminate

Alumunium sulfat + sodium carbonate

Copper sulfat + hydrate lime

Feric sulfat + hydrate lime

Ferous sulfat + hydrate lime

Ferous sulfat + chlorine

Sodium aluminate + feric chloride

3 : 1

3 : 1

4 : 3

1 : 1 sampai 2:1

3:1

5:2

4:1

8 :1

1:1

Ion-ion positif trivalent alumunium ion menetralisasi partikel bermuatan negatif

dari warna atau kekeruhan. Hal ini berlangsung dalam 1 atau 2 detik setelah

penambahan bahan kimia pada air, aliran yang terbentuk melalui proses

pencampuran kritis agar koagulasi berlangsung sempurna. Netralisasi dari

elektron bermuatan listrik adalah tanda dimulainya proses koagulasi.

Pada saat ini, partikel mulai menyatu membentuk koloni yang besar.

Flok tersebut selanjutnya membentuk partikel kecil (mikroflok) dengan masih

membawa muatan positif dari penambahan coagulant. Kemudian dilanjutkan

dengan menetralisasi partikel-partikel bermuatan negatif, dan proses ini

menyebabkan partikel-partikel menjadinetral.

Akhirnya, partikel-partikel mikroflok membentuk koloid dan menyatu dalam

bentuk batang (Stik) dan flok partikel yang besar dan mengendap. Proses ini

disebut flokulasi.

Ada beberapa faktor-faktor fisika dan kimia yang dapat mempengaruhi proses

pembentukan; partikel koagulant, diantaranya termasuk proses pencampuran, PH,

alkalinitas, kekeruhan, dan temperatur. Sebagai contoh, alum bekerja bekerja pada

kondisi PH yang baik antara 4,5 sampai dengan 8,5. Jika alum dipakai diluar range

tersebut, maka flok yang terbentuk tidak komplit, atau tidak sempurna dan kelarutannya

menjadi tinggi, begitu juga sebaliknya. Feric sulfat dapat dioperasikan secara efektif

diluar dari ketentuan range PH 3,5 sampai 9,0. akan tetapi feric sulfat bersifat korosif dan

menggangu dalam penganan faslitias penting untuk storage.

Alum dan feric sulfat dapat mempengaruhi alkalinitas dari air. Dimana flok

partikel yang terbentuk, Al(OH)3, untuk alum dan Fe OH)3 untuk feric sulfat memerlukan

OH atau hidroksi , bagian komponen kimia inilah yang menyebabkan terbentuknya

alkalinitas didalam air. Dimana jika alkalinitas didalam air tidak tinggi maka tidak akan

efektif dalam pembentukan flok.

Penambahan kekeruhan, temperatur, dan pencampuran energi dapat juga

mempengaruhi hasil koagulasi. Ada beberapa faktor kontrol lainnya yang tak diketahui

atau dipahami dengan benar pada proses pengolhan air. Sebagai solusi, koagulan kimia

dan pemilihan koagulan seharusnya didasarkan pada beberapa test, seperti jartes (Lihat

pengenalan analisis kualitas air). Test modul fisika dan kimia - jartes. Test ini bertajuan

mengevaluasi/menilai perlakuan yang sebenarnya dari koagulan pada konsentrasi yang

berbeda didalam air. Test ini dibutuhkan ketika air dari sumber yang berbeda atau sampel

dari sumber yan sama pada waktu yang berbeda dalam satu tahun, jarang memberikan

respon untuk dosis koagulan yang sama, dengan menyampingkan susunan kimianya.

Range yang umum untuk dosis yang efektif pada variasi koagulan ditunjukan

apada Tabel 3-3. dengan memakai informasi dari type-type secara umum dan prosedur

jartest, operator memberikan respon untuk memberikan coagulan yang terbaik dan dosis

yang efektif (dari koagulant).

Coagulat Aid ; coagulant aid adalah bahan kimia yang ditambahakan selama

koagulasi untuk meningkatkan proses koagulasi, untuk membangun sistem yang baik,

mengendapkan lumpur, untuk menanggulangi temperatur masuk yang dapat

memperlambat koagulasi, untuk mengurangi jumlah koagulan yang dibutuhkan dan

mereduksi jumlah lumpur yang diprosuksi. Salah satu alasan utama penggunaan

coagulant aid adalah untuk mengurangi jumlah alum yang digunakan, hal ini akan

mengurangi jumlah lumpur alum yang terbentuk. Karena lumpur alum susah larut dalam

air atau terdispersi, coagulant aid secara signifikan dapat mereduksi lumpur. Ada tiga

type umum dari coagulant aid :

- Silika aktif

- Senyawa serap dan absorbent

- Polielektrolit

silika aktif telah digunakan sebagai coagulant aid terhadap alum sejak akhir tahun

1930 dan sampai saat ini masih banyak digunakan. Dosis pengunaan lazimnya dari 7-

11% dari koagulan yang digunakan, silika aktif akan menaikan laju koagulasi,

mengurangi disis coagulant yang digunakan dan memperluas range PH untuk koagulasi

efektif. Silika aktif disiapkan untuk dipakai secara kimia oleh oprator.

Bahan kimia yang dipakai adalah sodium silika, Na2SiO3. Operator bekerja secara

aktif dari penambahan sodium silika dan asam, type asam Hypochlorous, untuk

mereduksi alkalinitas.

Keuntungan dari pengunaan silika adalah menguatkan dan mengeraskan flok yang

membuat lumpur mudah patah selama sedimentasi filtrasi. Dengan penambahan ini, flok

yang dihasilkan lebih besar, lebih padat, dan mempercepat pengendapan. Perubahan

warna menjadi lebih baik, dan bentuk yang lebih baik dari flok yang dapat dihasilkan

pada temperatur yang berbeda. Silika aktif biasanya ditambahkan setelah

pembekuan/koagulasi, tetapi sebelum koagulasi dapat juga ditambahkan, terutama

dengan turbiditas air yang rendah. Bahan ini tidak pernah ditambahkan langsung kealum,

karena dapat bereaksi satu sama lainnya.

Kerugian terbesar menggunakan silika aktif adalah kemampuannya

kemampuannya mengontrol kebtuhan dengan tepat selama tahap aktivasi untuk

mengahsilkan larutan yang tidak berbentuk gel. Kenbanyakan silika secara umum akan

memperlambat pembentukan flok, juga menyumbat filter/saringan.

Senyawa padat adalah bahan yang bola ditambahkan dengan air, penambahan

bentuk partikel dapar mempertinggi pembentukan flok. Senyawa berta digunakan untuk

mempertahankan kemurnian warna, turbiditas yang rendah, dan mineral yang rendah.

Tipe air ini dapat juga memberikan hasil kebalikan yang kecil, dan reaksi flok yang

lambat.

Tanah liat/lempung bentonite adalah contoh umum senyawa padat. Dosis pada

range 10-50 mg/L biasanya mempercepat pengendapan flok. Penambahan lempung pada

air dapat menaikkan turbiditas. Pada air dengan natural turbiditas yang rendah,

mempercepat pembentukan dengan menaikan/meningkatkan frekuensi tabrakan antar

partikel.

Polielektrolit, tersedia dalam bentuk alami dan sintetis, dan penggunaanya masih

baru dan baru populer sebagai coagulant aid. Polielektrolite (Polimors) mempunyai

jumlah molekul yang besar, dan ketika dilarutkan ke air, menghasilkan pertukaran ion

yang tinggi.

Ada 3 klasifikasi/pengelompokan polielektrolite, yaitu :

1. Kation polielektrolite

2. Anion polielektrolite

3. Nonionik polielektrolite

Kation polimer adalah polimer yang ketika dilarutkan pada air menghasilkan

pertukaran ion positif. Kation polimer banyak dipakai secara luas karena dapat

tersuspensi dan koloidal solid yang ditemukan pada air biasanya dapat menyebabkan

perubahan menjadi negatif. Kation elektrolite dapat juga digunakan sebagai koagulan

dasar atau sebagai pembantu dalam proses koagulasi, seperti halnya alum dan feric sulfat.

Perpindaha nturbiditas sebgai efektif, polimer biasanya digunakan sebagai kombinasi

dengan koagulant. Ada beberapa keuntungan denga menggunakan koagulant aid, dimana

jumlah koagulan dapat direduksi, dan dapat lebih meningkatkan pengendapan flok, PH

lebih sensitif fan flokulasi dari organisme hidup seperti bakteri dan alga semakin

meningkat.

Anion polielektrolite; adalah polimer yang pada saat dilarutkan membentuk ion

negatif, digunakan untuk memindahkan padatan ion positf. Anion biasanya digunakan

sebagai koagulan aid dengan aluminum atau coagulan besi. Anion

menaikkan/memperluas ukuran flok, meningkatkan pengendapan, dan secar umum

menghasilkan flok yang lebih kuat. Tidak ada efek terhadap PH, alkalinitas, hardness atau

turbiditas.

Nonionik polielektroliteadalah polimer polimer yang mempunyai keseimbangan

atau pertukran ion secara alami, tetapi pada pelarutan, menghasilkan pertukaran ion

positif dan negatif. Nonionik polielektrolite dapat digunakan sebagai koagulan atau

coagulant aid. Meskipun dosis yang digunakan lebih besar dari type lainnya, akan tetapi

harganya lebih murah.

Dibandingkan dengan coagulant aid lainnya, kebutuhan dosis polieletrolit lebih

kecil. Range dosis normal/dari kation dan anion polimer adalah 0,1 ke 1,0 mg/L. untuk

nonionik polimer range dosisnya adalh 1-10 mg/L. dosis dari coagulan dan coagulant aid

harus selalu dipantau, untuk memastikan tercapainya koagulasi yang efektif, dan

memastikan bahwa penambahan bahan kimia aman untuk digunakan pada air, dalam

artian air dapat diminum.

Fasilitas Koagulasi/Flokulasi

Fasilitas proses coagulasi/flokulasi dibutuhkan untuk :

Tempat/tangki penyimpanan kimia

Persiapan pelarutan

Dosis

Kecepatan pencampuran (pencampuran kilat)

Flokulasi

Penyimpanan kimia

Koagulasi dan koagulan aid keduanya terdapat dalam bentuk padatan (seperti

serbuk atau granular/butiran) dan bentuk cairan. Biasanya liquid/cairan mudah untuk

bercampur dan digunakan. Bahan tersebut dapat dibeli dalam bentuk dan ukuran yang

besar, dari range 50 lb (23 kg) dalam bentuk padat dan 50 gal (19 liter).

Bahan kimia tersebut harus selalu disimpan pada kondisi kering dan pada suhu

kamar. Sebab kelembaban dapat menyebabkan bahan kimia menjadi keras atau

membentuk cake, bahan kimia dapat disimpan pada ruang tertutup dimana adanya

sirkuasli udara yang cukup. Akan tetapi pada keperluan penyimpanan bahan kimia pada

lantai melebihi area preparasi sehingga bahan menjadi lebih berat- area umpan melaui

hopper. Akan tetapi hal ini tidak praktis diterapkan pada pabrik dengan kapasitas

menengah, atau kecildisebabkan volume bahan kimia yang digunakan tidak dibenarkan

dalam jumlah yang besar-penanganan kelengkapan. Perlengkapan yang digunaklan dalam

penanganan bahan kimia ini diantaranya, truk tangan, kepala kereta, pengerek, lift,

conveyor mekanik, dan pheunomatic conveyor. Penyimpanan dan perawatan yang

dibutuhkan sangat tergantung dari pada tipe dan jumlah bahan kimia yang digunakan.

Pada bagian yang lebih kecil, bahan kimia dapat disimpan didekat area persiapan

larutan. Gambar 3-3 menunjukkan sebuah tangki penyimpan harian. Bahan kimia sering

disimpan secara kering pada area hopper protected. Intruksi yang tepat mengenai

penyimpanan koaguilan dan coagulant aid biasanya telah tersedia pada label pembungkus

dari pabriknya dan telah dicetak pada shiping container.

Persiapan Larutan

Koagulan dan Coagulan aid biasanya diencerkan terlebih dahulu. Hal ini guna

mencocokkan luas area pelarutan sebelum ditambahkan pada air untuk diolah. Pada area

yang kecil/sedikit, hal ini dapat dilakukan secara manual oleh las dumping atau kimia

liquid siphonong dari carboys ke tangki pelarutan kecil, 15-300 gal (190-1135 L)

dimana air air ditambahakan untuk mempersiapkan ukuran larutan. Tangki dilengkapi

dengan mixer/pencampur larutan, dapat dilihat pada gambar 3-4.

Pada persiapan bahan baku larutan dari polimer kering, hal ini sangat penting

sekali agar operator dapat berhati-hati untuk mencampurka nbahan kering kedalam air.

Partikel polimer sendiri harus langsung membasahi dalam arti masuk kelarutan secara

perlahan. Jika polimer kering secara hati-hati didumping kedalam air, clumps yang tak

larut dari polmer (disebut”Fish Eyes”) akan terbentuk clump tidak akan berfungsi secara

efektif sebagai coagulant aid dan clog membentuk saluran dari bahan kimia yang masuk.

Untuk mengurangi/mengeliminir masalah ini, ASPIRATOR FEEDED dapat digunakan

untuk membasahi polimer secara seragam. Polimer-polimer cair bisanya lebih mudah

ditangani dan ditambahakan air.

Pada pemakaian yang lebih besar, seluruh bangunan biasanya dicurahkan untuk

persiapan secara otomatis dari koagulan larutan. Sebagai bangunan haruslah terdiri dari

hopper yang besar, skala penimbangan/timbangan, conveyor, pengerek, pipa, pompa

bahan kimia dan tangki reaksi.

Dosing

Satu kali pelarutan atau pengenceran/penambahan air, coagulan harus diukur

secara teliti sebelum dimasukkan ke air mentah. sistem pemberian dosis bisa saja melalui

alat sederhana seperti pompa langsung dari 55 gal (208 L) tangki larutan, atau dapat

dilakukan lebihj komplek dengan menggunakan pompa kontrol elektronik dengan sistem

pengukuran otomatis yang mengatur laju alir dari air, turbiditasnya atau zeta potensial.

Coagulant dapat berperan sebagai umpan pada air menggunakan bahan

kering/basah lainnya.ada dua type dari pengisi bahan kering -volumetric dan gravimetric.

Volumetric feeders (pengisi), salah satunya tampak pada gambar 3-5 pengisi bahan kimia

kering dengan volume; gravimetric feeder gambar 3-6 pengisi bahan kimia kering

dengan berat. Feeders kering biasanya memiliki hopper kecil, dimana alat tersebut

menjadi bagian dari penyimpanan. Volumetric feeders lebih lebih mahal akan tetapi lebih

akurat daripada type gravimetric. Sekali pengukuran, dari bahan kimia kering membawa

secara cepar ke kemar pencampuran koagulan.

Gambar 3-6. Gravimetric Feeder

Umpan basah atau bahan larutan yang ditemukan digunakan untuk membekukan

bahan cair-juga secara langsung dari penyimpanan atau tidak langsung dengan cara

mencairkan larutan terlebih dahulu. Dengan cara pencairan larutan, operator biasanya

lebih tepat mengontrol dosis .

Type paling umum dari sistem umpan larutan adalah pompa terpasang, type

pompa pemindah positif. Disebut pompa terpasang sebab setiap gerak atau rotasi dapat

memompa dengan tepat volume yan terpasang pada larutan. Salah satu yang paling

umum digunakan adalah pompa terpasang type DIAPHRAGM (DIAPHRAGRAM-TYPE

METERING PUMP) ditunjukan pada gambar 3-7. pompa ini biasanya mempunyai

variabel kecepatan rotor dan dapat diset secara manual atau otomatis dalam

mengantarkan bahan kimia yang diperlukan utnuk laju alir tertentu.

Type lain dari pompa pemindah positf , disebut pompa progresiv, yang juga

dipakai pada pompa kimia pada pengukuran laju alir. Progresiv capity pompa

ditunjukkan pada gambar 3-8.

Faslitas umpan koagulan secara komplit dapat terdiri dari tangki pelarutan untuk

pencampuran atau pancairan dari bahan kimia sebagai hasil, pompa pemindahan, ruang

pencampuran air, pipa lurus larutan dan timbangan dengan skala bervariasi serta pelatan

mixing. Fasilitas ini dan kelengkapannya biasanya dipakai pada saat pabrik dibangun atau

diperluas.mengatasi terjadinya korosi, alat yang dipakai dalam pompa, storage dan

transport bahan kimia dibuat dari material yang tahah terhadap korosi dan aman pada

lingkungan kerja.

Kecepatan Pencampuran

Salah satu yang paling penting dalam proses koagulasi adalah pencampuran aliran

secara cepat. Distribusi yang merata pada agitasi aliran sangat penting agar pencampuran

dapat merata. Dalam hal ini digunakan partikulat yang tepat, yaitu alum dan feric sulfat.

Kontak pertama antara koagulan denga air merupakan periode palaing kritis

dalam keseluruhan proses koagulasi. Rekasi koagulasi terjadi dengan cepat–dalam fraksi

kedua-jadi ini merupakan hal sangat vital bahwa koagulan dan partikel koloid harus

dikontakkan dengan segera. Setelah coagulant dtambahkan air, selanjuntnya air diaduk

selama beberapa detuk untuk mempercepat terjadinya tumbukan antar partikel.

Type yang berbeda dari alat dapat digunakan untuk meningkatkan laju

pencampuran, diantaranya :

Pencampuran mekananik

Pompa dan pipa

Ruang Buffle, Buffle Chamber

Disebabkan adanya sifat kontrol positif, propeller da impeller,turbin-type mekanik

pencampur kilat biasanya dipakai pada area yang lebar. Pencampuran mekanik biasanya

ditempatkan pada ruang kecil atau tangki turbulen (energi pencampuran) positif kontrol

dengan kecepatan pengaduk yang bervariasi. Waktu penahanan pada pipa/saluran ini

sangat singkat , biasnya kurang dari 1 maenitsampai 20 detik. Gambar 3-11, mixer

mekanik dapat dipasang langsung pada pipa lurus;juga sering dipsangan pada in-line

mixer. Tidak seperti pompa dan tipe pencampur lainnya, mixer mekanik in-lne dapat

diatur/disetup untuk memberikan energi pencampur yang maksimal. Ketika unit in-line

dibutuhkan tidak memerlukan tangki separate atau pipa, dan menghasilkan pencampuran

dengan biaya yang rendah dan dapat ditambahkan pada pipa lurus.

Pada pompa dan pipa type flash mixer;koagulan ditambahakan ke air pada pipa

lurus sebelum melewati/menembus pipa. Impeler dari pompa menghasilkan pencampuran

yang turbulen. Dimana, jika hal ini efisiense dipakai pada alat. Didalam penambahan

partikel koagulan dapat mulai menjadi flokulat dan mengendap pada pipa lurus dari

pompa. Secara keseluruhan, pompa dan type pipa pada pencampuran keluar dari rencana

operator dengan sedikt atau tanpa keuntungan untuk membuat kondisi operasi yang

diinginkan , dan pada akhirnya mixing, flokulasi dan pengendapan ditententukan oleh

laju alir air yang dihasilkan.

Pipa buffle diperlihatkanpada gambar 3-12, kendati lebih maju dibandingkan tipe

pompa dan pipa, tetapi mempunya kekurangan pada operator positif kontrol. Jumlah dari

energi mixing ditentukan dari tingkat turbulensi air yang melintasi atas bawah pada

buffle. Turbulensi ditentukan dengan dengan laju alir, dan secara umum tidak dapat

dikontrol.

Flokulasi

Alat flokulasi terdiri dari basin atau tangki, juga beberapa bagian dari

pencampuran sepat dan lambat. Beberapa contoh dari type ini diperlihatkan pada gambar

3-13 sampai 3-18.

Dikarenakan proses flokulasi berlangsung lebih lama dibandingkan proses

koagulasi, maka kolam flokulasi harus lebih besar. Dikarenakan flok lebih mudagh patah,

pencampuran harus lebih tenang dengan keceptan aliran pada tangki cukup lambat

sehingga partikel flok tidak rusak atau patah. Kolam flokulasi harus cukup luas agar

waktu penahanan yang cukup sekitar 20-60 menit. Gambar 3-13 memperlihatkan

bagaimana buffle secara lambat menuruni air..

Pencampuran untuk flokulasi dapat dilakukan secara mekanik , menggunakan

rotasi paddel, atau secara hidrolik, dihasilkan dari gerakan air. (gambar 3-13 dan 3-14),

propeller dan flokulator (Gambar 3-15), turbin flokulator (gambar 3-16), blok berjalan

flokulator (Gambar 3-17). Flokulator mekanik umumnya dibuktikan dengan variabel

keceptan gerak untuk membuktikan kontrol loperator maksimum dari flokulasi.

Contoh dari flokulator hidrolik diperlihatkan pada Gambar 3-18. kombinasi unit

koagulasi, flokulasi dan proses sedimentasi berada pada satu unit bagian. Peralatan ini

biasanya digunakan pada proses lime-soda abu untuk pelunakan air (lihat bab pelunakan

air).

3-3. Operasi Proses Koagulasi/Flokulasi

ada tiga langkah utama/dasar didalam pengoperasian proses koagulasi/flokulasi :

Pemilihan Bahan

Penyediaan bahan

Monotoring keefektipan proses

Pemilihan bahan

Pemilihan bahan kimia koagulan dan koagulan aid merupakan kelanjutan dari

program pencarian dan evaluasi, normalnya penggunaan jartes. Biasanya, operator

menguji (test) dalam pemilihan bahan pada prses dilaborataorium. Dalam pelaksanaan

pemilihan bahan, karakteristik yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut :

- Temperatur/suhu

- PH

- kalinitas

- Turbiditas

- Warna

Pengaruh dari setiap karakterisitik pada koagulasi dan flokulasi adalah sebagai

berikut :

Temperatur; umumnya, temperatur rendah menyebabkan buruknya proses koagulasi

dan flokulasi dan dapat menyebabkan banyaknya bahan yang dipakai untuk

mendapatkan hasil yang diinginkan.

PH; nilai yang sangat penting, tinggi dan rendahnya, dapat mempengaruhi proses

koagulasi dan flokulasi. Ph optimum tergantung pada koagulan yang digunakan.

Alkalinitas ;alum dan feric sulfat berinteraksi denga nbahan kimia yang menyebabkan

alkalinitas pada airyang rendah pada air dan membatasi reaksi, dan menyebabkan

koagulasi yang buruk ; dalam hal ini penting untuk penambahan alkalinitas pada air.

Turbiditas ; turbiditas yang rendah, menyebabkan sulitnya pembentukan flok. Beberapa

bagian partikel akan bertumbukan secara acak dan oleh karena itu diakumulasikan

perubahan flok.

Warna ; warna diindikasikan sebagai senyawa prganik. Bahan organik dapat bereaksi

dengan bahan kimia , menyebabkan koagulasi menjadi sulit. Perlakuan awal dengan

dengan oksidasi dan absorben penting untuk mereduksi konsentrasi bahan organik.

Keefektifan koagulan atau flokulan akan berubah seperti perubahan karakter dari

air mentah. Keefektifan koagulan kimia koagulan aid dapat berubah sesuai dengan

kondisi operasi, dengan aggpan adanya faktor lain yang mempengaruhi kerja dari proses

koagualasi dan flokulasi, dengan pertimbangan ini maka operator, harus meilih bahan

yang sesuai denga nmengguankan jartes denga variasi bahan, sengle dan bahan

kombinasi. Jartes dibahas pada pengenalan analisis kualitas,modile test fisika/kimia –

jartes .

Jartes, meskipun lebih banyak digunakan mengontrol test koagulasi, tetapi bersifat

subjectif dan masih tergantung dari perlakuan manusia untuk evaluasi dan

pemahamannya. Dan informasi selanjutnya, operaotr harus menguji PH dan turbiditas

dan diharapkan menguji penyaringan dan zeta potensial. Seluruh kontrol test akan

dibahas lebih rinci pada iperasional kontrol test selanjutnya pada bab ini.

Pemakaian bahan kimia

Hasil dari jartest dapat membantu determinasi dari tipe bahan kimia atau

penggunaan dosis yang baik. Hasil dari jartest dalam satua miligram perliter dan harus

dinversikan dengan eqivalent menyeluruh – dalam skala dosis pound/hari atau gal/hari.

Dan operator dapat mensetting pemakaian bahan kimia pada air terhadap kebutuhan

sistem umpan kimia serta dosis rata-rata yang diperlukan secara manual dan otomatis.

Keefektifan proses monitoring

Walaupun hasil dari test dibawah ini (dan diskusikan jika test dibawah kondisi

operasi kontrol) menunjukkan indikasi yang sangat baik, akan tetapi pada pabrik yang

beroperasi pada skala besar, kemungkinan hasil tidak cocok. Performance pada pabrik

harus memenuhikriterai pemonitoran sebagai berikut :

Pencampuran kilat yang memadai

Flokulasi sempurna

Waktu flokulasi yang cukup

Pengendapan - Penyaringan – kualitas air

Keberhasilan koagulasi tergantung pada kecepatan da nkesempurnaan pancampuran.

Kendati koagulasi terjadi lebih singkat. Pipa akan menyediakan waktu penahanan diatas

60 detik. Pencampuran akan cukup turbulen sehingga koagulan terdispersi/tersebar

meleawati pipa kuagulant/pembekuan.

Ketepatan harus dipertahankan selama dari 1-10 detik dimana pada permulaan

koaguylan harus tercampur dengan setiap air yang dibawa untuk memulai efisiensi flok,

dari point tersebut diperlihatkan efisiensi dari seluruh proses menurun. Sebagian besar

kegunaan koagulant yang layak menunjukkan pengaruh yang baik, dan permasalahan

dapat biasanya dapat dibenarkan dengan mengubahn point aplikasi atau metode

pencampuran. Polimer digunakan sebagai koagulant utama, kecepatan pencampuran

kurang kritis, namun mixing dapat menyebabkan banyaknya partikel bertumbukan .

kemampuan pencampuran kilat bukan suatu yang dapat diamati, akan tetapi diikuti

indikator dari kekurangan pencampuran :

o Flok sangat kecil

o Mata ikan

o Turbiditas yang tinggi dari endapan air

o Frekuensi yang besar dari filter back wash

Jika setiap kondisi ini ditemukan, operator haruslah mulai menginvestigasi kemampuan

operasi mixing kilat, kejinakan dari flokulasi dan panjangnya waktu flokulasi. Flokulasi

yang tepat membutuhkan pencampuran / mixing yang lama dan hati-hati/ tenang. Energi

mixing haruslah cukup tinggi untuk membawa partikel koagulan secara konstan / tetap

untuk dikontakkan satu dengan lainnya., tetapi juga tidak terlalu tinggi hingga merusak

partikel seusai/setelah flokulasi berlangsung. Untuk alasan ini, kolam flokulasi dan

peralatan biasanya dirancang untuk segera membuktikan kecepatan yang tinggi dari

mixing yang mengikuti proses koagulasi, dan laju yang lambat seperti pada turunnya air

masuk ke kolam. Partikel koagulan / flokulat sebagaimana mestinya kelihatan seperti

menit kepingan salju atau Tufts dari suspensi wool pada air yang sangat jernih. Air

haruslah tidak terlihat berawan atau kabur – jika ini terjadiatau jika terdapat pada

keempat tanda dari ketidakmampuan mixing sepeti yang diuraikan diatas, maka

kecepatan flokulator haruslah dicek / diteliti ulang.

Ini memakan waktu untuk menambah berat dan ukuran dari partikel floc. Kolam

flokulasi haruslah memberikan waktu penahanan/penghentian sesaat sekitar 20 – 60

menit. Dimana sirkulasi yang singkat dapat menimbulkan masalah besar, nilaiminimum

dari tiga kolam flokulasi dari bagian yang tersedia.

Koagulasi / flokulasi efektif akan dihasilkan pada endapan air dengan turbiditas

kurang dari 10 NTU. Hal ini akan dihasilkan pada pengunaan yang lebih efisien dari filter

dimana ia tak dapat menangani penerimaan suspensi solid yang tinggi. Produksi air

haruslah dipantau untuk menguji kalitas dari air tersebut.

Kelebihan pada pembawaan / pengangkutan partikel floc dapat menutup

(mengaburkan) filter/saringan, kebutuhan frekuensi meningkat untuk proses backwash.

Pembawaan floc yang tampak pada proses sedimentasi pada filter sengan tanda yang jelas

dapat menjadi kabur. Frekuensi backwash untuk memberihkan filter membuat filter harus

diservis dahulu sekitar lebih dari 30 menit (dihasilkan dari hilangnya filtrat – produksi

air) dan membuang filter air pada proses backwash. Oleh karena itu, frekuensi backwash

lebih memakan banyak biaya. Jika kekaburan terjadi, biasanya membutuhkan perubahan

dosis bahan kimia. Jika permasalahan terus terjadi dan berlangsung lama, maka

perubahan koagulan atau koagulan aid mungkin dibutuhkan.

Catatan / Summery

Operator haruslah terus mencata kualitas air mentah terdahulu dan pada koagulan

dan dosis yang bekerja baik untuk air, sama baiknya dengan pencatatan hubungan

observasi dari operasi proses koagulasi / flokulasi. Hal ini sangat penting untuk

ketersediaan permukaan air, sebab variasi kualitas permukaan air mudah berubah,

perubahan waktu sangat penting. Pada pengalaman terdahulu telah dicatat, informasi

akan terbaca dan bertindak sebagai penuntun / acuan ketika situasi yang sama terjadi.

Gambar 3-19 menggambarkan petunjuk yang dianjurkan untuk proses koagulasi /

flokulasi.

Type dari koagulant ……………………………………..tanggal mulai………………….

ITEM Hasil (tiap hari)

Dosia Koagulant Date Date Date Date Date date date date Raw Meter

TemperaturPHAlkalinitas TurbidityRasa dan bauWarnaSuspenden solidAlgaeCoagulate waterFiltrasiZeta potensialPengendapan – kekeruhan air

Gambar 3-19 format catatan penjagaan