KOAGULASI-FLOKULASI

KOAGULASI

Koagulasi didefinisikan sebagai proses destabilisasi muatan koloid padatan tersuspensi termasuk bakteri dan virus, dengan suatu koagulan. sehingga akan terbentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan, proses pengikatan partikel koloid dapat dilihat pada gambar. Pengadukan cepat (flash mixing) merupakan bagian integral dari proses koagulasi Tujuan pengadukan cepat adalah untuk mempercepat dan menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air yang diolah. Koagulan yang umum dipakai adalah alumunium sulfat, feri sulfat, fero sulfat dan PAC.

Pengadukan cepat yang efektif sangat penting ketika menggunakan koagulan logam seperti alum dan ferric chloride, karena proses hidrolisnya terjadi dalam hitungan detik dan selanjutnya terjadi adsorpsi partikel koloid. Waktu yang dibutukan untuk zat kimia lain seperti polimer (polyelectrolites), chlorine, zat kimia alkali, ozone, dan potassium permanganat, tidak optimal karena tidak mengalami reaksi hidrolisis . Jenis koagulan yang sering dipakai adalah:

a.Alumunium Sulfat (Alum) Alumunium sulfat [Al2(SO4)3.18H2O] adalah salah satu koagulan yang umum digunakan karena harganya murah dan mudah didapat. Alkalinitas yang ada di dalam air bereaksi dengan alumunium sulfat (alum) menghasilkan alumunium hidroksida sesuai dengan persamaan:

Al₂(SO₄)₃.14H₂O + 3 Ca(HCO₃)₂ →

3 CaSO₄ + 2 Al(OH)₃ + 6 CO₂ + 14 H₂O

Bila air tidak mangandung alkalinitas untuk bereaksi dengan alum, maka alkalinitas perlu ditambah. Biasanya alkalinitas dalam bentuk ion hidroksida (Ca(OH)2) dengan reaksi:

Al₂(SO₄)₃.14H₂O + 3 Ca(OH)₂ →

3 CaSO₄ + 2 Al(OH)₃ + 14 H₂O

Alkalinitas bisa juga ditambahkan dalam bentuk ion karbonat dengan penambahan natrium karbonat. Nilai pH optimum untuk alum sekitar 4,5-8,0.

 b. Ferrous Sulfate (FeSO4)

Ferrous Sulfate membutuhkan alkalinitas dalam bentuk ion hidroksida agar menghasilkan reaksi yang cepat. Senyawa Ca(OH)2 dan NaOH biasanya ditambahkan untuk meningkatkan pH sampai titik tertentu dimana ion Fe2+ diendapkan sebagai Fe(OH)3.

Reaksinya adalah:

2FeSO₄.7H₂O + 2Ca(OH)₂ + ½ O₂ →

2Fe(OH)₃ + 2CaSO₄ + 13H₂O

Agar reaksi diatas terjadi, pH harus dinaikkan hingga 7.0 sampai 9,5. Selain itu, ferrous sulfate digunakan dengan mereaksikannya dengan klorin dengan reaksi:

3FeSO₄.7H₂O + 1,5Cl₂ → Fe₂(SO4)₃ + FeCl₃ + 21H₂O

 Reaksi ini terjadi pada pH rendah sekitar 4,0.

c. Ferric Sulfate dan Ferric Chloride

Reaksi sederhana ferric sulfate dengan alkalinitas bikarbonat alam membentuk ferric hydroxide dengan reaksi:

Fe₂(SO4)₃ + 3Ca(HCO₃)₂ →

2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄ + 6CO₂

Sedangkan reaksi ferric chloride dengan alkalinitas bikarbonat alami yaitu:

2FeCl₃ + 3Ca(HCO₃)₂ → 2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄ + 6CO₂

 Apabila alkalinitas alami tidak cukup untuk reaksi, Ca(OH)2 ditambahkan untuk membentuk hidroksida. Reaksinya adalah:

2FeCl₃ + 3Ca(OH)₂ → 2Fe(OH)₃ + 3CaCl₂

FLOKULASI

Flokulasi merupakan proses pembentukan flok, yang pada dasarnya merupakan pengelompokan/ aglomerasi antara partikel dengan koagulan (menggunakan proses pengadukan lambat atau slow mixing), Proses pengikatan partikel koloid oleh flokulan dapat dilihat pada gambar 2.5. Pada flokulasi terjadi proses penggabungan beberapa partikel menjadi flok yang berukuran besar. Partikel yang berukuran besar akan mudah diendapkan.

Tujuan dilakukan flokulasi pada air limbah selain lanjutan dari proses koagulasi adalah:

• Meningkatkan penyisihan Suspended Solid (SS) dan BOD dari pengolahan fisik.

• Memperlancar proses conditioning air limbah, khususnya limbah industri.

• Meningkatkan kinerja secondary-clarifier dan proses lumpur aktif.

• Sebagai pretreatment untuk proses pembentukan secondary effluent dalam filtrasi.

Koagulasi yang efektif terjadi pada selang pH tertentu. Penggunaan koagulan logam seperti aluminium dan garam-garam besi secara umum dapat mendekolorisasi air limbah yang mengandung komponen-komponen organik. Koagulasi merupakan proses destabilisasi muatan pada partikel tersuspensi dan koloid. Flokulasi adalah aglomerasi dari partikel yang terdestabilisasi dan koloid menjadi partikel terendapkan[7, 16]. Dengan informasi yang didapat mengenai jenis serta batasan dosis optimal proses untuk koagulan dan flokulan maka dalam penelitian mulai dapat ditentukan jenis koagulan dan flokulan yang akan digunakan serta batasan dosis optimal sebagai langkah awal penelitian untuk mendapatkan jenis koagulan dan flokulan yang sesuai, metode pemilihan jenis koagulan dan flokulan dilakukan dengan metode penapisan rancangan Taguchi. Setelah didapat koagulan dan flokulan selanjutnya dilakukan penelitian untuk penentuan dosis yang optimum seperti pada batasan dosis optimal yang tertampil pada untuk koagulan dan untuk flokulan. Ketika koagulan direaksikan dengan air limbah, partikel-partikel koloid yang terdapat dalam limbah tersebut akan membentuk agregasi atau penggabungan partikel kecil untuk membentuk partikel yang lebih besar, sebagai akibat dari adanya perbedaan muatan antara partikel koloid dengan koagulan. Proses koagulasi saja terkadang belum cukup untuk mengendapkan agregat tersebut secara cepat. Penambahan polimer akan mempengaruhi kestabilan molekul dari agregat yang terbentuk, sehingga ketika molekul dalam keadaan tidak stabil polimer akan mudah untuk berikatan dengan agregat yang nantinya akan membentuk agregasi baru atau disebut juga flok. Flok-flok tersebut akan saling bergabung membentuk flok yang lebih besar proses koagulasi flokulasi ini dapat dilihat pada Flok-flok yang terbentuk mempunyai berat molekul yang lebih besar dari molekul air sebagai akibat dari penambahan polimer, sehingga flok tersebut akan dengan mudah mengendap