PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU PENGADUKAN PADA PROSES ELEKTROKOAGULASI UNTUK PENJERNIHAN AIR BAKU PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU PENGADUKAN PADA PROSES ELEKTROKOAGULASI UNTUK PENJERNIHAN AIR BAKU PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL SKRIPSI SOFIA NOVITA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012

2 ii PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU PENGADUKAN PADA PROSES ELEKTROKOAGULASI UNTUK PENJERNIHAN AIR BAKU PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains SOFIA NOVITA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012

3 iii PERSETUJUAN Judul : PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU PENGADUKAN PADA PROSES ELEKTROKOAGULASI UNTUK PENJERNIHAN AIR BAKU PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL Kategori : SKRIPSI Nama : SOFIA NOVITA Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 31 Juli 2012 Diketahui/ Disetujui oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Pembimbing 1 Dr. Marhaposan Situmorang NIP : Dr. Susilawati, S.Si, M.Si NIP:

4 iv PERNYATAAN PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU PENGADUKAN PADA PROSES ELEKTROKOAGULASI UNTUK PENJERNIHAN AIR BAKU PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya. Medan, 31 Juli 2012 SOFIA NOVITA

5 v PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Penyayang sehingga dengan Rahmat dan Karunianya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Variasi Kuat Arus Listrik Dan Waktu Pengadukan Pada Proses Elektrokoagulasi Untuk Penjernihan Air Baku PDAM Tirtanadi IPA Sunggal dengan baik. Dengan rasa hormat penulis menyampaikan terimakasih yang setulus tulusnya kepada: 1. Ibu Dr. Susilawati, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing yang selalu memberikan bimbingan kepada penulis serta memotivasi penulis selama masa persiapan penelitian hingga penelitian ini selesai dilaksanakan. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua jurusan Fisika FMIPA USU 3. Bapak Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU. 4. Bapak/ Ibu staff dosen Depertemen Fisika FMIPA USU. 5. Bapak Iwan Setiawan dan Ibu Cempaka sebagai tenaga ahli di PDAM Tirtanadi IPA Sunggal. 6. Para pegawai Departemen Fisika FMIPA USU. 7. Para pegawai PDAM Tirtanadi IPA Sunggal, yang selalu memberikan pelayanan terbaik. 8. Teman teman mahasiswa Fisika stambuk 2012 Ika, Ai, Meilan, Lina, Nia, Cristi, Jannah, Rida, Melly, Rizky, Vivien, Dewi, Arifah, Rida, Tari, Deni, Surya, Hafiz, Dicky, Indra, Ajier dan semua teman lainnya. 9. Abang dan kakak senior di Fisika bg Oky (terimakasih untuk bantuan merangkai alatnya), bg Ilman, bg Ikhsan, Kak Mora, Kak Umi yang berbagi pengalaman kepada penulis. 10. Keluarga HMI Komisariat FMIPA USU, bg Veros si motifactor, bg Egy, Bg Mail, bg Hendy, bg Mahdian, Kak Fitri, Kak Ara, Bella, Elisa, Yuni, seluruh pengurus dan anggota, yang memberikan rumah kepada penulis dalam suka maupun duka. 11. Teman teman di Gelugur, kak Elga, Kak Suri, Kak Itha, yang selalu memberi semangat dan menemani penulis pada saat penulisan skripsi ini dilakukan Terima kasih yang tak kunjung akhir juga penulis sampaikan untuk Ibunda tercinta Sri Mahyuni dan Ayahanda tersayang Haris Putra untuk dukungan disegala aspek kehidupan penulis, Kakanda Utami Sari Dewi, Keluarga besar Hamzah dan Keluarga besar Syarifuddin. Dan semua pihak yang selalu mendukung penulis dalam suka maupun duka. Semoga Allah membalas semua kebaikan kalian dengan pahala yang berlimpah, amin.

6 vi ABSTRAK Telah dilakukan proses penjernihan air dengan proses elektrokoagulasi yang divariasikan dengan pengadukan. Sampel diambil dari bak sedimentasi PDAM Tirtanadi IPA Sunggal yang biasanya dijernihkan dengan menggunakan tawas. Penelitian ini dilakukan dengan kapasitas laboratorium dan dilakukan dengan menggunakan logam aluminium sebagai elektroda yang memiliki nilai konduktivitas 3,8 x 10 7 Ω -1. m -1. Penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan arus dan pengadukan pada saat elektrokoagulasi berlangsung dan setelah elektrokoagulasi selesai dengan waktu tiap pengadukan selama 3 menit. Waktu yang dibutuhkan selama proses elektrokoagulasi berlangsung yaitu selama 45 menit, dan arus yang digunakan sebesar 3 ampere. Untuk memperluas daerah penyebaran ion ion Al + sehingga pengikatan koloid dalam air dapat dimaksimalkan, pengadukan dilakukan dengan dua tahap yaitu pengadukan yang dilakukan pada saat elektrokoagulasi berlangsung dengan kecepatan 150 rpm dan pengadukan yang dilakukan setelah elektrokoagulasi selesai dilakukan dengan kecepatan pengadukan yang digunakan yaitu 50 rpm. Dari hasil uji menunjukkan bahwa air hasil penjernihan dengan metode elektrokoagulasi yang divariasikan dengan pengadukan mengalami penurunan warna hingga 100% dan penurunan kekeruhan hingga 95.78% dan beberapa parameter fisik lainnya juga mengalami perubahan seperti suhu, daya hantar listrik, ph, dan kadar logam Aluminium (Al) yang semuanya masih dibawah standard air minum. Kata Kunci : Elektrokoagulasi, Pengadukan, Elektroda Aluminium, dan Air Baku

7 vii INFLUENCE OF ELECTRIC CURRENT AND MIXING IN ELECTROCOAGULATION PROCESS FOR PURIFICATION OF BASIC WATER PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL ABSTRACT Has been carried out the process of purification of water by electrocoagulation process that combine with mixing. Sample was taken in the raw water tank of PDAM Tirtanadi IPA Sunggal that usual be purificated by alum. The research is conducted in laboratory capacity and using Aluminium as electrodes (anode and cathode) which has a conductivity is 3,8 x 10 7 Ω -1. m -1. This electrocoagulation research is done with combine electric current and mixing when the electrocoagulation is performing and after electrocoagulation has been done for 3 minutes in each mixing. The time needed for the process of purification is 45 minutes and electric current as 3 ampere. To make the spreading of Al + ion s become more extensive, the mixing do with two parts. They are the mixing when electrocoagulation is performing that velocity is 150 rpm and the mixing when electrocoagulation has been done that velocity is 50 rpm. From the results that has been tested show that water as result for process of purification of water by electrocoagulation process that variate with mixing has decreasing of color until 100% and decreasing of turbidity until 95.78% and some of the other physic parameters has alteration like themperature, conductivity, ph and content of Aluminium metal that they are still above of drink water standard. Keywords : Electrocoagulation, Mixing, Electrode Al, and Basic Water

8 viii DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Halaman ii iii iv v vi vii ix x Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Permasalahan Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan 6 Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Air Baku Defenisi Air Baku Karakteristik Air Baku Metode Pengolahan Air Elektrokoagulasi Defenisi Elektrokoagulasi Proses Elektrokoagulasi Mekanisme Elektrokoagulasi Kelebihan dan Kekurangan Elektrokoagulasi Kelebihan Elektrokoagulasi Kekurangan Elektrokoagulasi Plat Elektroda Reaksi Pada Elektroda Logam Aluminium Pelarutan Logam di Larutan Arus Pada Elektroda Pengadukan Jenis Pengadukan ph Warna Kekeruhan Suhu Daya Hantar Listrik 28

9 ix Bab 3 Metode Penelitian 3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian Waktu Penelitian Lokasi Penelitian Peralatan dan Bahan Peralatan Bahan Diagram Alir (Flow Chart) Penelitian Prosedur Penelitian 34 Bab 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Umum Penjernihan Air Baku melalui Metode Elektrokoagulasi dengan Memvariasikan Arus Penjernihan Air Baku dengan Pengadukan Penjernihan Air Baku melalui Metode Elektrokoagulasi dengan Pemberian Pengadukan Penjernihan Air Baku melalui Metode Elektrokoagulasi yang Dikombinasikan dengan Pengadukan Karakteristik Air Baku Sebelum dan Setelah diolah Menggunakan Metode Elektrokoagulasi dengan Pengadukan 56 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 59 Daftar Pustaka Lampiran

10 x DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Karakteristik air baku PDAM Tirtanadi IPA Sunggal 38 Tabel 4.2 Pengaruh kuat arus terhadap penjernihan air baku PDAM TirtanadiSunggal dengan proses elektrokoagulasi 39 Tabel 4.3 Pengaruh waktu kontak terhadap penjernihan air baku PDAM Tirtanadi Sunggal dengan proses elektrokoagulasi 40 Tabel 4.4 Pengaruh waktu terhadap jumlah logam terlarut secara praktik dan Teori pada proses penjernihan air baku PDAM Tirtanadi Sunggal 46 Tabel 4.5 Pengaruh jumlah putaran pada pengadukan untuk proses penjernihan air baku PDAM Tirtanadi Sunggal 49 Tabel 4.6 Pengaruh lamanya pengadukan pada proses penjernihan air sedimentasi PDAM Tirtanadi Sunggal 50 Tabel 4.7 Pengaruh pengadukan terhadap penjernihan air baku PDAM Tirtanadi Sunggal dengan proses elektrokoagulasi 52 Tabel 4.8 Pengaruh waktu kontak terhadap penjernihan air baku PDAM Tirtanadi Sunggal dengan proses elektrokoagulasi dengan pengadukan 53 Tabel 4.9 Pengaruh waktu kontak terhadap penjernihan air baku PDAM Tirtanadi Sunggal dengan proses elektrokoagulasi dengan pengadukan dan dilanjutkan kembali dengan pengadukan 55 Tabel 4.10 Karakteristik air baku PDAM Tirtanadi IPA Sunggal Hasil Penjernihan 57

11 xi DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Gambar proses elektrokoagulasi 13 Gambar 2.2 Mekanisme elektrokoagulasi 15 Gambar 4.1 Grafik Persentase Penurunan Kekeruhan vs Waktu Kontak 41 Gambar 4.2 Grafik Nilai ph vs Waktu Kontak 44 Gambar 4.3 Grafik Suhu vs Waktu Kontak 45 Gambar 4.4 Grafik massa logam terlarut VS waktu kontak 47 Gambar 4.5 Grafik persentase penurunan kekeruhan vs waktu kontak 50 Gambar 4. 6 Grafik persentase penurunan kekeruhan vs waktu kontak 53 Gambar 4.7 Grafik persentase penurunan kekeruhan vs waktu kontak 55