PENENTUAN KARAKTERISTIK AIR WADUK DENGAN METODE KOAGULASI Anwar Fuadi 1*, Munawar 1, Mulyani 2 1,2 Jurusan Teknik kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Email: arfirosa@yahoo.co.id ABSTRAK Air adalah elemen penting yang dibutuhkan oleh manusia, namun pada keadaan yang sudah tercemar air dapat menyebabkan masalah bagi kesehatan. Mengingat besarnya dampak yang ditimbulkan oleh air limbah waduk, maka pengolahan air yang terdiri dari analisa COD, TDS, TSS, kekeruhan, kesadahan, daya hantar listrik dan ph perlu dilakukan. Pada penelitian ini koagulan yang digunakan adalah (Al 2 (SO 4 ) 3 ). Dengan variasi massa koagulan yaitu (70, 90, 110, 130, 150) mg, sedangkan pengambilan sampel dilakukan setiap 7 hari sekali, dan 3 titik pengambilan sampel. Efisiensi penurunan terbaik masing-masing parameter yaitu pada penggunaan koagulan 150 mg, COD 41,67%, TDS 22,13%, TSS 69,99%, DHL 12, 09%, Turbidity 83, 95%, kesadahan 31,81% dan penurunan yang terendah yaitu (2,66%). Kata kunci: air limbah, COD, TDS, TSS, turbidity, kesadahan, ph dan DHL ABSTRACT Water is an essential element for human life. However polluted water may many problem particularly for human health. Due to the severe effects of the waste water, it is important to reduce COD, TDS, TSS, turbidity, hardness, and conductivity of water. Coagulation method was applied for the purpose using (Al 2 (SO 4 ) 3 ) as coagulant. It was 70, 90, 110, 130 and 150 mg (Al 2 (SO 4 ) 3 ) used. Sampling was done every 7 days in 3 points the water. It was found that the degradation efficiency of the parameter including COD, TDS, TSS, conductivity, turbidity and hardness were 41,67%; 22,13%; 69,99%; 12,09%; 83,90%, and 31,81%, respectively. Additionally, the lowest efficiency was 2.66%. Keyword: waste water, COD, TDS, TSS, turbidity, hardness, ph, and DHL. 7
PENDAHULUAN Waduk adalah kolam besar tempat menyimpan air sediaan untuk berbagai kebutuhan Waduk dapat terjadi secara alami maupun dibuat manusia. Waduk buatan dibangun dengan cara membuat bendungan yang dialiri air sampai waduk tersebut penuh. Waduk Pusong dibangun untuk menampung air dari daerah sekitar kota Lhokseumawe guna mencegah terjadinya banjir. Saat ini waduk Pusong mulai menimbulkan bau yang menyengat sehingga meresahkan warga sekitar. Warna air waduk mengalami perubahan dan diperkirakan karena banyak mengandung bahan-bahan organik. Koagulasi flokulasi adalah salah satu proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan bahan cemaran yang tersuspensi atau dalam bentuk koloid. Dimana partikel-partikel koloid ini tidak dapat mengendap sendiri dan sulit ditangani oleh perlakuan fisik. Pada proses koagulasi, koagulan dan air limbah yang akan diolah dicampurkan dalam suatu wadah kemudian dilakukan pengadukan secara cepat agar diperoleh campuran yang merata distribusi koagulannya sehingga proses pembentukan gumpalan atau flok dapat terjadi secara merata pula. Proses flokulasi dilakukan setelah setelah proses koagulasi dimana pada proses koagulasi kekokohan partikel koloid ditiadakan sehingga terbentuk flok-flok lembut yang kemudian dapat disatukan melalui proses flokulasi. Penggoyahan partikel koloid terjadi apabila elektrolit yang ditambahkan dapat diserap oleh partikel koloid sehingga muatan partikel menjadi netral. Penetralan muatan partikel oleh koagulan hanya mungkin terjadi jika muatan partikel mempunyai konsentrasi yang cukup kuat untuk mengadakan gaya tarik menarik antar partikel koloid. Proses flokulasi berlangsung dengan pengadukan lambat agar campuran dapat membentuk flok-flok yang berukuran lebih besar dan dapat mengendap dengan cepat. Keefektifan proses ini tergantung pada konsentrasi serta jenis koagulan dan flokulan, ph dan temperatur (Albert, 2007). Tujuan penelitian adalah untuk melihat karakteristik air waduk dengan menggunakan metode koagulasi. METODE PENELITIAN Bahan dan Alat Bahan utama yang digunakan adalah air waduk kota lhokseumawe, Tawas (Al2 (SO4)3). Alat yang digunakan adalah COD meter, reaktor, ph Meter, seperangkat alat Jar Test, TDS meter, turbidimeter, dan Conductivity meter. Persiapan penelitian Bahan baku air waduk Pusong diambil dari tiga pintu utama sumber masuknya air ke waduk dengan kedalaman 30 cm dibawah permukaan air. Sampel diambil waktu siang hari dengan kondisi cuaca cerah, selama 5 hari. Untuk pengolahan selanjutnya digunakan koagulan tawas (aluminium sulfat) dengan konsentrasi 70, 90, 110, 130 dan 150 mg/liter. Analisa sampel dilakukan pada sebelum dan sesudah perlakuan. HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah penelitian dilakukan, parameter yang diukur berupa, COD, TSS, TDS, ph, DHL, Turbidity dan 8
kesadahan, Air limbah waduk diambil setiap seminngu sekali dengan 3 titik yaitu pintu 1, pintu 2 dan pintu 3. Koagulan yang dipakai yaitu Alum dan pengadukan cepat pada kecepatan 100 rpm dan dilakukan pengadukan selama 1 menit. Setelah proses pengadukan cepat, dilakukan proses pengadukan lambat agar terjadi proses flokulasi (pembentuk flok) di dalam larutan. Kecepatan pengaduk diatur pada kecepatan 70 rpm selama 8 menit, kemudian diturunkan menjadi 40 rpm selama 8 menit, setelah itu diturunkan lagi menjadi 25 rpm selama 5 menit, dan kemudian proses pengadukan dihentikan. Selanjutnya dilakukan analisa dan pengolahan data secara tabulasi dan secara grafik terhadap semua parameter yang diukur. Dari hasil pengolahan data tersebut akan dibahas pengaruh koagulasi terhadap semua parameter terhadap yang diukur. Berdasarkan Gambar 1sebelum proses dan sesudah dilakukan proses koagulasi menunjukkan bahwa pada musim kemarau kandungan COD cukup tinggi dibandingkan dengan musim hujan yaitu 1440 mgo 2 /l. Setelah proses dilakukan terjadi penurunan kandungan COD dalam air waduk menjadi 400 mg O 2 /l sedangkan pada musim hujan kandungan COD turun disebabkan karena bercampur air hujan yaitu 133,3 mg O 2 /l. Setelah proses koagulasi COD turun menjadi 80 mg O 2 /l. Standar COD dalam limbah yang diperbolehkan yaitu 40 mg O 2 /l, artinya air limbah waduk belum memenuhi standar kualitas air baku. Naik turunnya COD disebabkan masuknya air pasang kedalam waduk, Karena kandungan organik tergantung pada air limbah yang diperoleh. Gambar 1. Grafik COD sebelum dan sesudah proses koagulasi, minggu 1 ( ), Pada Gambar 2 menunjukkan bahwa TDS minggu 1 sebelum perlakuan proses yaitu 18413,3mg/l setelah dilakukan proses koagulasi TDS turun menjadi 14093 mg/l. Pada minggu ke 2 sebelum proses yaitu 2016 mg/l setelah dilakukan proses koagulasi turun menjadi 1540, 3 mg/l sedangkan pada minggu ke 3 TDS sebelum proses yaitu 6336, 6 mg/l setelah dilakukan proses koagulasi TDS turun menjadi 4202,6 mg/l. Pada minggu 1, minggu 2 dan 9
minggu ke 3 air limbah diambil pada musim kemarau. Pada minggu 4 kandungan TDS sebelum proses 5296,6 mg/l setelah proses koagulasi TDS turun menjadi 4716,6 mg/l dan minggu ke 5 kandungan TDS sebelum proses 2177,6 mg/l dan setelah dilakukan proses koagulasi TDS turun menjadi 1695,6 mg/l pada minggu 4 dan minggu 5 air limbah di ambil pada musim hujan. Standar mutu limbah yang di perbolehkan yaitu 1000 mg/l. Pada musim hujan debit air yang ada cukup banyak dibandingkan pada musim kemarau sehingga kandungan organik yang ada tergantung pada debit limbah yang dihasilkan perminggu. Dari Gambar 3 dapat diketahui bahwa TSS minggu 1 sebelum proses 1933,3 mg/l setelah proses koagulasi kandungan TSS turun menjadi 400 mg/l, pada minggu ke 2 sebelum proses 2600 mg/l setelah dilakukan proses koagulasi turun menjadi 200 mg/l pada minggu ke 3 TSS sebelum proses 866,6 mg/l setelah dilakukan proses koagulasi TSS turun menjadi 200mg/l. Pada minggu 4 kandungan TSS sebelum proses 666,6 mg/l setelah proses koagulasi TSS turun menjadi 200 mg/l dan minggu ke 5 kandungan TSS sebelum proses 666,6 mg/l dan setelah proses koagulasi TSS turun menjadi 200 mg/l. Standar mutu limbah untuk TSS yang di perolehkan yaitu 100 mg/l, berarti TSS hasil proses belum memenuhi syarat yang diperbolehkan. Pada Gambar 4 menunjukkan bahwa turbidity minggu 1 sebelum proses 21.3 NTU setelah proses koagulasi, turbidity turun menjadi 3.29 NTU, pada minggu ke 2 sebelum proses 19.1 NTU setelah proses koagulasi turun menjadi 1.89 NTU. Pada minggu ke 3 turbidity sebelum proses 49 NTU setelah proses koagulasi turbidity turun menjadi 6.03 NTU. Pada minggu 4 kandungan turbidity sebelum proses 44,3 NTU setelah proses koagulasi turbidity turun menjadi 6,77 NTU dan minggu ke 5 turbidity sebelum proses 34.6 NTU mg/l dan setelah proses koagulasi turbidity turun menjadi 5.55 NTU. Gambar 2. Grafik TDS sebelum dan sesudah proses koagulasi, minggu 1 ( ), 10
Gambar 3. Grafik TSS sebelum dan sesudah proses koagulasi, minggu 1 ( ), Gambar 4. Grafik turbidity sebelum dan sesudah proses koagulasi. minggu 1 ( ), Pada Gambar 5 menunjukkan bahwa kesadahan minggu 1 sebelum proses 91,6 mg/l setelah proses koagulasi, kesadahan turun menjadi 14.54 mg/l dengan penambahan koagulan 150 mg/l. Pada minggu ke 2 sebelum proses 38 mg/l setelah proses koagulasi turun menjadi 25.21 mg/l. Pada minggu ke 3 kesadahan sebelum proses 531, 05 mg/l setelah proses koagulasi kesadahan turun menjadi 71.71 mg/l. Pada minggu 4 kesadahan sebelum proses 30.8 mg/l setelah proses koagulasi kesadahan turun menjadi 21mg/l dengan penambahan koagulan 150 mg/l dan minggu ke 5 kesadahan sebelum proses 31.5 mg/l, setelah proses koagulasi kesadahan turun menjadi 16.85 mg/l. Pada Gambar 6 menunjukkan bahwa ph minggu 1 sebelum proses 8.03, setelah proses koagulasi ph turun menjadi 6.67 dengan penambahan koagulan 150mg/l. Pada minggu ke 2 sebelum proses 7.85 setelah proses koagulasi turun menjadi 6, 81. Pada minggu ke 3 ph sebelum proses 7, 35 setelah proses koagulasi ph turun menjadi 6, 96. Pada minggu 4 ph sebelum proses 7,47 setelah proses koagulasi ph turun menjadi 7,03 pada penambahan koagulan 150 mg/l dan minggu ke 5 ph sebelum proses 7.50 dan setelah 11
proses koagulasi dilakukan ph turun menjadi 7.30. Standar baku mutu limbah yang di bolehkan adalah pada ph 6 sampai ph 9 jadi limbah yang di buang ke waduk memenuhi syarat yang ditentukan. Pada Gambar 7 menunjukkan bahwa DHL minggu 1 sebelum proses 2823.3 µs/cm, setelah proses koagulasi DHL turun menjadi 13460 µs/cm pada penambahan koagulan 150 mg/l. Pada minggu ke 2 sebelum proses 6419.3 µs/cm setelah proses koagulasi turun menjadi 2052 µs/cm pada minggu ke 3 DHL sebelum proses 13223.3 µs/cm setelah proses koagulasi DHL turun 10003 µs/cm. Pada minggu 4 DHL sebelum proses 2486 µs/cm setelah proses koagulasi DHL turun menjadi 2255 µs/cm pada penambahan koagulan 150 mg/l dan minggu ke 5 DHL sebelum proses 4746 µs/cm dan setelah proses koagulasi DHL turun menjadi 4172 µs/cm. Gambar 5. Grafik kesadahan sebelum dan sesudah proses koagulasi, minggu 1 ( ), Gambar 6. Grafik ph sebelum dan sesudah proses koagulasi, minggu 1 ( ), minggu 2 ( ), minggu 3 ( ), minggu 4 (x), minggu 5 ( * ) 12
Gambar 7. Grafik DHL sebelum dan sesudah proses koagulasi, minggu 1 ( ), SIMPULAN Setelah dilakukan proses pengolahan air waduk dengan menggunakan koagulan Alkuminium sulfat (Al 2 SO 4 ) ternyata penyisihan Jumlah COD tertinggi 41, 67 % pada minggu ke 3, jumlah TDS tertinggi 10, 95 % pada minggu ke 4, analisis TSS yang tertinggi pada minggu ke 5 sebesar 69, 9 %, nilai DHL yang tertinggi pada minggu ke 1 yaitu 3,56%, penyisihan turbidity yaitu 83,95 % pada minggu ke 5, penyisihan kesadahan yaitu 31,81 % pada minggu ke 4 dan penyisihan ph 2,66 % pada minggu ke 5. Sampel minggu pertama, kedua dan ketiga diambil pada musim kemarau sedangkan minggu ke empat dan kelima keadaan musim hujan. Naik turunnya konsentrasi COD, TSS, TDS, DHL, turbidity, kesadahan dan ph di waduk sebabkan oleh pasang surut air yang masuk kedalam waduk dan juga dipengaruhi oleh musim kemarau dan hujan. Penurunan COD, TSS, TDS, DHL, Turbidity, kesadahan dan ph pada penggunaan koagulan (tawas) 150 mg/l DAFTAR PUSTAKA Alberts G, Sri Simestri Santika, 2007. Metoda Penelitian air Limbah. Surabaya. Penerbit Usaha Nasional. Aden bagoes 2010. Pengertian Air. Diakses pada tanggal 14 pebuari 2011. Admin Agustus 5, 2008. Bahan kimia penjernih air (koagulan). diakses pada tanggal 20 januari 2011. Irianto, Eko W, dan Badruddin Machbub. 2004. Pengaruh Multiparameter Kualitas Air terhadap Parameter Indikator Oksigen Terlarut dan Daya Hantar Listrik (Studi Kasus Citarum Hulu). Puslitbang Air, Bandung. 13
Metcalf and Eddy, 2003. Wastewater Engineering Treatment and Reuse, McGraw Hill, 95-99, 257-269, 517-523, 1196-1202. Sasongko L.A, 2006. Kontribusi Air Limbah Domestik Penduduk di Sekitar Sungai TUK Terhadap Kualitas Air Sungai Kaligarang Serta Upaya Penanganannya, Tesis Program Magister Ilmu Lingkungan Program Pasca Sarjana, Universitas Diponegoro, Semarang. Sugiharto, 1987. Dasar-Dasar Peng olahan Air Limbah, UI Press, Jakarta. Watts, J.R., 1998. Hazardous Waste: Sources, Pathways, Recycles, John Willey & Sons Inc, New York, 352-362, 568-570, 615-620. Winarno, F.G., 1986. Air Untuk Industri Pangan, PT. Gramedia, Jakarta. 14