TEKNIK PENGOLAHAN AIR Oleh : DR. Ir. Budiyono, M.Si. DR. Siswo Sumardiono, M.Eng. Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2013 Hak Cipta 2013 pada penulis, Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. Ruko Jambusari No. 7A Yogyakarta 55283 Telp. : 0274-889836; 0274-889398 Fax. : 0274-889057 E-mail : info@grahailmu.co.id Budiyono, Dr. Ir., M.Si.; Sumardiono, Siswo, Dr., M.Eng. TEKNIK PENGOLAHAN AIR/DR. Ir. Budiyono, M.Si., DR. Siswo Sumardiono, M.Eng. - Edisi Pertama Yogyakarta; Graha Ilmu, 2013 xii + 130, 1 Jil. : 26 cm. ISBN: 978-602-262-054-9 1. Teknik I. Judul
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-nya sehingga buku Teknologi Pengolahan Air ini dapat diterbitkan. Terbitnya buku ini didorong oleh kesadaran bahwa bukubuku tentang pengolahan air berbahasa Indonesia masih sangat sukar ditemukan di berbagai toko buku. Di sisi lain, penyediaan air bersih di beberapa daerah di Indonesia terus menjadi permasalahan baru. Dengan semakin terbatasnya persediaan air untuk berbagai kebutuhan, peran teknologi pengolahan air menjadi sangat penting. Oleh karena itu buku ini sangat bermanfaat bagi para pembaca yang berkecimpung di bidang pengolahan air, baik dari kalangan industri, praktisi, konsultan, peneliti, dosen, dan mahasiswa yang mengikuti mata kuliah Teknologi Air. Buku ini akan menyajikan berbagai macam teknologi yang terkait dalam pengolahan air. Bagian awal dari buku ini akan menyajikan kimia dan kualitas air, berbagai kontaminan air, dan teknologi proses pengolahan secara umum. Bab-bab selanjutnya akan menyajikan filosofi masing-masing unit pengolahan. Pada bagian akhir buku dari ini akan menyajikan teknologi pengolahan air secara khusus seperti pengolahan air umpan ketel dan air pendingin. Oleh karena itu, setelah membaca buku ini, pembaca diharapkan dapat memahami cara pengolohan air dari berbagai bahan baku menjadi berbagai produk sesuai dengan tujuan penggunaan air. Penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah turut berkontribusi dalam penyusunan buku ini. Sebagai manusia biasa, Penulis menyadari sepenuhnya bahwa buku ini masih memiliki beberapa kekurangan dalam penyajian buku ini. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan lebih lanjut. Akhirnya, semoga buku ini bermafaat. Semarang, Januari 2013 Penyusun
vi Teknik Pengolahan Air
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR v vii ix xi BAB I PENDAHULUAN 1 BAB II KARAKTERISTIK KIMIA AIR 5 BAB III KONTAMINAN AIR 23 BAB IV PENGOLAHAN AIR 31 BAB V SEDIMENTASI 41 BAB VI KOAGULASI DAN FLOKULASI 59 BAB VII FILTRASI 71 BAB VIII ADSORPSI 77 BAB IX PERTUKARAN ION 91 BAB X DESINFEKSI 103 BAB XI PENGOLAHAN AIR UMPAN KETEL 113 BAB XII PENGOLAHAN AIR PENDINGIN 121 DAFTAR PUSTAKA 129 -ooo0ooo-
viii Teknik Pengolahan Air
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Distribusi jumlah air yang terdapat di Bumi 2 Tabel 2.1 Analisa kimia yang umum digunakan untuk uji karakteristik kimia air 6 Tabel 2.2 Ekuivalen Kalsium Karbonat (CaCO3) dari beberapa senyawa Kemmer (1988) 7 Tabel 2.3 Ekuivalen Kalsium Karbonat (CaCO3) dari beberapa unsur Kemmer (1988) 8 Tabel 2.4 Hubungan antara konsentrasi ion hidrogen*) terhadap ph 10 Tabel 2.5 Hubungan antara alkalinitas OH- dan ph 11 Tabel 2.6 Kelarutan beberapa bahan kimia dalam air (gr per 100 gr air) (Kurita, 1985) 12 Tabel 2.7 Klasifikasi tingkat kesadahan air 15 Tabel 2.8 Perhitungan kekuatan ionik total 20 Tabel 3.1 Kontaminan terlarut dalam sumber-sumber air 24 Tabel 3.2 Kontaminan tak larut dalam sumber air 25 Tabel 3.3 Kontaminan utama dalam air dan sumbernya 25 Tabel 4.1 Satuan operasi atau proses dan penerapannya dalam pengolahan air 31 Tabel 4.2 Cara pengolahan air dari berbagai zat pengotor (Setiadi, 1993) 34 Tabel 5.1 Waktu pengendapan berbagai ukuran partikel 42 Tabel 5.2 Padatan tersuspensi 56 Tabel 5.3 Data hasil pengamatan 57 Tabel 6.1 Ukuran partikel yang terlibat dalam koagulasi 60 Tabel 6.2 Sifat fisis beberapa jenis koagulan (Kemmer, 1988) 66 Tabel 7.1 Karakteristik unggun multimedia 75 Tabel 8.1 Karakteristik karbon aktif pada penyerapan berbagai solut dengan konsentrasi umpan 1000 mg/l (Kemmer, 1988). 78 Tabel 8.2 Data percobaan dari uji batch 81 Tabel 8.3 Data percobaan yang diperoleh 87 Tabel 9.1 Data dari kolom uji 102 Tabel 10.1 Syarat ideal agensia kimia 104 Tabel 10.2 Penyusutan desinfeksi cara mekanis 104 Tabel 10.3 Energi aktivasi senyawa klorin pada berbagai ph 106 Tabel 10.4 Harga Ki pada berbagai temperatur 108
x Teknik Pengolahan Air Tabel 11.1 Macam-macam kerak pada ketel 114 Tabel 11.2 Persyaratan air ketel pada berbagai tekanan kerja 115 Tabel 12.1 Klasifikasi sistem pendinginan 121 Tabel 12.2 Contoh persyaratan untuk air pendingin resirkulasi terbuka 124 -oo0oo-