No.Urut : 403/S2-TL/TPAL/2008 PENURUNAN WARNA DAN ZAT ORGANIK AIR GAMBUT DENGAN CARA TWO STAGED COAGULATION (Studi Kasus: Air Gambut Riau) TESIS Karya Tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh : DEWI FITRIA NIM. 25306029 PROGRAM PASCA SARJANA PROGAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
Kata Pengantar Syukur alhamdulillah, penulis ucapkan kepada Allah SWT, karena hanya dengan rahmat dan izinnya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan laporan tesis Program Pasca Sarjana Teknik Lingkungan dengan judul Penurunan Warna dan Zat Organik Air Gambut dengan Cara Two Staged Coagulation. Tesis ini ditulis untuk memenuhi syarat kelulusan tahapan Strata 2 pada Program Pasca Sarjana Teknik Lingkungan di Institut Teknologi Bandung. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Ir. Suprihanto Notodarmojo, Ph.D, selaku pembimbing akademik dan pembimbing tesis yang telah meluangkan waktu dan memberikan ilmu serta bimbingan dari awal penelitian hingga tersusun dan selesainya laporan tesis ini. 2. Ibu Dr. Ir. Indah Rahmatiah SS, MSc selaku Ketua Program Pasca Sarjana Teknik Lingkungan ITB 3. Ibu Dr. Ir. Tri Padmi selaku penguji dan koordinator tesis yang telah banyak memberikan masukan yang bermanfaat 4. Bapak Dr. Eng. Rofiq Iqbal selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan yang bermanfaat dan Kepala Laboratorium Teknik Pengolahan Air ITB 5. Bapak Drs. Mohammad Irsyad, MSi selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan yang bermanfaat 6. Ibu Dr. Ir. Marissa Handajani, MT selaku Kepala Laboratorium Penelitian Air ITB 7. Fera Helmiati dan keluarga di Pakan Baru yang telah banyak membantu dalam pengambilan dan pengiriman air gambut ke Bandung 8. Bapak Djaenudin ST, yang telah banyak membantu dalam menganalisa air gambut di LIPI Bandung 9. Seluruh staf dosen dan karyawan Teknik Lingkungan ITB 10. Kakak-kakak dan adikku yang telah banyak memberi dorongan dan semangat iv
11. Teman-teman S2 TPAL angkatan 2006 Teknik Lingkungan ITB (Pak Djae, Pak Hu, Pak Rangga, Eric, Lafran, Lina, Anne, Shila, Achie, Anti dan Lusi) terimakasih atas kebersamaan dan segala bantuannya. 12. Teman jalan-jalan (Anna, Ora dan Reni) dan teman-teman lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu Akhir kata, penulis mengharapkan semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan perkembangan ilmu pengetahuan. Bandung, Juni 2008 Penulis v
Dipersembahkan untuk: Almarhum Papa dan Almarhumah Mama Tercinta Terimakasih atas semua doa, kasih sayang dan kenangan indah Kakak, adik dan semua keponakan Terimakasih atas doa dan dorongannya vi
Daftar Isi Lembar Pengesahan Abstrak Abstrack Kata Pengantar Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Bab I Pendahuluan I.1 Latar Belakang Masalah I.2 Maksud dan Tujuan Penelitian I.3 Ruang Lingkup I.4 Metodologi Penelitian I.5 Sistematika Pembahasan Bab II Tinjauan Pustaka 5 II.1 Air Gambut 5 II.2 Proses Pengolahan Air Gambut 11 II.2.1 Kondisi Objektif Penelitian 11 II.2.2 Alternatif Proses Pengolahan Air Berwarna 12 II.3 Koagulasi dan Flokulasi 15 II.3.1 One Staged Coagulation 15 II.3.2 Two Staged Coagulation 16 II.3.3 Flokulasi 20 II.4 Aluminium Sulfat 21 II.4.1 Hidrolisasi Alum 22 II.4.2 Cara Kerja Alum 24 II.5 Parameter Operasi Koagulasi dan Flokulasi 26 i ii iii iv vi viii ix 1 1 3 3 3 4 Bab III Metodologi Penelitian III.1 Prosedur Penelitian III.2 Pengambilan Sampel dan Identifikasi III.2.1 Pengambilan Contoh Air III.2.2 Identifikasi Contoh Air Gambut III.3 Uji koagulasi dan Flokulasi III.4 Prosedur Percobaan III.5 Analisa Hasil Uji Koagulasi dan Flokulasi III.6 Analisa Hasil dan Pembahasan Bab IV Hasil dan Pembahasan IV.1 Analisa Kualitas Air Gambut IV.2 Penentuan Panjang Gelombang Optimum Air Gambut IV.3 Hubungan Kadar Warna dan Zat Organik Air Gambut IV.4 Analisa GC/MS Air Gambut IV.4.1 Analisa GC/MS Air Gambut Sebelum Dikoagulasi IV.4.2 Analisa GC/MS Air Gambut Hasil One staged Coagulation 29 29 31 31 33 35 35 37 38 39 39 40 41 41 42 43 vi
IV.4.3 Analisa GC/MS Air Gambut Hasil Two Staged Coagulation 46 IV.5 Hasil Uji One Staged Coagulation Air Gambut 47 IV.6 Hasil uji two staged coagulation pada air gambut dengan perbedaan perbandingan konsentrasi alum koagulasi I:koagulasi II 52 IV.6.1 Hasil uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I:koagulasi (1/3 total:2/3 total) 52 IV.6.2 Hasil uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I:koagulasi (1/2 total:1/2 total) 56 IV.6.3 Hasil uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I:koagulasi (2/3 total:1/3 total) 59 IV.7 Hasil uji two staged coagulation pada air gambut dengan variasi ph konsentrasi alum koagulasi I:koagulasi II 62 IV.7.1 Hasil uji two staged coagulation pada air gambut dengan ph yang sama antara koagulasi dengan koagulasi II (netral) 62 IV.7.2 Hasil uji two staged coagulation pada air gambut dengan ph asam pada koagulasi I dan basa pada koagulasi II 66 IV.7.3 Hasil uji two staged coagulation pada air gambut dengan ph basa pada koagulasi I dan asam pada koagulasi II 69 IV.8 Perbandingan kekeruhan, warna dan zat organik seluruh proses koagulasi 73 Bab V Kesimpulan dan Saran Daftar Pustaka Lampiran A Kurva kalibrasi Lampiran B Prosedur Analisa Laboratorium Lampiran C Hasil Analisa GC/MS Lampiran D Dokumentasi 75 76 78 82 86 100 vii
Daftar Gambar Gambar II.1 Struktur model asam humat Gambar II.2 Struktur model asam fulvik Gambar II.3 Komponen kimia humus Gambar II.4 Gugus Aldehid Gambar II.5 Skema Proses Two Staged Coagulation Gambar II.6 Perkiraan mekanisme restabilisasi partikel pada saat dikoagulasi Gambar II.7 Proses pembentukan flok Gambar II.8 Produk hidrolisis alumunium sulfat Gambar II.9 Diagram kelarutan presipitat aluminium hidroksida Gambar II.10 Tahapan reaksi yang mungkin akan dilalui jika alum ditambahkan ke air yang mengandung zat organik dan partikel Gambar III.1. Diagram Alir Metodologi Penelitian Gambar III.2 Lokasi Pengambilan contoh air gambut di Riau Gambar IV.1 Grafik panjang gelombang optimum air gambut Gambar IV.2 Hubungan absorbansi 254 nm dengan zat organik pada air gambut Kab. Kampar Riau Gambar IV.3a Hasil GC/MS air gambut sebelum dikoagulasi Gambar IV.3b Luas area senyawa yang terdapat dalam air gambut sebelum dikoagulasi Gambar IV.4a Hasil GC/MS air gambut setelah proses one staged coagulation Gambar IV.4b Komposisi senyawa yang terdapat dalam air gambut setelah proses one staged coagulation Gambar IV.5a Hasil GC/MS air gambut setelah proses two staged coagulation Gambar IV.5b Komposisi senyawa yang terdapat dalam air gambut setelah proses two staged coagulation Gambar IV.6a Perbandingan kekeruhan hasil uji one staged coagulation 7 8 8 9 16 18 20 21 23 24 30 32 40 41 42 43 44 45 46 46 ix
pada ph yang berbeda Gambar IV.6b Perbandingan warna hasil uji one staged coagulation pada ph yang berbeda Gambar IV.6c Perbandingan konsentrasi organik hasil uji one staged coagulation pada ph yang berbeda Gambar IV.7a Perbandingan kekeruhan uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/3 total : 2/3 total) Gambar IV.7b Perbandingan warna uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/3 total : 2/3 total) Gambar IV.7c Perbandingan organik uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/3 total : 2/3 total) Gambar IV.8a Perbandingan kekeruhan uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/2 total : 1/2 total) Gambar IV.8b Perbandingan warna uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/2 total : 1/2 total) Gambar IV.8c Perbandingan organik uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/2 total : 1/2 total) Gambar IV.9a Perbandingan kekeruhan uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (2/3 total : 1/3 total) Gambar IV.9b Perbandingan warna uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (2/3 total :1/3 total) Gambar IV.9c Perbandingan organik uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (2/3 total : 1/3 total) 50 50 50 54 54 55 56 57 57 59 61 61 x
Gambar IV.10a Perbandingan kekeruhan uji two staged coagulation pada ph netral untuk koagulasi I dan II Gambar IV.10b Perbandingan warna uji two staged coagulation pada ph netral untuk koagulasi I dan II Gambar IV.10c Perbandingan zat organik uji two staged coagulation pada ph netral untuk koagulasi I dan II Gambar IV.11a Perbandingan kekeruhan uji two staged coagulation pada ph asam untuk koagulasi I dan basa untuk koagulasi II Gambar IV.11b Perbandingan warna uji two staged coagulation pada ph asam untuk koagulasi I dan basa untuk koagulasi II Gambar IV.11c Perbandingan zat organik uji two staged coagulation pada ph asam untuk koagulasi I dan basa untuk koagulasi II Gambar IV.12a Perbandingan kekeruhan uji two staged coagulation pada ph basa untuk koagulasi I dan asam untuk koagulasi II Gambar IV.12b Perbandingan warna uji two staged coagulation pada ph basa untuk koagulasi I dan asam untuk koagulasi II Gambar IV.12c Perbandingan zat organik uji two staged coagulation pada ph basa untuk koagulasi I dan asam untuk koagulasi II Gambar IV.13a Perbandingan sisa kekeruhan seluruh proses koagulasi Gambar IV.13b Perbandingan sisa warna seluruh proses koagulasi Gambar IV.13c Perbandingan sisa zat organik seluruh proses koagulasi 64 64 65 66 68 68 70 70 72 73 74 74 xi
xii
Daftar Tabel Tabel II.1 Karakteristik Air Gambut dari Berbagai Lokasi (Sumatera dan Kalimantan) Tabel III.1 Metoda Analisa Pemeriksaan Karakteristik Air Gambut Tabel III.2. Variasi Penelitian Tabel IV.1 Analisis Kualitas Air Gambut Kabupaten Kampar Riau Tabel IV.2. Senyawa yang terdapat dalam air gambut Tabel IV.3 Senyawa yang masih terdapat dalam air gambut setelah proses one staged coagulation Tabel IV.4a Hasil uji one staged coagulation dengan kondisi ph yang berbeda Tabel IV.4b Rejeksi kekeruhan, warna dan zat organik proses one staged coagulation Tabel IV.4 Hasil uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/3 total : 2/3 total) Tabel IV.6 Hasil uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (1/2 total : 1/2 total) Tabel IV.7 Hasil uji two staged coagulation pada perbandingan konsentrasi alum koagulasi I : koagulasi II (2/3 total : 1/3 total) Tabel IV.8 Hasil uji two staged coagulation pada ph netral Tabel IV.9 Hasil uji two staged coagulation dengan ph asam untuk koagulasi I dan ph basa untuk koagulasi II TabelIV.10 Hasil uji two staged coagulation pada ph basa untuk koagulasi I dan asam untuk koagulasi II 11 33 36 39 42 44 48 49 53 58 60 63 67 71 viii
ix