koagulasi

Koagulasi/flokulasi

Proses koagulasi dan flokulasi (Gambar 3-1) adalah proses yang membantu dalam penanganan bahan-bahan solid yang tidak dapat ditangani pada proses sebelumnya. Proses koagulasi adalah proses yang menyangkut penangnan umpan dan pencampuran salah satu atau lebih bahan-bahan kimia koagulan di dalam air, dimana partikel yang terbentuk disebut dengan flok. Flokulasi, dimana pada prosesnya membutuhkan pencampuran yang merata antara air dan coagulant pada periode waktu dalam bentuk yang luas, berat dalam pembentukan partikel flok. Partikel flok adalah kombinasi dari koagulan dan partikel-partikel didalam air;dimana partikel tersebut akan bertambah lebih besar dan berat daripada partikel murni dan agar lebih mudah untuk diolah pada proses selanjutnya, yaitu proses sedimentasi dan filtrasi.

            Pada bab ini dideskripsikan prinsip-prinsip dasar dari koagulasi dan flokulasi, dan koagulan secara umum dan pengunaannya, ada beberapa fasilitas dan perlengkapan yang digunkan dalam proses koagulasi/flokulasi, prosedur operasi dan pekerjaan secara umum yang dilakukan yang berhubungan dengan permasalahan proses koagulasi. Pada bab ini disimpulkan dengan diskusi untuk penanganan yang aman dalam pengunaan bahan-bahan kimia Coagulant, partikulat alum. Setelah anda menyelasaikan bab ini diharapkan anda dapat :

v  Mendeskripsikan prinsip-prinsip yang menyangkut didalam proses koagulasi dan flokulasi.

v Mengetahui daftar dari bahan-bahan kimia Coagulant yang biasa digunakan, yang menguntungakan dan merugikan dalam pemakaianya.

v Dapat mendefinisikan :

-          Kekeruhan (turbidity)

-          Koagulasi (coagulasi)

-          kebutuhan koagulan (Coagulan aid)

-          pencampuran cepat (Flash mixing)

-          Flokulasi

-          Flok

v  Percobaan kenapa pencampuran sangat penting

v  Identifikasi dua tahap operasi yang biasa dilakukan pada masalah-masalah yang berhubungan dengan proses coagulasi/flokulasi, dan menceritakan bagaimana permasalahan itu dapat diselesaikan.

v  Mencatat dan mengambarkan dengan singkat tujuan tiap test pada proses keefektifan koagulasi/flokulasi dengan memakai monitor.

v  Mendeskripsikan penanganan umum dan praktis dalam pengunaan bahan kimia Coagulant.

3.1              Deskripsi koagulasi/flokulasi

Prsoses koagulasi/flokulasi sangant penting dalam pengolahan utama, sebab partikel padatan ini tidak dapat ditangani pada proses sedimentasi dan filtrasi dikarenakan ukuran partikelnya terlalu kecil, sehingga tidak dapat mengendap. Agar partikel padatan yang tidak dapat mengendap ini dapat diendapkan, maka dilakukan proses koagulasi.flokulasi. Pada proses ini padatan tersebut diubah bentuknya menjadi padatan yang lebih besar dan berat sehingga dapat mengendap secara fisik. Selanjutnya perubahan secara kimia dilakuka dengan penambahan dan pencampuran bahan-bahan kimia koagulan kedalam air baku sehingga air dapat diolah pada proses sedimentasi dan filtrasi.

Prinsip Dasar koagulasi/flokulasi

            Dalam proses koagulasi/flokulasi  perlu diketahui dua hal yang mendasar menyangkut proses penanganan partikel-partikel yang tidak dapat mengendap yaitu :

v  Ukuran Partikel

v Gaya alami antar partikel

Ukuran partikel , umumnya air alam terdiri dari tiga macam padatan yang tidak dapat mengendap. Dari bentuk yang terbesar sampai yang terkecil, sebagaimana ditunjukan pada Tabel 3-1, partikel-partikel tersebut adalah :

·               Padatan tersuspensi

·               koloid

·               padatan terlarut

Padatan tersuspensi adalah partikel yang terbawa air akibat adanya gaya alami pada aliran air. Padatan terlarut ini terlalu kecil ukurannya (±0,01 mm) dan tidak dapat mengendap dengan cepat, dan ukuran partikel yang lebih besar >0,01 mm adalah padatan yang dapat mengendap pada dasar wadah atau bagian dasar kolam sedimentasi selama 4 jam.

Contoh koloidal solid yang terdapat pada pada air adalah lumpur, bakteri, zat warna dan virus. Koloid tersebut tidak dapat mengendap didalam rentang waktu yang layak (Tabel 3-2). Padatan koloid tersebut juga tidak dapat dilihat dengan kasat mata, namun demikian pengaruh dari adanya koloid tersebut dapat dilihat sebagai warna atau kekeruhan pada air. Partikel tersebut terlalu kecil ukurannya untuk dapat diolah pada proses lanjutan jika tidak dibuat menjadi koagulat dan flokulat.

Tabel 3-2 Kecepatan Pengendapan alami untuk partikel kecil

Diameter Partikel (mm)	Jenis Partikel	Waktu pengendapan dalam diamter 1 ft (0,3m)
10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,00001 0,000001	Kerikil Pasir kasar Pasir halus Silt	Pengendapan 0,3 det 3 det 38 det 33 min considered nonsettleable 55 jam 230 hari 6.3 tahun 63 tahun min

Sumber : AWWA,

            Padatan tak larut biasanya terdapat dalam bentuk organik atau non organik, seperti garam, bahan kimia tumbuhan dan hewan, dimana sebagian besar diantaranya tidak dapat larut. Padatan tak larut tersebut tidak dapat dilihat langsung. Dimana sebagian besar logam dan bahan kimia tidak larut didalam air. Bahan tersebut dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan masalah lain rasa, warna dan bau. Karena bahan tersebut tertutup oleh endapan dari bahan kimia dan fisika, sehingga mereka sulit dipisahkan dari air. Salah satu alasan mengapa partikel tersebut tidak dapat menendap adalah karena ukurannya terlalu kecil. Dengan mempertimbangkan contoh ini ; dimana partikel tanah kasar dalam bentuk kubus, yang sisinya 1 mm diharapkan dapat mengedap lebih cepat atau dapat diendapakan sebesar ± 1 ft (0,3 m) setiap detiknya (Lihat Tabel 3-2). Sekarang diasumsikan partikel pasir adalah tanah dimana banyak terdapat partikel-partikel yang lebih kecil, yang berbentuk kubus berukuran 0,000001 mmm pada setiap sisinya. (hal ini seperti tiruan gaya alamai pada dari erosi). Berat seluruh partikel tanah sama seperti butiran alami dari pasir kasar, tetapi area permukaannya telah bertambah besar menjadi

6 mm².area yang luas pada ujng menjadi 6 mm², mengenai area ini dari tabel kolam 2 (Lihat modul Aerasi, Gambar 2.2). Penambahan  dengan cepat ini dikarenakan adanya Penambahan dengan cepat akibat adanya gaya tarik menarik antar partikel (Bisanya disebut gaya tarik).

            Sesuai Tabel 3-2, penndapan 1 ft (0,3m) terjadi dalam selang waktu 3 det, jadi jika diperkirakan dibutuhkan waktu 60 tahun agar partikel kecil tersebut dapat mengendap degan ukuran yang sama 1 ft (0,3m). pengendapan adalah penambahan dalam range waktu pada ukuran partikel. Proses pengendapan partikel dibutuhkan suatu tempat yang luas agar proses pengendapan menjadi mudah dan  berjalan cepat.

            Gaya Alam;partikel didalam air umumnya membawa ion-ion listrik negatif. Hanya saja biasanya terlihat seperti kutub sebuah magnet yang saling tarik menarik antar partikel. Didalam proses pnegolahan air gaya tarik menarik ini biasa disebut zeta Potensial. Gaya ini sangat kuat sehingga mampu menagkap partikel kecil, dan bagian dari partikel koloid dan menyebabkan bagaian tersebut tersuspensi.

            Gaya Vander Walls tiap partikel pada air alam cenderung tarik-menarik antara dua partikel. Gaya tarik menarik ini membentuk zeta potensial. Gaya tarik menarik zeta potensial sangat kuat dibandingkan gaya vander walls, hal ini untuk menjaga agar partikel tetap dalam kondisi tersuspensi.

            Efek dari Koagulasi dan Flokulasi;proses netralisasi koagulasi adalah pengurangan zeta potensial dari padatan tak terlarut, jadi gaya vander walls dapat dilakukan dengan menarik partikel-partikel  bersamaan. Partikel tak terlarut ini umumnya membentuk partikel-partikel kecil/mikroflok, sebagaimana ditunjukkan gambar 3-2. partikel-partikel ini meskipun lebih besar ukurannya dibandingkan partikel koloid murni, hal ini karena partikel tersebut bergabung menjadi satu membentuk mikroflok. Walaupun begitu secara kasat mata partikel ini tidak terlihat, dan tidak larut dalam air. Dengan cara melakukan pengadukan dengan flokulasi menyebabkan partikel-partikel mikroflok ini menyatu menjadi bagian bentuk yang lebih besar dan relatif lebih berat dari flok partikel, sehingga dapat lebih mudah diendapkan atau disaring. Flok-flok partikel ini biasanya terlihat seperti rangakain kain atau benang wool.