oleh: fadly rachman hakim -...
TRANSCRIPT
1
Oleh:
FADLY RACHMAN HAKIM
Dosen Pembimbing
Ir. M. Razif, MM.
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGANFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2010 Ruang Sidang Teknik Lingkungan_Rabu,21 Juli 2010
2
Latar Belakang
• Meningkatnya jumlah pemilik kedaraan bermotor
• munculnya usaha pencucian mobil
• Penelitian pendahuluan_COD sampel 248 mg/L
3
Rumusan Masalah
1.Bagaimana kombinasi optimum antara dosis koagulan dan flokulan.
2.Berapa dosis koagulan-flokulan yang efektif dan efisien dari air limbah setelah dan sebelum pengendapan.
3.Bagaimana desain IPAL sederhana yang dapat diterapkan pada limbah pencucian mobil.
4
Ruang Lingkup
1. Penelitian dilakukan dalam skala batch dengan alat jar-test di Laboratorium Teknik Lingkungan FTSP-ITS
2. Limbah yang digunakan adalah limbah dari jasa pencucian mobil “X” di daerah Mulyosari Surabaya.
3. Variabel penelitian adalah :• konsentrasi koagulan dan flokulan. • Jenis limbah yang dipakai yakni air limbah sebelum dilakukan
pengendapan dan setelah dilakukan pengendapan.
4. Perlakuan yang diberikan selama penelitian adalah dengan pengaturan alat jar test pada kondisi :• Untuk proses koagulasi pengadukan 100 rpm : selama 1
menit.• Untuk proses flokulasi pengadukan 40 rpm : selama 20 menit.• Untuk proses pengendapan setelah pengadukan : selama 30
menit.
5. Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah COD, deterjen, dan pH
5
Tujuan
1. Mencari kombinasi optimum antara dosis koagulan dan flokulan.
2. Mencari dosis koagulan-flokulan yang efektif dan efisien dari air limbah setelah dan sebelum dilakukan pengendapan.
3. Menentukan desain IPAL sederhana untuk limbah jasa pencucian mobil.
6
Manfaat penelitian
1. Sebagai dasar untuk perancangan reaktor pengolahan dengan menggunakan proses koagulasi-flokulasi untuk limbah jasa pencucian mobil secara kontinyu.
2. Sebagai masukan dalam pengambilan kebijakan tentang peraturan pengolahan limbah jasa pencucian mobil.
3. Sebagai dasar untuk menghitung perkiraan beban pencemaran yang berasal dari jasa pencucian mobil.
7
BAB II
Tinjauan Pustaka
Umum
Air limbah adalah air buangan dari suatu lingkungan masyarakat dimana bahan ini daat seluruhnya
berasal dari rumah tangga atau dapat juga mengandung air buangan dari industri atau
pertanian. Air limbah rumah tangga terdiri dari buangan tubuh manusia (tinja dan air seni),
buangan dapur dan buangan kamar mandi yang berasal dari pembersihan badan,
pencucian pakaian, penyiapan makanan, dan pencucian peralatan dapur juga memberikan
kontribusi bermacam-macam bahan kimia., misalnya detergen, sabun, lemak, minyak dan
sebagainya. Kadar dan komponen penyusun air limbah rumah tangga yang dihasilkan
sangat tergantung dari kondisi sosial dan ekonomi penduduk perkotaan.
Teori Koagulasi-Flokulasi
Padaproses pengadukan untuk koagulasi-flokulasi terjadi 2 proses yaitu koagulasi yang merupakan
proses destabilisasi koloid dan partikel dalam air menggunakan bahan kimia (disebut
koagulan) seperti alum, yang akhirnya menyebabkan pembentukan inti gumpalan (inti flok).
Proses koagulasi hanya dapat berlangsung bila ada pengadukan. Senyawa limbah yang
berada di dalam air perlu dibentuk menjadi gumpalan untuk mempermudah proses
pemisahan dan untuk memperbesar ukuran partikel. Biasanya digunakan sejenis bahan
kimia dengan sifat tertentu yang disebut flokulan untuk membentuk gumpalan flok.
Penambahan flokulan ini akan menyebabkan partikel-partikel minyak dan koloid tersebut
bertumbukan membentuk partikel besar yang berat dan dapat mengendap oleh gravitasi.
Flokulan yang biasa digunakan adalah tawas (alum), bisa juga garam Fe (III) atau
polielektrolit organis. Penambahan flokulan disertai juga dengan pengadukan hingga flok-
flok terbentuk. Flok-flok inilah yang akan mengumpulkan dan mengendapkan partikel-
partikel kecil dan koloid hingga mengendap (Sumestri, 1987).
Partikel koloid dapat menyebabkan warna dan kekeruhan sulit dipisahkan dari air karena partikel
tersebut tidak mengendap oleh gravitasi dan karena ukurannya sangat kecil maka tidak
dapat tersaring oleh sebagian besar media filter. Partikel koloid harus diikat dan
mempunyai ukuran yang lebih besar sehingga dapat diendapkan dengan baik (Benefield,
1982). Selain itu umumnya partikel (gerak brown) yang menyebabkan membentuk suspensi
yang sangat stabil (Agus Slamet, 2000). Suatu zat kimia dapat digunakan sebagai agregat
partikel koloid dengan menghancurkan ikatan yang membuat koloid stabil (Benefield, 1982).
Limbah koloidal yang memiliki partikel-partikel kecil dapat dianggap stabil apabila:
Partikel-partikel kecil ini terlalu ringan untuk mengendap dalam waktu yang pendek.
8
Emulsi
Emulsi merupakan dispersi suatu cairan di dalam cairan yang lainyang tidak saling larut, biasanya terdiri dari dua fasa yaitu fasa minyak dan fasa cair
9
Koagulasi - flokulasi
LimbahPembubuhan
Koagulan
Pengadukan
Cepat
PembubuhanFlokulan
Pengadukan
Lambat
Terbentuk
Flok
Mengendap
Supernatan
10
Karakteristik limbah
qMengandung surfaktan
qMengandung minyak
qTedapat debu atau pengotor lain
11
Penelitian Terdahulu
Putra (2008)
Penelitian untuk limbah sampo “S” Pada konsentrasiair limbah 25%, proses pegolahan terbaik:
ü10 mL tawas ditambah 20 mL PAC dan adsorpsisebesar 87,15% untuk kekeruhan
üTawas 60 mL dan adsorpsi sebesar 91,2% untuk COD
ü90 mL tawas untuk kadar sulfida sebesar 87,5%
12
Penelitian Terdahulu
Asrofi (2009)
q Limbah yang mengandung sabun mandi cair 0,167mL/L dan shampoo 0,167mL/L dengan dosis Alum dan PE masing-masing 0,5 gr/L dan 0,0015625 gr/L diperoleh efisiensi removal:• COD 73,33% • surfaktan 76,17%
q Limbah yang mengandung sabun mandi cair 0,167mL/L dan shampoo 0,1mL/L dengan dosis Alum dan PE masing-masing 0,5gr/L dan 0,0015625 gr/L diperoleh efisiensi removal:• COD 75,81%• surfaktan 51,97%
13
BAB III
Metodologi Penelitian
14
15
B
16
B
17
BAB IV
Analisa dan Pembahasan
Untuk menentukan koagulan yang akan dipakai maka dibandingkan
kemampuan bahan koagulan untuk meremoval kandungan COD dan
surfakt an dalam air limbah dengan metode Jar-Test secara bacth.
Dimana limbah yang digunakan ialah limbah asli yang diambil dari
efluen jasa pencucian mobil. Lalu di lakukan koagulasi-flokulasi
dengan menggunakan jar-test dimana proses koagulasi dilakukan
dengan pengadukan 100 rpm selama 1 menit dan flokulasi dengan
pengadukan 40 rpm selama 20 menit yang kemudian dilakukan
pengendapan selama 30 menit agar flok – flok yang telah terbentuk dari
proses kagulasi flokulasi dapan mengendap. Koagulan yang dipakai
adalah Alum dan FeCl3 dengan dosis yang ditambahkan masing -
masing 2 mg/L. Hasil analisis efisiensi removal (%) COD dan surf aktan
dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut ini.
Gambar 4.1 Grafik Efisiensi Removal (%) COD dan surfaktan
pada Penelitian Tahap 1
62
31
50
27
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
AlumFeCL3
Rem
ov
al (
%)
Jenis Koagulan
Eff isien si R emova l CO D dan Su rfa ktan
Penelit ian tah ap 1 (limba h A)
CO D re mov al
remo va l su rfak tan
18
Perbandingan koagulan alum dan FeCl3
62
31
50
27
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Alum FeCL3
Re
mo
va
l (%
)
Jenis Koagulan
Effisiensi Removal COD dan SurfaktanPenelitian tahap 1 (limbah A)
COD removal
removal surfaktan
effisiensi removal COD oleh koagulan Alum sebesar 62% lebih baikjika dibandingkan FeCl3 yang hanya bisa meremoval sebesar 31%. Sedangkan effisiensi removal surfaktan oleh koagulan alum sebesar50% yang juga lebih baik dari FeCl3 dengan 27%
Dilihat secara fisik hasil koagulasi flokulasi dengan alum memilikiwarna yang lebih jernih dibandingkan dengan FeCl=3
19
Penentuan kombinasi koagulan dan flokulanPenelitian tahap 2
Kombinasi terbaik untukmeremoval COD danSurfaktan adalah 2 gr/L alum : 0,05 gr/L PE
Atau 1 : 0,025
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
a b c d e f g h i j k l m n o
rem
ova
l
variasi
Removal COD dan Surfaktanpada penelitian tahap 2
removal COD
removal surfaktan
20
Variasi Penelitian tahap 3 atau inti
Variasi Dosis Alum
(gr/L) Dosis PE
(gr/L) I 0,25 0,006 II 0,5 0,013 III 1 0,025 IV 2 0,05 V 4 0,1 VI 8 0,2
Variasi Limbah
Keterangan
Limbah A Yaitu air limbah hasil kegiatan pencucian mobil yang kemudian langsung di olah setelah pengambilan sampel
Limbah B Yaitu air limbah hasil kegiatan pencucian mobil yang diendapkan selama 30 menit terlebih dahulu setelah pengambilan sampel sebulum dilakukan pengolahan
Variasi Dosis koagulan dan flokulan
Variasi Jenis limbah
21
Removal COD dan Surafaktan pada variasi limbah A
re moval COD pada var iasi lim bah A
55,17
75,17
47,49
69,26 72 ,99
63,11
0,00
10 ,00
20 ,00
30 ,00
40 ,00
50 ,00
60 ,00
70 ,00
80 ,00
90 ,00
I II III IV V VIKo sentrasi (mg/L )
rem
oval (
%)
removal COD pada variasi lim bah A
15,86
11,91
50,78
72,07
52 ,73
39,88
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
I II III IV V VI
Kosentrasi (mg/L)
rem
oval
(%
)
Removal surf aktan pada variasi limbah A
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
I I I III IV V VIKosentrasi (mg/L)
rem
ova
l (%
)
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
cod removal MBAS removal pH Dosis Optimum didapat pada variasi IV yaitu pada penambahan alum dengan dosis 2 gr/L dan PE 0,05 gr/L dengan removel COD 75,17 % dan removal surfaktan sebesar 72,07 %
22
Removal COD dan Surafaktan pada variasi limbah B
Dosis Optimum didapat pada variasi IV yaitu pada penambahan alum dengan dosis 2 gr/L dan PE 0,05 gr/L dengan
removel COD 73,10 % dan removal surfaktan sebesar 71,06 %
removal COD pada variasi limbah B
46,46
64,57
59,06
75,25 73,10
63,78
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
I II II I IV V VI
Kosentrasi (mg/L)
rem
ova
l (%
)
removal MBAS pada varias i limbah B
66,38
48,17
12,77
30,64
71,06
39,91
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
I II II I IV V VI
Kosentrasi (mg/L)
rem
ova
l (%
)
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
I II III IV V VI
Kosentrasi (mg/L)
rem
ov
al (
%)
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
cod removal MBAS removal pH
23
Karakteristik limbah dan Sistem Pengolahan
Lokasi pencucian
Bak penampung
Tangki koagluasi flokulasi
dan pengendapan
Badan air penerima
pom pa
Bak pengendap
Pemakaian air : 4350L/hrJumlah Mobil yang dicuci : 40 mobil/hrWaktu pencucian tiap mobil : 20 menit/mobil
Perkiraan debit limbah tiap mobil : 90 mL/det
Sistem pengolahan adalah batch dimana akan dilakukan pengolahan setiap 800L air limbah
24
BAB V
Kesimpulan dan SaranKesimpulan
Dari hasil analisa dan pembahasan dari penelitian ini, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Kombinasi koagulan alum dan flokulan PE terbaik, didapat pada perbandingan dosis 1 :
0,025
2. Efisiensi removal proses koagulasi-flokulasi untuk limbah pencucian mobil
• Pada variasi jenis limbah A dimana limbah langsung dilakukan proses koagulasi
flokulasi sesaat set elah pengambilan sampel diperoleh efisiensi removal COD 75,17
% dan removal surfaktan sebesar 72,07 % pada penambahan alum dengan dosis 2
gr/L dan PE 0,05 gr/L.
• Pada variasi jenis limbah B dimana sesaat setelah pengambilan sampel, limbah
diendapkan terlebih dahulu selama 30 menit sebelum dilakukan proses koagulasi
flokulasi diperoleh efisiensi removal COD 73,10 % dan removal surfaktan sebesar
71,06 % pada penambahan alum dengan dosis 2 gr/L dan PE 0,05 gr/L.
3. Desain IPAL sederhana untuk pengolahanlimbah pencucian mobil didapat:
Total waktu tiap satu kali pengolahan adalah 50,3 menit
Kapasitas pengolahan sebesar 800L atau 0,8 m3
Dimensi bak pengendap pasir dengan tinggi 0,55 cm, panjang 1,12 m dan lebar 0,56
m
Dimensi bak penampung dengan tinggi 1 m serta panjang dan lebar bak masing –
masing 1,1 m
Dimensi tangki pengadukan yakni diameter tangki 0,92 m dengan tinggi 1,58 m dan
lebar paddle 0,74 cm serta kecepatan putaran saat koagulasi sebesar 0,89
putaran/det selama 1 menit sedangakan untuk flokulasi sebesar 0,13
putaran/det selama 20 menit.
Saran
Beberapa saran yang perlu diperhatikan untuk penelitian selanjutnya adalah:
1. Dilakukan lebih lanjut tentang penelitian pengolahan limbah pencucian mobil dengan
sistem kontinyu.
2. Pada penelitian lebih lanjut agar air limbah yang diteliti dibandingkan dari beberapa
25
Kesimpulan
1. Kombinasi koagulan alum dan flokulan PE terbaik, didapat pada perbandingan dosis 1 : 0,025
2. Efisiensi removal proses koagulasi-flokulasi untuk limbah pencucian mobil
a. Pada variasi jenis limbah A diperoleh efisiensi removal COD 75,17 % dan removal surfaktan sebesar 72,07 % pada penambahan alum dengan dosis 2 gr/L dan PE 0,05 gr/L.
b. Pada variasi jenis limbah B diperoleh efisiensi removal COD 73,10 % dan removal surfaktan sebesar 71,06 % pada penambahan alum dengan dosis 2 gr/L dan PE 0,05 gr/L.
26
(lanjutan) Kesimpulan
3. Desain IPAL sederhana untuk pengolahan limbahpencucian mobil didapat:
a. Total waktu tiap satu kali pengolahan adalah 50,3 menit
b. Kapasitas pengolahan sebesar 800L atau 0,8 m3
c. Dimensi bak pengendap pasir dengan tinggi 0,55 cm, panjang 1,12 m dan lebar 0,56 m
d. Dimensi bak penampung dengan tinggi 1 m serta panjang dan lebar bak masing – masing 1,1 m
e. Dimensi tangki pengadukan yakni diameter tangki 0,92 m dengan tinggi 1,58 m dan lebar paddle 0,74 cm serta kecepatan putaran saat koagulasi sebesar 0,89 putaran/det selama 1 menit sedangakan untuk flokulasi sebesar 0,13 putaran/det selama 20 menit.
27
Saran
1. Dilakukan lebih lanjut tentang penelitian pengolahan limbah pencucian mobil dengan sistem kontinyu.
2. Pada penelitian lebih lanjut agar air limbah yang diteliti dibandingkan dari beberapa jenis atau metode jasa pencucian mobil.
3. Agar pada penelitian selanjutnya digunakan pH sebagai salah satu variabel, sehingga akan diketahui pengaruh pH terhadap kinerja koagulasi flokulasi untuk limbah jasa pencucian mobil.
4. Agar dilakukan pengukuran volume endapan yang dihasilkan sehingga dapat diperkirakan produksi lumpur yang dihasilkan
28
Daftar PustakaAlaerts, G. dan Santik a, S.S. 1987. Metode Penel itian Air. Usaha
Nasional. Surabay a. Indonesia.
Anonim. Cara u ji kadar surfaktan an ion ik dengan spektrofotom eter
secara b iru metilen. SNI 06-6989.51- 2005.
Anonim. pH meter. SNI 06-6989.11-2004
APHA, AWWA and WPCF. 1989. Standard M ethods for the
Examination of Water and Wastewater, 17th.Edition.
Asrofi, M. 2009. Penelitian efisiensi remov al pros es koagulas i-floku las i
untuk lim bah sabun mandi cair dan shampoo.
Tugas Akhir Jur usan Teknik Lingkungan FTSP-ITS
Surabaya.
Bennefield, Larry D. Judkins, Joseph F. Weand, Barron L. 1982.
Process Chemistry For Water and Wastewater Treatment.
Prentice Hall. USA.
Fessenden, R.J. dan Fess enden, J.S. 1986. Kimia Organik J il id 2 Edis i
Ketiga.Erlangga. Jakarta.
Hart, H. 1990, ”Organic Chemistry”, a Short Course, Sixth Edition,
Michigan State University, Houghton Mifflin Co.
Putra, A. 2008. Pengolahan Lim bah Shampoo dengan Metode
Koagulas i-Floku las i dan Adsorbs i. Tugas Akhir Jurusan
Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya.
Slamet, A. dan Masduki, A. 2000. Satuan Proses. Institut Teknolog i
Sepuluh Nopem ber. Surabaya.
Reynolds, T. D and P aul A. Richar d. 1995. Unit Operation and Proc ess
In Environm ental Engineer ing. Second Edition. PWS. Boston.
29
Alaerts, G. dan Santika, S.S. 1987. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional. Surabaya. Indonesia.
Anonim. Cara uji kadar surfaktan anionik dengan spektrofotometer secara biru metilen. SNI 06-6989.51-2005.
Anonim. pH meter. SNI 06-6989.11-2004APHA, AWWA and WPCF. 1989. Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater, 17th.Edition.Asrofi, M. 2009. Penelitian efisiensi removal proses
koagulasi-flokulasi untuk limbah sabun mandi cair danshampoo. Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya.
Bennefield, Larry D. Judkins, Joseph F. Weand, Barron L. 1982. Process Chemistry For Water and Wastewater Treatment. Prentice Hall. USA.
Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. 1986. Kimia OrganikJilid 2 Edisi Ketiga.Erlangga. Jakarta.
30
TERIMA KASIH