Proses Koagulasi / Flokulasi

Proses Koagulasi / Flokulasi

Koagulasi yaitu proses pengolahan air / limbah cair dengan caramenstabilisasi partikel-partikel koloid untuk memfasilitasi pertumbuhan partikelselama flokulasi, sedangkan flokulasi yaitu proses pengolahan air dengan caramengadakan kontak diantara partikel-partikel koloid yang telah mengalamidestabilisasi sehingga ukuran partikel-partikel tersebut tumbuh menjadi partikel-partikel yang lebih besar (Kiely, 1997).

Koagulasi / flokulasi diharapkan untuk menghilangkan material limbahberbentuk suspensi atau koloid. Koloid dihadirkan oleh partikel-partikel berdiametersekitar 1nm (10-7cm) hingga 0,1 nm (10-8 cm). Partikel-partikel ini tidak dapatmengendap dalam periode waktu yang masuk akal dan tidak sanggup dihilangkan dengan proses perlakuan fisika biasa.

Koagulasi

Umumnya partikel-partikel tersuspensi / koloid dalam air buangan memperlihatkanefek Brownian. Permukaan partikel-partikel tersebut bermuatan listrik negatif.Partikel-partikel itu menarik ion-ion positif yang terdapat dalam air dan menolak ion-ion negatif. Ion-ion positif tersebut kemudian menyelubungi partikel-partikel koloiddan membentuk lapisan rapat bermuatan di bersahabat permukaannya. Lapisan yang

terdiri dari ion-ion positif itu disebut dengan lapisan kokoh (fixed layer atau lapisanAhmad Mulia Rambe : Pemanfaatan Biji Kelor (Moringa Oleifera) Sebagai Koagulan Alternatif Dalam Proses Penjernihan Limbah Cair Industri Tekstil, stern). Lapisan kokoh dikelilingi lagi oleh sejumlah ion-ion yang berlawanan muatan

yang disebut lapisan difusi. Di dalam lapisan difusi terrdapat satu bidang geser(shear plane) yang merupakan batas terhadap mana ion-ion yang berlawanan muatan sanggup tersapu dari permukaan partikel oleh gerakan fluida. Ion-ion di sebelah dalambidang geser bergerak bersama pertikelnya, sedangkan yang berada di cuilan luar,gerakannya ditentukan oleh gerakan fluida atau termal. Kumpulan ion-ion berlawanan di dalam air yang mengelilingi partikel koloid dan muatan-muatan permukaannya itu disebut lapisan ganda listrik (electrical double layer). Adanya muatan-muatan pada permukaan partikel koloid tersebut mengakibatkan pembentukan medan elektrostatik di sekitar partikel itu sehingga mengakibatkan gaya tolak-menolak antar partikel.

Di samping gaya tolak-menolak akhir muatan negatif pada pertikel-partikel koloid, ada juga gaya tarik-menarik antara dua partikel yang dikenal dengan gaya Van der Walls (berasal dari sifat electron yang merupakan cuilan dari system atom atau molekuler, dan signifikan hanya pada jarak yang sangat kecil, sekitar satu mikro atau kurang). Selama tidak ada hal yang menghipnotis kesetimbangan muatan-muatan listrik partikel koloid, gaya tolak-menolak yang ada selalu lebih besar daripada gaya tarik Van der Walls, dan jadinya partikel koloid tetap dalam keadaan stabil (Farooq dan Velioglu dalam Cheremisinoff, 1989).
Menurut Eckenfelder (1989), potensial listrik diantara bidang geser dan tubuh cairan sanggup ditentukan dengan pengukuran elektroforesis (pengukuran laju partikel dalam suatu medan listrik) dan disebut potensial zeta (ζ). Potensial zeta bekerjasama dengan muatan partikel dan ketebalan dari lapisan ganda. Ketebalan

Ahmad Mulia Rambe : Pemanfaatan Biji Kelor (Moringa Oleifera) Sebagai Koagulan Alternatif Dalam Proses Penjernihan Limbah Cair Industri Tekstil, lapisan ganda tergantung pada konsentrasi ion di dalam cairan. Semakin besar konsentrasi ion, semakin kecil ketebalan lapisan ganda dan berarti semakin rapat muatan. Potensial zeta sering dipakai sebagai ukuran stabilitas partikel koloid.
Semakin tinggi potensial zeta, semakin stabil suatu partikel koloid. Jika ion-ion atau koloid bermuatan positif (kation) ditambahkan ke dalam koloid sasaran koagulasi, maka kation tersebut akan masuk ke dalam lapisan difusi lantaran tertarik oleh muatan negatif yang ada pada permukaan partikel koloid. Hal ini mengakibatkan konsentrasi ion-ion dalam lapisan difusi akan meningkat. Akibatnya, ketebalan lapisan difusi akan berkurang (termampatkan kearah permukaan partikel).
Pemampatan lapisan difusi ini akan menghipnotis potensial permukaan partikel koloid, gaya tolak-menolak antar partikel serta stabilitas partikel koloid. Penambahan kation hingga mencapai suatu jumLah tertentu, akan merubah besar partikel zeta ke suatu tingkat dimana gaya tarik-menarik Van der Walls antar pertikel sanggup melampaui gaya tolak-menolak yang ada. Dengan demikian pertikel koloid sanggup saling mendekati dan melekat satu sama lain serta membentuk mikroflok. Mekanisme destabilisasi partikel koloid ini disebut pemampatan lapisan ganda listrik. Dalam hal ini jenis muatan permukaan partikel koloid tidak berubah (Farooq dan Velioglu dalam Cheremisinoff, 1989).
Ion-ion atau koloid bermuatan positif (kation) yang ditambahkan dalam proses destabilisasi koloid juga sanggup bereaksi dengan alkalinitas dalam air, membentuk suatu presipitat padat yang lengket dan memisah dari larutan. Saat Ahmad Mulia Rambe : Pemanfaatan Biji Kelor (Moringa Oleifera) Sebagai Koagulan Alternatif Dalam Proses Penjernihan Limbah Cair Industri Tekstil, mengendap, presipitat ini sanggup membantu pembentukan flok dengan cara penjaringan partikel-partikel koloid (Nathanson, 1986).
Selain dengan cara tersebut diatas, destabilisasi partikel koloid juga sanggup terjadi melalui mekanisme yang disebut dengan jembatan antar partikel. Dalam mekanisme ini, ion-ion atau koloid bermuatan positif yang dipakai bersumber dari polimer. Polimer yaitu senyawa karbon rantai panjang (linier atau bercabang).

Polimer mempunyai banyak daerah aktif sepanjang rantainya dimana partikel koloid sanggup berinteraksi dan teradsorbsi. Apabila dua atau lebih partikel teradsorbsi sepanjang rantai polimer, suatu jembatan partikel akan dibentuk. Jembatan partikel tersebut kemudian akan jalin-menjalin dengan jembatan partikel lain selama proses flokulasi dan mengendap dengan gampang sebagai suatu hasil dari pertambahan ukuran. Polimer yang dipakai dalam proses destabilisasi partikel koloid sering disebut dengan polielektrolit (Farooq dan Velioglu dalam Cheremisinoff, 1989).
Ion-ion atau koloid bermuatan positif (kation) yang ditambahkan untuk meniadakan kestabilan partikel koloid tersebut di atas sanggup dihasilakn dari senyawa organic atau anorganik tertentu yang disebut koagulan. Zat kimia yang dipakai dalam proses inin mencakup ion-ion metal menyerupai aluminium atau besi, yang mana

akan terhidrolisa dengan cepat untuk membentuk presipitat yang tidak larut, dan polielektrolit organic alam atau sintetik, yang mana dengan cepat teradsorbsi pada permuakaan partikel koloid, dengan demikian mempercepat laju pembantukan agregat dari partikel koloid (Montgomery, 1985). Ahmad Mulia Rambe : Pemanfaatan Biji Kelor (Moringa Oleifera) Sebagai Koagulan Alternatif Dalam Proses Penjernihan Limbah Cair Industri Tekstil.
Menurut Davis dan Cornwell (1991), ada dua factor penting dalam penambahan koagulan yakni pH dan dosis. Dosis dan pH optimum harus ditentukan dalam test laboratorium dan biasanya ditentukan dengan suatu mekanisme yang disebut dengan “jar test”. Untuk mengatur pH air / limbah cair ke dalam range optimal

koagulasi, diharapkan materi penolong (coagulant aid) berupa asam atau alkali. Asam yang paling umum dipakai untuk menurunkan pH yaitu asam sulfat dan untuk menaikkan pH biasanya dipakai lime [Ca(OH) 2 ], soda bubuk (Na2CO3) atau NaOH.
Flokulasi

Agar partikel-partikel koloid sanggup menggumpal, gaya tolak menolak elektrostatik antara partikelnya harus dikurangi dan transportasi partikel harus menghasilkan kontak diantara partikel yang mengalami destabilisasi.

Setelah partikel-partikel koloid mengalami destabilisasi, yaitu penting untuk membawa partikel-partikel tersebut ke dalam suatu kontak antara satu dengan yang lainnya sehingga sanggup menggumpal dan membentuk partikel yang lebih besar yang disebut flok. Proses kontak ini disebut flokulasi dan biasanya dilakukan dengan pengadukan lambat (slow mix) secara hati-hati. Flokulasi merupakan factor paling penting yang menghipnotis efisiensi penghilangan partikel. Tujuan flokulasi yaitu untuk membawa partikel-partikel ke dalam kontak sehingga mereka bertubrukan, tetap bersatu, dan tumbuh menjadi satu ukuran yang siap mengendap. Pengadukan yang cukup harus diberikan untuk membawa flok ke dalam kontak. Terlalu banyak

Ahmad Mulia Rambe : Pemanfaatan Biji Kelor (Moringa Oleifera) Sebagai Koagulan Alternatif Dalam Proses Penjernihan Limbah Cair Industri Tekstil, pengadukan sanggup membubarkan flok sehingga ukurannya menjadi kecil dan terdispersi halus (Davis dan Cornwell, 1991).

Dalam proses flokulasi, kecepatan penggumpalan dari agregat ditentukan oleh banyaknya tubrukan antar partikel yang terjadi serta keefektifan benturan tersebut. Dalam hal ini, tubrukan antar partikel terjadi melalui tiga cara, yakni :
  1. Kontak yang diakibatkan oleh adanya gerak termal (panas), yang dikenal sebagai gerak Brown. Flokulasi yang terjadi oleh adanya gerak Brown ini disebut flokulasi perikinetik.
  2. Kontak yang diakibatkan oleh adanya gerakan media (air), contohnya lantaran pengadukan. Flokulasi yang terjadi akhir gerakan fluida ini disebut flokulasi ortokinetik.
  3. Kontak yang terjadi akhir perbedaan laju pengendapan dari masing-masingpartikel.

Zat Warna

Zat warna yaitu senyawa yang sanggup dipergunakan dalam bentuk larutanatau dispersi kepada suatu materi lain sehingga berwarna. Warna dalam air sanggup disebabkan oleh adanya ion-ion metal alam, yaitu besi (Fe) dan mangan (Mn), humus yang dihilangkan terutama untuk penggunaan air industri dan air minum. Warna yang biasanya diukur yaitu warna gotong royong atau warna nyata, yaitu warna setelahkekeruhan dihilangkan, sedangkan warna nampak yaitu warna yang tidak hanya disebabkan oleh zat terlarut dalam air tapi juga zat tersuspensi.

Pemeriksaan warna ditentukan dengan membandingkan secara visual warnadari sampel dengan larutan standar warna yang diketahui konsentrasinya. Air limbahyang gres dibuat biasanya berwarna abu-abu apabila senyawa-senyawa organik yangada mulai pecah oleh bakteri. Oksigen terlarut dalam limbah direduksi sampaimenjadi nol dan warnanya bermetamorfosis hitam (gelap). Pada kondisi ini dikatakan bahwa air limbah sudah busuk. Dalam menetapkan warna tersebut sanggup pula diduga adanya pewarna tertentu yang mengandung logam-logam berat. (DepartemenPerindustrian, 1987). Dari Tabel. 1 di bawah ini sanggup diliat karateristik limbah cairdari proses penyempurnaan beberapa materi pembersihan jeans.