Analisa nitrit dalam air

 Nitrit (NO₂)

            Nitrit (NO₂) merupakan bentuk peralihan antara ammonia dan nitrat (nitrifikasi) dan antara nitrat dengan gas nitrogen (denitrifikasi) oleh karena itu, nitrit bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Kandungan nitrit pada perairan alami mengandung nitrit sekitar 0.001 mg/L. kadar nitrit yang lebih dari 0.06 mg/L adalah bersifat toksik bagi organisme perairan. Keberadaan nitrit menggambarkan berlangsungnya proses biologis perombakan bahan organik yang memiliki kadar oksigen terlarut yang rendah. Nitrit yang dijumpai pada air minum dapat berasal dari bahan inhibitor korosi yang dipakai di pabrik yang mendapatkan air dari sistem distribusi PDAM.

                        Nitrit juga bersifat racun karena dapat bereaksi dengan hemoglobin dalam darah, sehingga darah tidak dapat mengangkut oksigen, disamping itu juga nitrit membentuk nitrosamin (RRN-NO) pada air buangan tertentu dan dapat menimbulkan kanker. Nitrat (NO₃^-) dan nitrit (NO₂^-) adalah ion-ion anorganik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktifitas mikroba di tanah atau air menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik pertama-pertama menjadi ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi nitrit dan nitrat. Oleh karena nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat, maka nitrat adalah senyawa yang paling sering ditemukan di dalam air bawah tanah maupun air yang terdapat di permukaan. Pencemaran oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat seperti juga sampah organik hewan maupun manusia, dapat meningkatkan kadar nitrat di dalam air. Senyawa yang mengandung nitrat di dalam tanah biasanya larut dan dengan mudah bermigrasi dengan air bawah tanah.

 Metode Analisa Nitrit (NO₂)

1.        Metode Nessler

       Kadar nitrit dapat diukur dengan menggunakan metode Nessler kualitatif dan kuantitatif. Dimana metode nessler kualitatif yaitu dengan cara menggunakan asam sulfonil dan napthyl amine. Dimana warna sampel dibandingkan dengan warna larutan standart atau larutan stock nitrit. Warna sampel yang paling mendekati warna larutan stock nitrit itulah yang paling tinggi kadar nitritnya.

2.        Metode Spektrofotometri

        Metode Nessler secara kuantitatif yaitu dapat digunakan dengan spektrofotometri. Alat yang digunakan adalah spektrofotometri UV-Visible pada PH 2,0-2,5, nitrit berkaitan dengan hasil reaks antara diazo asam sulfanilik dengan N-(1-Naftol)- etil endiamin (yaitu NED Dihidroklorida), maka dapat dibentuk celupan yang berwarna ungu kemerah-merahan. Warna tersebut mengikuti hukum Lambert-Beer dan dapat menyerap sinar dengan panjang gelombang 543 nm. Metode ini sangat akurat dan peka sehingga perlu adanya pengenceran sampel.

 Kelebihan Dan Kelemahan Metode Analisa Nitrit (NO₂)

1.   Metode Nessler

Kelebihannya adalah waktu  pengerjaannya lebih singkat karena hanya membandingkan warna sampel dengan warna larutan stock (NO₂) sedangkan kelemahannya adalah hasil yang diperoleh kurang  akurat.

2.   Metode Spektrofotometri

             Kelebihannya adalah hasil yang diperoleh lebih akurat karena dilakukan dua kali pengerjaan dimana pertama dilakukan penambahan asam sulfonil kedalam sampel dicampurkan dengan napthyl amine maka akan terbentuk warna lembayung, dan warna inilah yang diukur dengan spectrometer pada panjang gelombang 543 nm. Setelah itu dapat dihitung dengan deret standart yang telah diketahui kadarnya dan dapat dihitung secara regresi linier. Dan kelemahannya dalam  pengerjaannya lebih lama daripada metode nessler secara kualitatif karena pengujian pada metode nessler secara kuantitatif dua kali pengerjaan.

 Penanggulangan Kelebihan Kadar Nitrit

      Keberadaan nitrit menggambarkan berlangsungnya proses biologis perombakan bahan organik yang memiliki kadar oksigen terlarut yang rendah. Nitrit yang dijumpai pada air minum dapat berasal dari bahan inhibitor korosi yang dipakai di pabrik yang mendapatkan air dari sistem distribusi PDAM. Nitrit juga bersifat racun karena dapat bereaksi dengan hemoglobin dalam darah, sehingga darah tidak dapat mengangkut oksigen, disamping itu juga nitrit membentuk nitrosamin (RRN-NO) pada air buangan tertentu dan dapat menimbulkan kanker. Nitrat (NO₃^-) dan nitrit (NO₂^-) adalah ion-ion anorganik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. Kelebihan kadar NO₂ dapat dikurangi ataupun dihilangkan  dengan cara  :

1.      Pemberian Aerasi.

Aerasi adalah suatu teknik memancarkan air ke udara agar air terkena kontak dengan udara/oksigen. Semakin banyak permukaan air yang terkena oksigen maka semakin baik.

1.      Proses Presipitasi.

Biasa dilakukan untuk menghilangkan logam-logam berat, nutrien serta anorganik yang terlarut dalam limbah cair. Caranya : pH limbah awal  biasanya sekitar 8-9, dinaikkan dengan menambahkan  basa hingga mencapai 11 satuan pH, hingga terbentuk endapan. Sebelum dilakukan percobaan sebaiknya dilakukan trial untuk mendapat kan kondisi operasi yang optimal. Juga perlu dicarikan kombinasi zat pengemban koagolasi, sehingga proses pengendapannya bisa lebih sempurna  hingga terjadi  coo-presipitasi.

2.      Chlorinasi dengan Aerasi

Biasanya dilakukan penambahan Calsium Hypo Chloride disertai dengan aerasi, disamping terjadi pergeseran keseimbangan amonia didalam limbah juga terjadi proses desinfeksi. Calsium Hypo Chloride adalah oksidator kuat yang akan menghancurkan reduktor-reduktor dari zat-zat organik termasuk amoniak dan nitrit  juga akan membunuh bakteri-bakteri pathogen yang ada dalam air. Pengunaan teknik ini harus hati-hati dan mengunakan alat PPE( Personal Protective Equipment ) yang memadai, seperti respirator dan sarung tangan polyetilene.  Gas klor akan sangat berbahaya jika terhirup oleh pernafasan dan akan merusak alveoli paru-paru.

3.      Unit Lumpur Aktif dengan  Sistem Aerasi

Mengunakan mikroba yang telah terseleksi yang cocok dengan kontaminan limbah yang ada, yang dikembangkan dari limbah itu sendiri. Diberi aerasi  mengunakan blower dan udara dialirkan melalui  difusser agar distribusi oksigen lebih lebih merata atau dengan  mengunakan turbo jet aerator/surface aerator/MTO2 ( poros baling-baling berputar yang menghasilkan gerakan turbulensi yang pada akhirnya menghasilkan gelembung-gelembung halus yang meningkatkan kadar oksigen terlarut di semua bagian kolam aerasi. , kandungan oksigen terlarut minimal 2 ppm (kebutuhan minimal agar bakteri/mikroorganisme bisa hidup). Prinsipnya : Dengan adanya udara (oksigen)  bakteri aerobik akan memakan  zat-zat organik dalam air, selanjutnya bakteri tersebut berkembang biak.

4.      Cara lain yaitu: penguapan, reaksi kimia dengan oksigen dan penggantian air.

Kandungan ammonium dalam air

   Ammonium (NH₄⁺)

Kandungan ammonium (NH₄⁺) dalam persyaratan kualitas  air minum tidak diperbolehkan ada. Ammonium dalam air menyebabkan timbulnya bau yang tidak sedap. Air yang mempunyai kandungan ammonium yang melebihi batas persyaratan biasanya menunjukan pencemaran oleh buangan rumah tangga. Hal ini disebabkan karena kerja mikroba dan adanya siklus nitrogen didalam air. Nitrogen didalam cairan buangan dibedakan menjadi 4 bentuk, yaitu: nitrogen organik, nitrogen ammonia, nitrogen nitrit, dan nitrogen ammonium. Biasanya dalam cairan buangan dalam rumah tangga mempunyai kandungan nitrogen antara 20-85 mg/l dan lebih kurang 60% merupakan nitrogen ammonia, sisanya nitrogen organik. Adanya siklus nitrogen dalam air, nitrogen organik dan nitrogen ammonium pertama kali akan dirubah menjadi nitrit kemudian nitrat. Dalam hal ini dikenal adanya istilah nitrifikasi. Nitrifikasi adalah oksidasi ammonia menjadi nitrit oleh bakteri nitrosomonas dan nitrit menjadi nitrat oleh bakteri nitrobacter, dimana keduanya merupakan bakteri autrotop. Denitrifikasi adalah reduksi nitrat oleh bakteri heterotrop menjadi gas N₂, N₂O, dan NO. sebagian besar menjadi gas N₂.

  Metode Analisis NH₄⁺

    Metode analisa kadar NH₄⁺ yaitu dengan metode Nessler. Metode ini menggunakan reagen Nessler dan larutan garam reignette, kadar ammonium pada kultur setiap hari dengan mengambil 25 ml air sampel kultur,diberi 1-2 tetes pereaksi garam reignette dan 0,5 ml pereaksi Nessler, dikocok, dibiarkan selama 10 menit. Kemudian ditera intensitasnya pada panjang gelombang 420 nm dengan menggunakan Spektrofotometer. Pada penentuan ammonium, metode Nessler, phenat/indophenol dan bispyrazolone merupakan metoda yang dominan digunakan di laboratorium, sedangkan penentuan nitrat menggunakan metode brucine, reduksi dengan kadmium dan UV screening dan metoda lainnya.

 Kelebihan dan Kelemahan Metode Analisis NH₄⁺                  

                               Kelebihan dari metode nessler adalah dimana waktu dan pengerjaannya lebih singkat, karena hanya membandingkan warna sampel dan warna larutan stock NH₄⁺ , sedangkan kelemahan metode Nessler adalah hasil yang diperoleh tidak akurat, karena hanya membandingkan warna saja.

  Penanggulangan Kelebihan Kadar NH₄⁺

       Berbagai metode telah banyak dilakukan untuk menghilangkan kelebihan amonium antara lain melalui proses biologi seperti nitrifikasi/denitrifikasi. Proses nitrifikasi adalah proses pembentukan nitrat atau nitrit secara hayati dari senyawa-senyawa yang mengandung nitrogen tereduksi. Nitrifikasi terdiri dari oksidasi amonium menjadi nitrit disusul dengan oksidasi nitrit menjadi nitrat oleh dua jenis bakteri (Nitrosomonas dan Nitrobacter). Cara lain yaitu dengan cara proses kimia-fisik seperti stripping, adsorbsi pertukaran ion. Jika kelebihan kadar ammonium dapat ditanggulangi dengan cara :

1.      Memanfaatkan enceng gondok. Enceng gondok dalam perairan dapat mengurangi kadar ammonium dalam air yaitu dengan cara berdasarkan umur dan lama kontak. Jika berdasarkan umur yaitu dengan menggunakan enceng gondok yang tua dan muda dalam air. Dapat dilihat penyerapan amonium berdasarkan penyerapannya berdasarkan usia enceng gondok yag tua dan muda.

2.      Menggunakan sistem pengolahan dengan cara adsorpsi. Sistem operasi yang dipergunakan adalah batch dan kontinyu. Sedangkan adsorbat (kontaminan) yang dipergunakan adalah limbah artifisial, yaitu larutan ammonium klorida. Sedangkan faktor yang ketiga yaitu perlakuan awal adsorben: dengan pemanasan dan penambahan asam. Faktor terakhir yaitu jenis adsorben yang digunakan: bentonit dan kaolin.

Jika kekurangan kadar ammonium dapat ditanggulangi dengan cara berikut ini:

1.    Memperbanyak kandungan ammonia dalam air karena ammonia dalam air membentuk ammonium. Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH₃. Biasanya senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia).

                                        NH₃ + H₂O à NH₄OH                           

2.    Ammonia dapat bersenyawa-ionisasi menghasilkan ammonium.

                                           NH₃ + H⁺ à NH₄⁺

Pengertian padatan tersuspensi total

TDS dan TSS

Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal 2μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. Yang termasuk TSS adalah lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida, ganggang, bakteri dan jamur. TSS umumnya dihilangkan dengan flokulasi dan penyaringan. TSS memberikan kontribusi untuk kekeruhan (turbidity) dengan membatasi penetrasi cahaya untuk fotosintesis dan visibilitas di perairan. Sehingga nilai kekeruhan tidak dapat dikonversi ke nilai TSS. Kekeruhan adalah kecenderungan ukuran sampel untuk menyebarkan cahaya. Sementara hamburan diproduksi oleh adanya partikel tersuspensi dalam sampel. Kekeruhan adalah murni sebuah sifat optik. Pola dan intensitas sebaran akan berbeda akibat perubahan dengan ukuran dan bentuk partikel serta materi. Sebuah sampel yang mengandung 1.000 mg/L dari fine talcum powder akan memberikan pembacaan yang berbeda kekeruhan dari sampel yang mengandung 1.000 mg/L coarsely ground talc . Kedua sampel juga akan memiliki pembacaan yang berbeda kekeruhan dari sampel mengandung 1.000 mg/L ground pepper.  Meskipun tiga sampel tersebut mengandung nilai TSS yang sama.

Perbedaan antara padatan tersuspensi total (TSS) dan padatan terlarut total  (TDS) adalah berdasarkan prosedur penyaringan. Padatan selalu diukur sebagai berat kering dan prosedur pengeringan harus diperhatikan untuk menghindari kesalahan yang disebabkan oleh kelembaban yang tertahan atau kehilangan bahan akibat penguapan atau oksidasi.

  

Prinsip analisa TSS sebagai berikut :

Contoh uji yang telah homogen disaring dengan kertas saring yang telah ditimbang. Residu yang tertahan pada saringan dikeringkan sampai mencapai berat konstan pada suhu 103ºC sampai dengan 105ºC. Kenaikan berat saringan mewakili padatan tersuspensi total (TSS). Jika padatan tersuspensi menghambat saringan dan memperlama penyaringan, diameter pori-pori saringan perlu diperbesar atau mengurangi volume contoh uji. Untuk memperoleh estimasi TSS, dihitung perbedaan antara padatan terlarut total dan padatan total.

TSS (mg/L) = (A-B) X 1000 / V

Dengan :

A = berat kertas saring + residu kering (mg)

B = berat kertas saring (mg)

V = volume contoh (mL)

        Pengukuran TDS dan TSS

TDS (Total Dissolve Solid) yaitu ukuran zat terlarut (baik itu zat organic maupun anorganic, mis : garam, dll) yang terdapat pada sebuah larutan. TDS meter menggambarkan jumlah zat terlarut dalam Part Per Million (PPM) atau sama dengan milligram per Liter (mg/L). Umumnya berdasarkan definisi diatas seharusnya zat yang terlarut dalam air (larutan) harus dapat melewati saringan yang berdiameter 2 micrometer (2×10^-6 meter). Aplikasi yang umum digunakan adalah untuk mengukur kualitas cairan biasanya untuk pengairan, pemeliharaan aquarium, kolam renang, proses kimia, pembuatan air mineral, dll. Setidaknya, kita dapat mengetahui air minum mana yang baik dikonsumsi tubuh, ataupun air murni untuk keperluan kimia (misalnya pembuatan kosmetika, obat-obatan, makanan, dll). Sampai saat ini ada dua metoda yang dapat digunakan untuk mengukur kualitas suatu larutan. Ada pun dua metoda pengukuran TDS (Total Dissolve Solid) tersebut adalah :

1.    Gravimetry

2.    Electrical Conductivity

Diantara kedua metoda pengukuran TDS tersebut, yang akan dibahas pada makalah ini adalah metode ke-dua, yaitu menggunakan prinsip Electrical Conductivity. Namun sebagai informasi, bahwa sebenarnya cara yang paling baik dan paling akurat untuk mengukur TDS adalah menggunakan metoda Gravimetry sebab keakuratannya bisa sampai 0.0001 gram.

Pengertian Jar test

Jar Test

Jar test adalah suatu percobaan yang berfungsi untuk menentukan dosis optimal dari koagulan (biasanya tawas/alum) yang digunakan pada proses pengolahan air bersih. Jar test merupakan proses penjernihan air dengan menggunakan koagulan, dimana koagulan akan membentuk flok – flok dengan adanya ion – ion yang terkandung dalam larutan sampel. Flok-flok ini mengumpulkan partikel-partikel kecil dan koloid yang tumbuh dan akhirnya bersama-sama mengendap.

Flok terbentuk dengan bantuan agitasi dari alat agitator. Dengan konsentrasi dan volume koagulan yang berbeda akan membentuk koagulan yang berbeda dan tentunya akan menghasilkan tingkat kejernihan yang berbeda. Umumnya koagulan tersebut berupa Al₂(SO₄)_3, namun dapat pula berupa garam FeCl₃ atau sesuatu poly-elektrolit organis.

             

     Koagulasi

Koagulasi adalah proses penambahan bahan-bahan kimia unuk memebentuk gumpalan (flok) yang selanjutnya dipisahkan pada proses flokulasi. Sedangkan flokulasi adalah proses untuk mempercepat penggumpalan partikel dengan pengadukan sangat lambat. Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid karena penambahan bahan kimia sehingga partikel-partikel tersebut bersifat netral dan membentuk endapan karena adanya gaya gravitasi. Secara garis besar mekanisme pembentukan flok terdiri dari empat tahap, yaitu :

1. Tahap destabilasi partikel koloid

2. Tahap pembentukan partikel koloid

3. Tahap penggabungan mikroflok

4. Tahap pembentukan mikroflok

Mekanisme Koagulasi

1.         Secara fisika

Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan. Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan tumbukan antar partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Hal ini melepaskan elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid. Akibatnya partikel tidak bermuatan. Secara kimia.

2.    Secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan, dan penambahan zat kimia koagulan. Ada beberapa hal yang dapat menyebabkan koloid bersifat netral, yaitu:

1.    Menggunakan Prinsip Elektroforesis.

                  Proses elektroforesis adalah pergerakan partikel-partikel koloid yang bermuatan ke elektrode dengan muatan yang berlawanan. Ketika partikel ini mencapai elektrode, maka sistem koloid akan kehilangan muatannya dan bersifat netral.

2.    Penambahan koloid

                  Dapat terjadi sebagai berikut :

                  Koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation), sedangkan koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif (anion). Ion-ion tersebut akan membentuk selubung lapisan kedua. Apabila selubung lapisan kedua itu terlalu dekat maka selubung itu akan menetralkan muatan koloid sehingga terjadi koagulasi. Makin besar muatan ion makin kuat daya tariknya dengan partikel koloid, sehingga makin cepat terjadi koagulasi.

3.   Penambahan Elektrolit. Jika suatu elektrolit ditambahkan pada sistem koloid, maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan mengadsorpsi koloid dengan muatan positif (kation) dari elektrolit. Begitu juga sebaliknya, partikel positif akan mengadsorpsi partikel negatif (anion) dari elektrolit. Dari adsorpsi diatas, maka terjadi koagulasi. Dalam proses koagulasi,stabilitas koloid sangat berpengaruh.

Faktor – faktor yang Mempengaruhi Proses Koagulasi dan Flokulasi :

1.    Kualitas air

2.    Suhu air

3.    Jenis koagulan

4.    Koagulan acid

5.    pH air

6.    Jumlah garam – garam terlarut dalam air, tingkat kekeruhan air baku

7.    Kecepatan pengadukan

8.    Waktu pengadukan

9.    Dosis koagulan

             Koagulan

                      Koagulan adalah zat kimia yang menyebabkan destabilisasi muatan negatif                                                    partikel di dalam suspensi. Zat ini merupakan donor muatan positif yang                                                         digunakan untuk mendestabilisasi muatan negatif partikel.Koagulan yang                                                       umum dan sudah dikenal yang digunakan pada pengolahan air 

Koagulan merupakan bahan kimia yang dibutuhkan untuk membantu proses pengendapan partikel – partikel kecil yang tidak dapat mengendap dengan sendirinya ( secara grafitasi ). Kekeruhan dan warna dapat dihilangkan melalui penambahan koagulan atau sejenis bahan – bahan kimia antara lain :

1.        Alumunium sulfat (Al₂(SO₄)₃.14H₂O)

Biasanya disebut tawas, bahan ini sering dipakai karena efektif untuk menurunkan kadar karbonat. Tawas berbentuk kristal atau bubuk putih, larut dalam air, tidak larut dalam alkohol, tidak mudah terbakar, ekonomis, mudah didapat dan mudah disimpan. Penggunaan tawas memiliki keuntungan yaitu harga relatif murah dan sudah dikenal luas oleh operator water treatment. Namun Ada juga kerugiannya, yaitu umumnya dipasok dalam bentuk padatan sehingga perlu waktu yang lama untuk proses pelarutan.

2.        Sodium aluminate ( NaAlO₂ )

Digunakan dalam kondisi khusus karena harganya yang relatif mahal. Biasanya digunakan sebagai koagulan sekunder untuk menghilangkan warna dan dalam proses pelunakan air dengan lime soda ash.

3.        Ferrous sulfate ( FeSO₄.7H₂O )

Dikenal sebagai Copperas, bentuk umumnya adalah granular. Ferrous Sulfate dan lime sangat efektif untuk proses penjernihan air dengan pH tinggi (pH > 10).

4.        Chlorinated copperas

Dibuat dengan menambahkan klorin untuk mengioksidasi Ferrous Sulfate. Keuntungan penggunaan koagulan ini adalah dapat bekerja pada jangkauan pH 4,8 hingga 11.

5.        Ferrie sulfate ( Fe₂(SO₄)₃)

Mampu untuk menghilangkan warna pada pH rendah dan tinggi serta dapat menghilangkan Fe dan Mn.

6.        Ferrie chloride ( FeCl₃.6H₂O)

Dalam pengolahan air penggunaannya terbatas karena bersifat korosif dan tidak tahan untuk penyimpanan yang terlalu lama.

   Jenis Koagulan Aid

Kesulitan pada saat proses koagulasi kadang-kadang terjadi karena lamanya waktu pengendapan dan flok yang terbentuk lunak sehingga akan mempersulit proses pemisahan. Koagulan Aid menguntungkan proses koagulasi dengan mempersingkat waktu pengendapan dan memperkeras flok yang terbentuk. Jadi difinisi koagulan aids adalah koagulan sekunder yang ditambahkan setelah koagulan primer atau utama bertujuan untuk mempercepat pengendapan, pembentukan dan pengerasan flok. Jenis koagulan aid diantaranya:

1.        Karbon aktif

Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi. Pori-pori arang biasanya diisi oleh hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap dalam arang dan membuka permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar.

Efisiensi adsorbsi karbon aktif tergantung dari perbedaan muatan listrik antara arang dengan zat atau ion yang diserap. Bahan yang bermuatan listrik positif akan diserap lebih efektif oleh arang aktif dalam larutan yang bersifat basa. Jumlah karbon aktif yang digunakan untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang diserap.

2.        Activated silica

Merupakan sodium silicate yang telah direaksikan dengan sulfuric acid, alumunium sulfate, carbon dioxide, atau klorida. Sebagai koagulan aid, activated silica memberikan keuntungan antara lain meningkatkan laju reaksi kimia, menurunkan dosis koagulan, memperluas jangkauan pH optimum dan mempercepat serta memperkeras flok yang terbentuk. Umumnya digunakan dengan koagulan alumunium dengan dosis 7 – 11% dari dosis alum.

3.        Bentonic clay

Digunakan pada pengolahan air yang mengandung zat warna tinggi, kekeruhan rendah dan mineral yang rendah.

4.        PAC ( Poly Aluminium Chloride )

Senyawa Al yang lain yang penting untuk koagulasi adalah Polyaluminium chloride (PAC), Al_n(OH)_mCl_3n-m.

Ada beberapa cara yang sudah dipatenkan untuk membuat polyaluminium chloride yang dapat dihasilkan dari hidrolisa parsial dari aluminium klorida, seperti ditunjukkan reaksi berikut :

n AlCl₃ + m OH⁻ . m Na⁺ → Al _n (OH) _m Cl _3n-m + m Na⁺ + m Cl⁻

Senyawa ini dibuat dengan berbagai cara menghasilkan larutan PAC yang agak stabil.

PAC adalah suatu persenyawaan anorganik komplek, ion hidroksil serta ion alumunium bertarap klorinasi yang berlainan sebagai pembentuk polynuclear mempunyai rumus umum Al_m(OH)_nCl_(3m-n).  Beberapa keunggulan yang dimiliki PAC dibanding koagulan lainnya adalah :

a.              PAC dapat bekerja di tingkat pH yang lebih luas, dengan demikian tidak diperlukan pengoreksian terhadap pH, terkecuali bagi air tertentu.

b.             Kandungan belerang dengan dosis cukup akan mengoksidasi senyawa karboksilat rantai siklik membentuk alifatik dan gugusan rantai hidrokarbon yang lebih pendek dan sederhana sehingga mudah untuk diikat membentuk flok.

c.              Kadar khlorida yang optimal dalam fasa cair yang bermuatan negatif akan cepat bereaksi dan merusak ikatan zat organik terutama ikatan karbon nitrogen yang umumnya dalam truktur ekuatik membentuk suatau makromolekul terutama gugusan protein, amina, amida dan penyusun minyak dan lipida.

d.             PAC tidak menjadi keruh bila pemakaiannya berlebihan, sedangkan koagulan yang lain (seperti alumunium sulfat, besi klorida dan fero sulfat) bila dosis berlebihan bagi air yang mempunyai kekeruhan yang rendah akan bertambah keruh. Jika digambarkan dengan suatu grafik untuk PAC adalah membentuk garis linier artinya jika dosis berlebih maka akan didapatkan hasil kekeruhan yang relatif sama dengan dosis optimum sehingga penghematan bahan kimia dapat dilakukan. Sedangkan untuk koagulan selain PAC memberikan grafik parabola terbuka artinya jika kelebihan atau kekurangan dosis akan menaikkan kekeruhan hasil akhir, hal ini perlu ketepatan dosis.

e.              PAC mengandung suatu polimer khusus dengan struktur polielektrolite yang dapat mengurangi atau tidak perlu sama sekali dalam pemakaian bahan pembantu, ini berarti disamping penyederhanaan juga penghematan untuk penjernihan air.

f.              Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan pH tidak terlalu ekstrim sehingga penghematan dalam penggunaan bahan untuk netralisasi dapat dilakukan.

g.             PAC lebih cepat membentuk flok daripada koagulan biasa ini diakibatkan dari gugus aktif aluminat yang bekerja efektif dalam mengikat koloid yang ikatan ini diperkuat dengan rantai polimer dari gugus polielektrolite sehingga gumpalan floknya menjadi lebih padat, penambahan gugus hidroksil kedalam rantai koloid yang hidrofobik akan menambah berat molekul, dengan demikian walaupun ukuran kolam pengendapan lebih kecil atau terjadi over-load  bagi instalasi yang ada, kapasitas produksi relatif tidak terpengaruh.

Pengertian BOD

    BOD

Oksigen biokimia permintaan atau Direksi adalah prosedur kimia untuk menentukan jumlah terlarut oksigen yang dibutuhkan oleh organisme biologis aerobik dalam tubuh air untuk memecah menyajikan bahan organik dalam sampel air yang diberikan pada suhu tertentu selama periode waktu tertentu. Ini bukan uji kuantitatif yang tepat, meskipun banyak digunakan sebagai indikasi kualitas organik air. Hal ini paling sering dinyatakan dalam miligram oksigen yang dikonsumsi per liter sampel selama 5 hari inkubasi pada 20 C dan sering digunakan sebagai pengganti kuat dari tingkat organik pencemaran air .

BOD atau Biochemical Oxygen Demand adalah suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991). Ditegaskan lagi oleh Boyd (1990), bahwa bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap terdekomposisi (readily decomposable organic matter). Mays (1996) mengartikan BOD sebagai suatu ukuran jumlah oksigen yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai respon terhadap masuknya bahan organik yang dapat diurai. Dari pengertian ini dapat dikatakan bahwa walaupun nilai BOD menyatakan jumlah oksigen, tetapi untuk mudahnya dapat juga diartikan sebagai gambaran jumlah bahan organik mudah urai (biodegradable organics) yang ada di perairan.

 Keadaan oksigen terlarut berlawanan dengan keadaan BOD, semakin tinggi BOD semakin rendah oksigen terlarut. Keperluan organisme terhadap oksigen relatif bervariasi tergantung pada lems, stadium dan aktifitasnya. Kebutuhan oksigen untuk ikan  dalam keadaan diam relatif lebih sedikit dibandingkan dengan ikan pada saat bergerak. Kandungan oksigen terlarut (DO) minimum adalah 2 ppm dalam keadaan normal dan tidak tercemar oleh senyawa beracun. Idealnya, kandungan oksigen terlarut dan tidak boleh kurang dari 1,7 ppm selama waktu 8 jam dengan sedikitnya pada tingkat kejenuhan sebesar 70 % (HUET, 1970). KLH menetapkan bahwa kandungan oksigen terlarut adalah 5 ppm untuk kepentingan wisata bahari dan biota laut ( ANONIMOUS,2004).  Oksigen memegang peranan penting sebagai indikator kualitas perairan, karena oksigen terlarut berperan dalam proses oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik. Selain itu, oksigen juga menentukan biologik yang dilakukan oleh organisme aerobik dan anaerobik. Dalam kondisi aerobik, peranan oksigen adalah untuk mengoksidasi bahan organik dan anorganik dengan hasil akhirnya adalah nutrien yang ada pada akhirnya dapat memberikan kesuburan perairan. Dalam kondisi anaerobik oksigen yang dihasilkan akan mereduksi senyawa – senyawa kimia menjadi lebih sederhana dalam bentuk nutrien dan gas. Karena proses oksidasi dan reduksi inilah maka peranan oksigen terlarut sangat penting untuk membantu mengurangi beban pencemaran pada perairan secara alami maupun secara perlakuan aerobik yang ditujukan untuk memurnikan air buangan industri dan rumah tangga. Oksigen terlarut dapat dianalisis dengan 2 macam cara, yaitu :

a.       Metoda titrasi dengan cara WINKLER

b.      Metoda elektrokimia

  Metode Analisis BOD

Metode Pemeriksaan BOD adalah dengan metode Winkler (Titrasi di Laboratorium). Prinsipnya dengan menggunakan titrasi iodometri.  Sampel yang akan dianalisis terlebih dahulu ditambahkan larutan MnCl₂ den Na0H - KI, sehingga akan terjadi endapan Mn0₂. Dengan menambahkan H₂SO₄ atan HCl maka endapan yang terjadi akan larut kembali dan juga akan membebaskan molekul iodium (I₂) yang ekivalen dengan oksigen terlarut. Iodium yang dibebaskan ini selanjutnya dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat (Na₂S₂0₃) dan menggunakan indikator larutan amilum (kanji).

Prinsip pemeriksaan parameter BOD didasarkan pada reaksi oksidasi zat organik dengan oksigen di dalam air dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerobik. Untuk menguraikan zat organik memerlukan waktu ± 2 hari untuk 50% reaksi, 5 hari untuk 75% reaksi tercapai dan 20 hari untuk 100% reaksi tercapai. Dengan kata lain tes BOD berlaku sebagai simulasi proses biologi secara alamiah, mula-mula diukur DO nol dan setelah mengalami inkubasi selama 5 hari pada suhu 20°C atau 3 hari pada suhu 25°C–27°C diukur lagi DO air tersebut.

Perbedaan DO air tersebut yang dianggap sebagai konsumsi oksigen untuk proses biokimia akan selesai dalam waktu 5 hari dipergunakan dengan anggapan segala proses biokimia akan selesai dalam waktu 5 hari, walau sesungguhnya belum selesai.

  

    Kelebihan dan Kekurangan Metode Analisis BOD

Kelebihan Metode Winkler dalam menganalisis BOD adalah teliti dan akurat.  Hal yang perlu diperhatikan dalam titrasi iodometri ialah penentuan titik akhir titrasinya, standarisasi larutan tio dan penambahan indikator amilumnya. Dengan mengikuti prosedur yang tepat dan standarisasi tio secara analitis, akan diperoleh hasil penentuan BOD yang lebih akurat.

Kelemahan Metode Winkler dalam menganalisis BOD adalah dimana dengan cara WINKLER penambahan indikator amylum harus dilakukan pada saat mendekati titik akhir titrasi agar amilum tidak membungkus iod karena akan menyebabkan amilum sukar bereaksi untuk kembali ke senyawa semula. Proses titrasi harus dilakukan sesegera mungkin, hal ini disebabkan karena I₂ mudah menguap. Dan ada yang harus diperhatikan dari titrasi iodometri yang biasa dapat menjadi kesalahan pada titrasi iodometri yaitu penguapan I₂, oksidasi udara dan adsorpsi I₂ oleh endapan.

  Penanggulangan Kelebihan/Kekurangan Kadar BOD

Penanggulangan kelebihan kadar BOD adalah dengan cara sistem lumpur aktif yang efisien dapat menghilangkan padatan tersuspensi dan BOD sampai 90%. Ada pula cara yang lain yaitu dengan Sistem constructed wetland merupakan salah satu cara untuk pengolahan lindi yang memanfaatkan simbiosis mikroorganisme dalam tanah dan akar tanaman. Sistem ini juga merupakan sistem pengolahan limbah yang ekonomis. Penelitian ini bertujuan menganalisis kemampuan sistem sub-surface constructed wetland untuk menurunkan kandungan COD, BOD dan N total.

Apabila kandungan zat-zat organik dalam limbah tinggi, maka semakin banyak oksigen yang dibutuhkan untuk mendegradasi zat-zat organik tersebut, sehingga nilai BOD dan COD limbah akan tinggi pula. Oleh karena itu untuk menurunkan nilai BOD dan COD limbah, perlu dilakukan pengurangan zat-zat organik yang terkandung di dalam limbah sebelum dibuang ke perairan. Pengurangan kadar zat-zat organik yang ada pada limbah cair sebelum dibuang ke perairan, dapat dilakukan dengan mengadsorpsi zat-zat. tersebut menggunakan adsorben. Salah satu adsorben yang memiliki kemampuan adsorpsi yang besar adalah zeolit alam. Kemampuan adsorpsi zeolit alam akan meningkat apabila zeolit terlebih dahulu diaktifkan.