1

APLIKASI ELEKTROKOAGULASI MENGGUNAKAN PASANGAN ELEKTRODA ALUMINIUM UNTUK PENGOLAHAN

AIR DENGAN SISTEM KONTINYU

APLICATION OF ELECTROCOAGULATION USING ALUMINIUM ELECTRODE PAIRS FOR WATER TREATMENT

WITH CONTINUOUS SYSTEM

Karina Rindang Trapsilasiwi1 dan Abdu Fadli Assomadi, S.Si., MT.2

1,2Jurusan Teknik Lingkungan-FTSP-ITS 1email: karina_rindang@yahoo.com

Abstrak

Penelitian elektrokoagulasi ini menggunakan sampel berupa efluen proses prasedimentasi PDAM Karang

Pilang I Surabaya dengan kekeruhan 100-150 NTU dan pH 6-8. Penelitian ini dilakukan dengan sistem batch dan

kontinyu. Variasi yang digunakan pada sistem batch adalah waktu kontak (30, 45, 60, 120 detik) dan kuat arus (0,3; 0,6;

0,9; 1,2 A). Pada sistem kontinyu digunakan kuat arus 2 A dan variasi waktu kontak (9,8 menit; 12,25 menit; 16,33

menit). Variasi tersebut didapatkan dari kondisi yang paling efektif pada sistem batch.

Dari hasil penelitian pada sistem batch, perlakuan dengan waktu kontak 120 detik dan kuat arus 0,9 A

merupakan perlakuan paling efektif untuk menurunkan kekeruhan sebesar 87% serta warna sebesar 59,03%. Pada

sistem kontinyu, perlakuan dengan waktu kontak 16,33 menit dan kuat arus 2 A merupakan perlakuan paling efektif

untuk menurunkan kekeruhan sebesar 84,15% serta warna sebesar 52,43%. Dari hasil penelitian juga didapatkan bahwa

biaya yang diperlukan untuk metode elektrokoagulasi 40% dari biaya untuk metode jartest.

Kata kunci: Elektrokoagulasi, Elektroda Aluminium, Sistem Kontinyu, Pengolahan Air

Abstract

This electrocoagulation study use samples of the effluent prasedimentasi process of PDAM Karang Pilang I

Surabaya with turbidity 100-150 NTU and pH 6-8. This research was conducted by batch and continuous systems.

Variations used in the batch system is the contact time (30; 40; 60; 120 seconds) and strong currents (0,3; 0,6; 0,9; 1,2

A). In the system used a strong continuous flow of 2 A and variations of contact time (9,8 min; 12,25 min; 16,33 min).

Variation is obtained from the most effective conditions in batch system.

From the research results on the batch system, treatment with a contact time of 120 seconds and the strong flow of 0.9

A is the most effective treatment to reduce turbidity by 87% and the color of 59.03%. In continuous systems, treatment

with a contact time of 16,33min and a strong flow of 2 A is the most effective treatment to reduce the turbidity of

84.15% and 52.43% for color. From the research results also showed that cost of the electrocoagulation method is

40%r from cost of the jartest method.

Key words : Electrocoagulation, Aluminium Electroda, Continuous System, Water Treatment

2

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air sungai merupakan air baku yang umum digunakan oleh Perusahaan Daerah Air Minum

(PDAM) di Indonesia. Untuk menjadi air baku air minum, air sungai tersebut harus memenuhi

parameter baku mutu yang berlaku. Keberhasilan proses pengolahan air minum berkaitan erat

dengan penurunan kekeruhan dan kontaminan lain yang terkandung di dalam air baku. Air yang

memenuhi standar atau persyaratan kesehatan adalah air yang tidak berbau, berwarna dan berasa

serta memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan

Republik Indonesia No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas

air minum.

Elektrokoagulasi merupakan metode yang mampu menyisihkan berbagai jenis polutan

dalam air, yaitu partikel tersuspensi, logam-logam berat, produk minyak bumi, warna pada zat

pewarna, larutan humus, dan deflouridasi air. Metode ini mempunyai kelebihan yaitu nilai

efisiensinya cukup tinggi dan tidak diperlukan penambahan bahan kimia. Metode tersebut terbukti

dapat menurunkan kekeruhan dan warna, seperti pada penelitian Purbaningsih (2008), pasangan

elektroda Besi (Fe) sebagai anoda dan Carbon (C) sebagai katoda dapat menurunkan parameter

kekeruhan sebesar 91,5% dan parameter warna sebesar 88,7% pada pengolahan lindi dengan

menggunakan reaktor batch, demikian juga pada penelitian Herawati (2008), diperoleh penurunan

kekeruhan sebesar 71,41% dan penurunan warna sebesar 71,16% pada pengolahan lindi dengan

menggunakan aliran kontinyu

1.2. Perumusan Masalah

Dari latar belakang masalah di atas, dapat dirumuskan beberapa permasalahan, sebagai berikut:

1. Pengaruh waktu kontak dan kuat arus terhadap efisiensi penurunan kekeruhan serta warna

pada pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan sistem batch.

2. Pengaruh debit aliran dan kuat arus terhadap efisiensi penurunan kekeruhan serta warna

pada pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan sistem kontinyu.

3. Perbandingan biaya yang diperlukan antara metode elektokoagulasi dengan metode jartest.

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Menentukan waktu kontak dan kuat arus yang efektif terhadap efisiensi penurunan

kekeruhan serta warna pada pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan sistem batch.

3

2. Menentukan waktu kontak dan kuat arus yang efektif terhadap efisiensi penurunan

kekeruhan serta warna pada pasangan elektroda Aluminium (Al) dengan sistem kontinyu.

3. Menganalisa perbandingan biaya yang diperlukan antara metode elektokoagulasi dengan

metode jartest..

1.4. Teori

Koagulasi merupakan suatu proses pengolahan air dengan menggunakan sistem pengadukan

cepat sehingga dapat mereaksikan bahan kimia (koagulan) secara seragam ke seluruh bagian air di

dalam suatu reaktor. Flokulasi merupakan suatu proses pengolahan air dengan menggunakan sistem

pengadukan lambat sehingga dapat membentuk flok-flok yang berukuran lebih besar dan dapat

diendapkan diproses sedimentasi (Reynold, 1997). Pada koagulasi kimiawi, bahan kimia yang

ditambahkan sebagai koagulan yang berbentuk garam (aluminium sulfat) di dalam larutan akan

membuat air menjadi asam.

Elektrokoagulasi merupakan metode elektrokimia untuk pengolahan air dimana pada anoda

terjadi pelepasan koagulan aktif berupa ion logam (biasanya Aluminium atau besi) ke dalam

larutan, sedangkan pada katoda terjadi reaksi elektrolisis berupa pelepasan gas hidrogen (Holt et al.,

2005). Sedangkan menurut Mollah (2004), elektrokoagulasi adalah sebuah proses kompleks yang

melibatkan fenomena kimia dan fisik dengan menggunakan elektroda untuk menghasilkan ion yang

digunakan untuk mengolah air limbah.

Berikut ini adalah salah satu contoh gambar reaktor elektrokoagulasi yang memakai

konfigurasi elektroda monopolar dengan rangkaian paralel.

Gambar 1. Reaktor Elektrokoagulasi Yang Memakai

Konfigurasi Elektroda Monopolar Dengan Rangkaian Paralel

(Pretorius et al., 1991 dalam Mollah et al., 2004)

4

Berikut ini adalah salah satu contoh gambar reaktor elektrokoagulasi yang memakai

konfigurasi elektroda monopolar dengan rangkaian seri.

Gambar 2. Reaktor Elektrokoagulasi Yang Memakai

Konfigurasi Elektroda Monopolar Dengan Rangkaian Seri

(Pretorius et al., 1991 dalam Mollah et al., 2004)

Berikut ini adalah gambar yang dapat menunjukkan interaksi/mekanisme yang terjadi di

dalam reaktor elektrokoagulasi.

Gambar 3. Mekanisme di Dalam Elektrokoagulasi

(Holt et al., 2002)

Untuk menghasilkan ion logam yang berfungsi sebagai koagulan diperlukan beda potensial

diantara elektroda. Perbedaan potensial ini diperlukan untuk menimbulkan reaksi elektrokimia pada

masing-masing elektroda. Reaksi yang terjadi di dalam elektroda adalah reaksi reduksi dan oksidasi.

5

Reaksi reduksi dan oksidasi ditandai oleh adanya transfer elektron dari zat yang dioksidasi

(reduktor) menjadi zat yang direduksi (oksidator).

Reaksi elektrokimia dengan logam M sebagai anoda sekaligus katoda adalah sebagai

berikut:

• Pada Anoda :

M(s) � M(aq)n+ + ne- (1)

2 H2O(l) � 4H+(aq) + O2(g) + 4e- (2)

• Pada Katoda :

M(aq)n+ + ne- � M(s) (3)

2 H2O(l) + 2e- � H2(g) + 2OH- (4)

Reaksi yang terjadi di katoda tergantung pada pH air yang diolah. Pada kondi netral atau

basa, gas hydrogen terjadi dengan reaksi :

2 H2O(l) + 2e- � H2(g) + 2OH- E0c = - 0,83 V (5)

Sedangkan pada kondisi asam, reaksi pembentukan gas hydrogen adalah sebagai berikut :

2H+ + 2e- → H2 E0c = - 0,83 V (6)

Reaksi-reaksi lain yang dapat terjadi di katoda :

1. Larutan yang mengandung ion-ion alkali, alkali tanah, ion Al3+ dan Mn2+, maka ion-ion ini

tidak direduksi dalam larutan air (karena potensial redoksnya lebih kecil daripada air)

sedangkan yang mengalami reduksi hanyalah pelarutnya (air) terbentuk gas H2 pada katoda.

2H2O + 2e- → H2(g) + 2OH- (7)

2. Larutan yang mengandung ion-ion logam lain, maka ion-ion logam tersebut akan direduksi

pada katodanya (karena potensial logam tersebut lebih besar dibanding potensial air) dan

diendapkan pada permukaan katoda.

Mx+ + Xe- → M(menempel pada katoda) (8)

Hukum Faraday membuat hubungan antara kuat arus (I) yang mengalir dengan jumlah

massa yang terlepas ke larutan, hal ini merupakan pendekatan secara teoritis untuk menghitung

jumlah aluminium yang terlepas ke larutan. Adapun rumus dari hukum Faraday adalah sebagai

berikut :

nxF

IxtxMrw = (9)

Dimana :

w = berat aluminium yang larut (gram)

I = kuat arus yang digunakan (Ampere)

6

t = waktu kontak (detik)

Mr = berat molekul aluminium, yaitu 27 gram.Mol

n = valensi aluminium, yaitu 3

F = konstanta Faraday, 96500 Coulomb/mol

2. METODOLOGI

Pada penelitian ini akan dilakukan proses elektrokoagulasi dengan menggunakan plat

aluminium pada sampel yang berasal dari efluen proses prasedimentasi PDAM Karang Pilang I

Surabaya dengan kriteria kekeruhan : 100 -150 NTU dan pH : 6 – 8. Terdapat dua penelitian yang

akan dilaksanakan yaitu penelitian pendahuluan (dengan sistem batch) dan penelitian lanjutan

(dengan sistem kontinyu). Penelitian pendahuluan digunakan untuk mendapatkan waktu kontak dan

kuat arus yang paling efektif.

Pada penelitian pendahuluan digunakan beberapa variabel yaitu variabel waktu kontak (30;

40; 60; 120 detik) dan variabel kuat arus (0,3; 0,6; 0,9; 1,2 Ampere). Tegangan yang digunakan

adalah 9 Volt dengan menggunakan elektroda Aluminium (Al) yang berukuran plat 15cm x 5cm x

0,5cm sejumlah 2 pasang dan elektrodanya berjarak 1,5 cm satu sama lain. Untuk

pengoperasiannya, listrik dinyalakan selama masing-masing variasi waktu kontak dan dengan

kecepatan pengadukan 200 rpm, kemudian 5 menit listrik dimatikan dengan kecepatan pengadukan

50 rpm, dan yang terakhir 15 menit listrik dimatikan tanpa pengadukan.

Setelah didapatkan waktu kontak dan kuat arus yang paling efektif, maka dilaksanakan

penelitian lanjutan dengan sistem kontinyu. Pada penelitian lanjutan ini digunakan waktu kontak

dan kuat arus yang paling efektif dari percobaan pendahuluan sebagai acuan untuk menentukan

variasi pada variabel kuat arus dan waktu kontak. Tegangan yang digunakan masih tetap sebesar 9

Volt. Namun elektroda Aluminium (Al) yang digunakan berbeda ukuran, yaitu 30cm x 5cm x

0,5cm sejumlah 5 pasang dan memiliki jarak antar elektroda sebesar 1,5 cm. Proses dilakukan

selama 4 jam dan dilakukan pengambilan sampel setiap 30 menit sekali untuk diukur parameter

kekeruhan, warna, pH, dan konduktivitas (DHL). Hasil yang didapatkan akan dibahas dalam Hasil

dan Pembahasan berikut.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Percobaan Pendahuluan (Sistem Batch)

Percobaan pendahuluan dengan sistem batch ini menggunakan 2 variabel yaitu kuat arus dan

waktu kontak, yang masing-masing variabelnya mempunyai 4 variasi. Variasi yang digunakan pada

7

variabel kuat arus adalah 0,3 A; 0,6 A; 0,9 A; dan 1,2 A, sehingga diperlukan 4 jenis adaptor (DC

Power Supply) dengan voltase sebesar 9 Volt. Kuat arus tersebut dialirkan dari adaptor menuju

pasangan elektroda Aluminium (Al). Variasi yang digunakan pada variabel waktu kontak adalah 30;

40; 60; dan 120 detik.

Pembentukan ion Al3+ sebagai koagulan dapat terjadi karena adanya reaksi yang terjadi pada

anoda dan katoda sebagai pasangan elektroda selama proses elektrokoagulasi, dimana reaksi

tersebut dapat dituliskan seperti pada Persamaan 4.1 berikut ini.

Anoda : Al → Al3+ + 3e- E0 = 1,66

Katoda : 2H2O(l)+ + 2e- → H2(g) + 2OH- E0 = -0,83

2Al + 6H2O(l) + → 2Al3+ + 6OH- + 3H2 E0 = 0,83

Berikut ini adalah hasil dari percobaan pendahuluan dengan beberapa parameter yang

dianalisa.

Gambar 4. Grafik Prosentase Penurunan Kekeruhan

Gambar 5. Grafik Prosentase Penurunan Warna

8

Gambar 6. Grafik Prosentase Penurunan DHL

Berdasarkan Gambar 4-6 diatas dapat terlihat bahwa semakin besar kuat arus dan waktu

kontak maka semakin besar pula prosentase efisiensi penurunan kekeruhan, warna, dan DHL yang

terjadi. Secara teoritis, hal ini disebabkan karena semakin besar kuat arus dan waktu kontak yang

digunakan maka semakin besar pula ion aluminium (Al3+) yang keluar dari anoda, dimana ion

aluminium (Al3+) ini berfungsi sebagai koagulan. Koagulan tersebut akan berikatan dengan partikel

koloid yang ada di dalam air sampel sehingga mulai terbentuk flok. Flok yang telah terbentuk mulai

membesar dan mengalami flotasi serta sedimentasi sehingga menyebabkan kekeruhan, warna dan

DHL pada air sampel semakin menurun. Penurunan tersebut mengakibatkan semakin meningkatnya

prosentase efisiensi penurunan yang terjadi pada setiap perlakuan dengan sistem batch.

Pada Gambar tersebut juga terlihat bahwa pada kuat arus 0,3 A hingga 0,9 A terjadi

kenaikan prosentase efisiensi penurunan kekeruhan, warna dan DHL pada masing-masing waktu

kontak, namun pada kuat arus 1,2 A prosentase efisiensi penurunan pada air sampel menurun

kembali. Hal ini dikarenakan pada kuat arus 1,2 A dengan waktu kontak selama 120 detik, ion

aluminium (Al3+) yang keluar dari anoda dan berfungsi sebagai koagulan terlalu banyak/berlebih.

Ion Aluminium (Al3+) berlebihan tersebut dapat menyebabkan bertambahnya kekeruhan, warna dan

DHL yang terjadi di dalam air sampel, sehingga prosentase efisiensi penurunan yang terjadi dapat

menurun kembali. Ion aluminium yang keluar dari anoda setara dengan berat elektroda yang terlarut

di dalam air. Semakin besar kuat arus pada masing-masing waktu kontak semakin banyak pula ion

aluminium yang keluar.

9

3.2. Percobaan Lanjutan (Sistem Kontinyu)

Hasil pengolahan data dari percobaan pendahuluan (sistem batch) yang paling efektif

digunakan sebagai acuan untuk menentukan kuat arus dan variasi pada variabel waktu kontak untuk

percobaan lanjutan (sistem kontinyu). Dimana dari percobaan pendahuluan dengan menggunakan

sistem batch didapatkan kuat arus 0,9 A dengan waktu kontak 120 detik yang merupakan kombinasi

variasi paling efektif untuk pengolahan air sampel dengan menggunakan metode elektrokoagulasi.

Sehingga kombinasi variasi tersebut yang digunakan pada sistem kontinyu untuk menentukan kuat

arus dan variasi pada variabel waktu kontak melalui beberapa tahapan perhitungan seperti di bawah

ini.

• Waktu kontak paling efektif (td) sistem batch = 120 detik

• Kuat arus paling efektif (I) sisem batch = 0,9A

• Volume ruang elektrokoagulasi = 24500 cm3 = 24,5 L

• Qelektrokoagulasi = td

volume = ik

L

det120

5,24

= 0,2 L/detik

= 12 L/menit

• Kuat arus kontinyu = Ibatch x Qelektrokoagulasi

= 0,9 A x 12 L/menit

= 10,8 A ≈ 10 A

• 5

gulasielektrokoaQ =

5kontinyuI

5

12 menitL

= 5

10Ampere

2,5 L/menit = 2 Ampere

• Waktu kontak = gulasielektrokoaQ

volume

= menitL

L

/5,2

5,24

= 9,8 menit

Dari perhitungan diatas, didapatkan bahwa kuat arus dan waktu kontak yang digunakan

untuk sistem kontinyu adalah 2 Ampere dan 9,8 menit. Secara teori, metode elektrokoagulasi

dipengaruhi oleh waktu kontak dan kuat arus, sehingga untuk memperoleh efisiensi penurunan

parameter yang tinggi pada sistem kontinyu digunakan waktu kontak yang divariasikan secara

meningkat. Hal tersebut dilakukan untuk memperlama waktu kontak yang terjadi pada proses

10

elektrokoagulasi dengan sistem kontinyu. Variasi waktu kontak yang digunakan yaitu 9,8 menit;

12,25 menit; dan 16,33 menit. Variasi waktu kontak tersebut diaplikasikan ke dalam sistem

kontinyu dengan cara mengatur debit aliran, dimana debit aliran yang digunakan pada masing-

masing waktu kontak yaitu 2,5 L/menit; 2 L/menit; dan 1,5 L/menit.

Berikut ini adalah hasil percobaan lanjutan dengan beberapa parameter yang dianalisa.

Gambar 7. Grafik Prosentase Efisiensi Kekeruhan Pada Sistem Kontinyu

Gambar 8. Grafik Prosentase Efisiensi Warna Pada Sistem Kontinyu

11

Gambar 9. Grafik Prosentase Efisiensi DHL Pada Sistem Kontinyu

Dari Gambar 7-9 diatas dapat bahwa semakin besar waktu kontaknya dan semakin lama

waktu pengambilan sampel maka semakin besar prosentase efisiensi penurunan parameter yang

terjadi. Menurut teori, hal ini disebabkan karena semakin besar waktu kontak yang digunakan maka

semakin banyak pula ion aluminium yang keluar dari anoda yang berfungsi sebagai koagulan.

Koagulan ini akan berikatan dengan senyawa yang ada di dalam air sampel, sehingga mulai

terbentuk flok, dimana flok tersebut mulai membesar dan mengalami flotasi dan sedimentasi

sehingga menyebabkan kekeruhan, warna, serta DHL pada air sampel semakin menurun.

Namun, pada masing-masing variasi waktu kontak tersebut besarnya prosentase efisiensi

penurunan parameter yang terukur dapat meningkat kembali pada waktu tertentu. Seperti halnya

untuk waktu kontak 9,8 menit prosentase efisiensi penurunan parameter dari air sampel kembali

menurun pada waktu 210 menit, untuk waktu kontak 12,25 menit prosentase efisiensi penurunan

parameter dari air sampel kembali menurun pada waktu 180 menit, dan untuk waktu kontak 16,33

menit prosentase efisiensi penurunan parameter dari air sampel kembali menurun pada waktu 150

menit. Secara teoritis, hal ini disebabkan karena saat waktu-waktu tersebut pada masing-masing

waktu kontak terjadi penurunan kuat arus yang dikarenakan adanya lapisan yang menempel di

sekitar elektroda. Lapisan tersebut dapat mencegah arus listrik untuk mengalir ke dalam larutan

sehingga ion Aluminium yang keluar dari anoda yang berfungsi sebagai koagulan tidak sebesar

pada menit sebelumnya. Sehingga koagulan yang akan berikatan dengan senyawa yang ada di

dalam air sampel lebih sedikit bila dibandingkan dengan menit sebelumnya dan menyebabkan flok

yang terbentuk lebih sedikit. Sedikitnya flok yang terbentuk pada proses flokulasi menyebabkan

flok yang mengalami flotasi dan sedimentasi juga sedikit, sehingga menyebabkan prosentase

12

efisiensi penurunan parameter pada air sampel menurun bila dibandingkan dengan menit

sebelumnya.

Hal tersebut dapat diatasi dengan cara membalik posisi anoda dan katodanya, yang semula

sebagai anoda menjadi katoda, begitu pula sebaliknya. Jadi apabila lapisan pada elektroda telah

tertutupi oleh pengotor maka elektroda tidak perlu dilepas untuk dibersihkan, namun hanya dilepas

untuk dibalik posisinya, sehingga pada menit pengambilan sampel selanjutnya besarnya parameter

yang terukur kembali menurun pada masing-masing waktu kontak.

3.3. Perbandingan Metode Elektrokoagulasi dengan Metode Jartest

Pada penelitian ini juga dilakukan percobaan dengan metode jartest untuk dapat

membandingkan efisiensi pengolahan dan karakteristik flok yang dihasilkan oleh penggunaan

pasangan elektroda pada metode elektrokoagulasi dengan penggunaan bahan kimia (alum) pada

metode jartest. Dosis bahan kimia (alum) yang dibutuhkan untuk metode jartest didapatkan dari

data sekunder. Menurut data sekunder yang didapatkan dari PDAM Karang Pilang I Surabaya,

untuk air sampel dengan kekeruhan 100-150 NTU diperlukan dosis alum sebesar 40 ppm.

Metode jartest yang akan dilakukan pada penelitian kali ini meliputi proses koagulasi,

flokulasi, dan sedimentasi. Pada proses koagulasi, bahan kimia berupa Al2O3 dengan kadar 1%

sebanyak 4 ml dimasukkan ke dalam 1000ml sampel sehingga mendapatkan 40 ppm dan dilakukan

pengadukan dengan kecepatan pengadukan sebesar 200 rpm selama 120 detik. Proses flokulasi

dilakukan pengadukan juga, namun dengan kecepatan yang lebih rendah yaitu 50 rpm selama 5

menit. Untuk proses sedimentasi dilakukan selama 15 menit tanpa pengadukan.

Pengambilan sampel dilakukan setelah proses sedimentasi. Sampel diambil dengan

menggunakan pipet volumetrik. Pengambilan sampel dilakukan sebelum proses koagulasi dan

setelah proses sedimentasi untuk dilakukan analisa parameter kekeruhan, warna, pH, dan

konduktivitas (DHL) dari masing-masing sampel.

Berikut ini data yang dapat dibandingkan antara metode elektrokoagulasi dengan metode

jartest.

13

Tabel 1 Perbandingan Metode Elektrokoagulasi dengan Metode Jartest

No Pengamatan

Metode Elektrokoagulasi Metode Jartest

Sebelum proses

Setelah proses Sebelum proses Setelah proses

1 Kekeruhan 120 NTU 15,6 NTU 105 NTU 13 NTU

2 % Removal Kekeruhan 87% 87,60%

3 Warna 2,7035

mg/l Pt-Co 1,1076

mg/l Pt-Co 2,7337

mg/l Pt-Co 1,0857

mg/l Pt-Co

4 % Removal Warna 59,03% 60,28%

5 DHL 435 µmhos/cm 315 µmhos/cm 446 µmhos/cm 404 µmhos/cm

6 % Removal DHL 27,60% 9,42%

7 pH 7,58 7,56 7,45 7,25

Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa efisiensi penurunan dari masing-masing

parameter lebih besar dengan menggunakan metode jartest daripada elektrokoagulasi. Namun, dari

pengamatan yang telah dilakukan pada saat proses elektrokoagulasi dan jartest didapatkan bahwa

waktu pembentukan flok pada proses elektrokoagulasi lebih cepat daripada jartest. Flok yang

dihasilkan dari proses elektrokoagulasi mengalami flotasi (pengapungan) dan sedimentasi

(pengendapan) serta flok yang dihasilkan dari proses jartest mengalami sedimentasi (pengendapan).

Flok yang terbentuk pada elektrokoagulasi memiliki kesamaan dengan flok yang berasal dari

koagulasi kimia, namun flok dari proses elektrokoagulasi berukuran lebih besar dengan kandungan

air yang sedikit dan lebih stabil. Lumpur yang dihasilkan dari proses elektrokoagulasi relatif sedikit,

stabil, dan mudah dipisahkan karena berasal dari oksida logam. Pada metode elektrokoagulasi, ion

Al 3+ yang digunakan sebagai koagulan bersifat lebih murni dikarenakan berasal dari logam yang

memiliki kemurnian tinggi bila dibandingkan dengan bahan kimia.

Selain dilakukan perbandingan terhadap efisiensi pengolahan dan karakteristik flok yang

dihasilkan oleh penggunaan pasangan elektroda pada metode elektrokoagulasi dengan penggunaan

bahan kimia (alum) pada metode jartest, pada penelitian ini juga dilakukan perbandingan terhadap

analisa biaya yang diperlukan oleh masing-masing metode. Berikut ini adalah perhitungan analisa

biaya pada masing-masing metode.

14

1. Metode Elektrokoagulasi

• Tegangan yang digunakan (V) = 9 Volt

• Kuat arus yang paling efektif (I) = 0,9 Ampere/L

• Waktu kontak yang paling efektif (t) = 120 detik

• Daya (P) = V x I

= 9volt x 0,9Ampere/L

= 8,1 watt/L

• Energi listrik yang dibutuhkan (W)

W = P x t

=

= 0,00027 kwh/L

• Tarif listrik/kwh = Rp 495,00/kwh

• Tarif listrik total = W x Tarif listrik/kwh

= 0,00027 kwh/L x Rp 495,00/kwh

= Rp 0,13365/Liter

• Berat plat aluminium yang larut berdasarkan hasil penimbangan, yaitu :

o Berat plat Al awal = 180,9842 gram

o Berat plat Al setelah proses = 180,975 gram

o Berat plat Al yang larut = 180,9842 – 180,975

= 0,0092 gram/liter

• Harga plat Al per kg = Rp 60.000,00/kg (harga tertinggi yang ada di pasaran)

• Harga total plat Al =

= Rp 0,55/Liter

• Harga total yang diperlukan untuk metode elektrokoagulasi :

= Tarif listrik total + Harga total plat Al

= Rp 0,13365/Liter + Rp 0,55/Liter

= Rp 0,68365/Liter

2. Metode Jartest

• Dosis koagulan Al2O3 1% = 0,04 ppm

• Harga koagulan Al2O3 100% = Rp 880/kg

15

• Berat jenis Al2O3 = 1,37 kg/l

• Daya (P) dari alat jartest = 200 watt

• Waktu operasi (t) = 60 detik

• Kebutuhan koagulan Al2O3 100% untuk membuat larutan koagulan Al2O3 1% sebanyak 100

ml:

o 1ml koagulan Al2O3 100% dilarutkan ke dalam aquadest hingga volume 100 ml.

o Berat koagulan Al2O3 100% yang diperlukan :

= 0,001 liter x 1,37 kg/liter

= 0,00137 kg untuk 100 ml koagulan Al2O3 1%

o Berat koagulan Al2O3 100% untuk 1 ml koagulan Al2O3 1% = 0,0000137 kg/ml.

• Untuk dosis 40 ppm diperlukan 4ml koagulan Al2O3 1%, sehingga berat koagulan Al2O3

100% yang diperlukan :

= 0,0000137 kg/ml x 4 ml

= 0,0000548 kg untuk mengolah air sampel sebanyak 1 liter.

• Harga bahan kimia untuk metode jartest per liter

= Kebutuhan alum x Harga alum per gram

= 0,0000548kg/L x Rp 880/kg

= Rp 0,05/Liter

• Energi listrik yang dibutuhkan (W)

W = P x t

=

= 0,003 kwh/L

• Tarif listrik/kwh = Rp 495,00/kwh

• Tarif listrik total = W x Tarif listrik/kwh

= 0,003 kwh/L x Rp 495,00/kwh

= Rp 1,65/Liter

• Harga total yang diperlukan untuk metode jartest :

= Tarif listrik total + Harga bahan kimia

= Rp 1,65/Liter + Rp 0,05/Liter

= Rp 1,7/Liter

16

Dari perhitungan analisa biaya diatas, didapatkan bahwa biaya yang diperlukan untuk

metode elektrokoagulasi 40% dari biaya yang diperlukan untuk metode jartest dan dapat disimpulkan

bahwa metode jartest lebih mahal bila dibandingkan dengan metode elektrokoagulasi. Hal ini

dikarenakan pada metode jartest digunakan alat jartest yang memerlukan daya listrik yang jauh

lebih besar bila dibandingkan dengan metode elektrokoagulasi.

4. KESIMPULAN

1. Hasil dari percobaan dengan sistem batch didapatkan bahwa waktu kontak selama 120

detik dan kuat arus sebesar 0,9A merupakan variasi yang efektif untuk dapat

menurunkan kekeruhan serta warna sebesar 87% dan 59,03% dengan menggunakan

pasangan elektroda Aluminium.

2. Hasil dari percobaan dengan sistem kontinyu didapatkan bahwa waktu kontak selama

16,33 menit dan kuat arus sebesar 2A merupakan variasi yang efektif untuk dapat

menurunkan kekeruhan serta warna sebesar 84,15% dan 52,43% dengan menggunakan

pasangan elektroda Aluminium.

3. Biaya yang diperlukan untuk metode elektrokoagulasi 40% dari biaya yang diperlukan

untuk metode jartest, meskipun efisiensi pengolahan dengan metode jartest sedikit lebih

besar bila dibandingkan dengan metode elektrokoagulasi.

DAFTAR KEPUSTAKAAN

Herawati. (2008). Studi Aplikasi Teknik Elektrokoagulasi dengan Aliran Kontinyu untuk Pengolahan

Lindi TPA Benowo Menggunakan Alumunium dan Besi sebagai Anoda. Tugas Akhir Jurusan

Teknik Lingkungan FTSP- ITS

Holt, P. K., Barton, G. W., Wark, M., and Mitchell, C. A. (2002). A Quantitative Comparison Between

Chemical Dosing and Electrocoagulation. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects,

211:233-248

Holt, P. K., Barton, G. W., and Mitchell, C. A. (2005). The Future for Electrocoagulation as A Localised

Water Treatment Technology. Chemosphere. 59: 355-367

Iswanto, B., Rachmawati S.W., dan Winarni. (2009). Pengaruh pH Pada Proses Koagulasi Dengan

Koagulan Aluminium Sulfat dan Ferri Klorida. Jurnal Teknologi Lingkungan. 5, 2: 40-45.

Mollah, M. Y. A., Schennach, R., Parga, J. R., and Cocke, D. L. (2001). Electrocoagulation (EC) – Science

and Application. Journal of Hazardous Materials, B84:29-41.

17

Mollah, M. Y. A., Morkovsky, P., Gomes, J. A. G., Kesmez, M., Parga, J., and Cocke, D. L. (2004).

Fundamentals, Present and Future Perspectives of Electrocoagulation. Journal of Hazardous

Materials, B114:199 – 210.

Purbaningsih, G. (2008). Pengolahan Lindi TPA Benowo dengan Proses Elektrokoagulasi dengan

Variasi Jarak Antar Elektroda dan Kuat Arus . Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-

ITS

Reynold & Richards. (1997). Unit Operations and Processes in Environmental Engineering. 3th Editions.

USA: ITP