REACTOR: JOURNAL OF RESEARCH ON CHEMISTRY AND ENGINEERING – VOL. 2 NO. 1 (2021) 1-4
Available online at: http://reactor.poltekatipdg.ac.id/

## R E A C T O R
Journal of Research on Chemistry and Engineering
|    ISSN Online 2746-0401    |

## Pengaruh Dosis Aluminium Sulfat Terhadap Kekeruhan dan Kadar Besi Air Baku pada IPA PDAM X
Dimas Frananta Simatupang 1 , Gimelliya Saragih 1 , Martin Siahaan 1
1 Politeknik Teknologi Kimia Industri, Jl. Medan Tenggara VII, Medan, 20228, Indonesia

## ARTICLE INFORMATION

## A B S T R A C T
Received: April 29, 2021 Revised: June 01, 2021 Available online: June 28, 2021 One  of  the  first  steps  in  processing  river  water  into  drinking  water  is  by removing  the  turbidity  of  the  river  water.  Turbidity  can  be  removed  by adding a chemical called a coagulant. This study aims to obtain data on how the effect of using coagulant dosage variations in reducing turbidity and iron content in raw water at the water treatment plant (IPA) PDAM X. The study was conducted using the jar test method to determine the dose of aluminum sulfate coagulant in reducing turbidity and colorimetric method using visible spectrophotometry  to  determine  iron  content  that  meets  quality  standard criteria. The results showed that the higher the coagulant dose, the lower the turbidity and iron content of the raw water. Coagulant doses with up to 30 ppm were able to reduce turbidity with an efficiency of 92.67% and reduce iron levels up 96.10%.

## KEYWORDS
Aluminum Sulfate, Iron Content, Raw Water, Turbidity

## CORRESPONDENCE
Name: Dimas Frananta Simatupang E-mail: difratas@ptki.ac.id

## PENDAHULUAN
Peningkatan  kuantitas  air  merupakan  syarat  kedua setelah  kualitas,  karena  semakin  maju  tingkat  hidup seseorang  maka  akan  semakin  tinggi  pula  tingkat kebutuhan air di masyarakat tersebut. Selain itu pula air yang  kita  pergunakan  setiap  hari  tidak  lepas  dari pengaruh  pencemaran  yang  diakibatkan  oleh  ulah manusia juga beberapa bahan pencemaran seperti bahan mikrobiologi  (bakteri,  virus,  parasit)  bahan  organik (pestisida,  deterjen)  dan  beberapa  bahan  anorganik (garam,  asam,  logam),  serta  beberapa  bahan  kimia lainnya  sudah  banyak  ditemukan  dalam  air  yang  kita pergunakan  [1].  Air  bersih  yang  layak digunakan harus memenuhi  beberapa pengujian  yang  meliputi parameter fisik dan kimia berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI  No.  32  tahun  2017.  Parameter  fisik  meliputi  tidak berbau,  tidak  keruh,  tidak  berwarna,  tidak  berasa,  suhu normal,  tidak  mengandung  zat  padatan  dan  pH  7 . Sementara  parameter  kimia  meliputi  nilai dissolved oxygen (DO), biological  oxygen  deman (BOD)  dan chemical oxygen demand (COD) dalam batasan normal, tidak sadah dan tidak mengandung senyawa kimia yang beracun [2].
Instalasi  Pengolahan  Air  (IPA)  PDAM  X  merupakan salah satu IPA  yang  berada di Provinsi Sumatera Utara yang mengolah air baku yaitu air sungai menjadi air yang bersih  dan  didistribusikan  ke  masyarakat  setempat. Pengolahan  air  bersih  ini  melalui  beberapa  tahap  pada unit-unit  pengolahan  meliputi  tahap  filtrasi  pada Raw Water  Tank (RWT) , tahap  koagulasi  dengan  larutan Aluminium  Sulfat  pada Splitter  Box , tahap  penjernihan air  pada clearator kemudian  dilakukan  tahap  filtrasi kembali pada filter section, dialirkan ke reservoir untuk tahap  netralisasi  pH  air  bersih  dan  air  bersih didistribusikan dengan finished water pump.
Dalam  proses  menghilangkan  kekeruhan  pada  air  baku umumnya  digunakan  suatu  koagulan  yang  memiliki fungsi  untuk  membentuk  partikel  kotoran  yang terkandung dalam air menjadi gumpalan yang berukuran lebih besar sehingga lebih cepat mengendap. Pada proses ini biasanya sebagian besar kadar logam berat seperti besi (Fe) yang terkandung pada air baku juga ikut berkurang [3].  Koagulan yang digunakan bermacam-macam sesuai dengan  kondisi  air  baku  (air  sungai)  karena  biasanya keunggulan  bersifat  menurunkan pH (Power  of Hidrogen) dalam  air.  Beberapa  jenis  koagulan  yang
dapat  dipakai  dalam  pengolahan  air  dan  dapat menurunkan  kadar  logam  berat  dalam  air  diantaranya adalah PAC (Poly  Alumunium  Chloride) ,  magnesium klorida  dan  tawas  ( Aluminium  Sulfat) .  Ketiga  koagulan tersebut  dapat  menurunkan  kadar  logam  berat  seperti timbal  (Pb),  zinc  (Zn)  dan  besi  (Fe)  dengan  metode koagulasi-flokulasi  [4]  [5].  Selain  itu  ada  beberapa metode  lain  yang  umum  digunakan  untuk  menurunkan kadar logam berat meliputi elektrokoagulasi, pengenceran dan adsorpsi [6] [8].
Penggunaan  PAC  sebagai  koagulan  sudah  banyak dilakukan  dalam wastewater  treatment dan  pengolahan air  baku  lainnya  untuk  menghilangkan  kekeruhan  dan mengeliminasi  logam  berat  besi  pada  sampel  air  baku ataupun air limbah. Penggunaan koagulan lainnya seperti aluminium  sulfat  telah  dilakukan  oleh  IPA  PDAM  X pada unit Splitter Box untuk air baku yang telah difiltrasi pada  unit  RWT.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  tahap analisa terhadap pengaruh variasi dosis aluminium sulfat terhadap kekeruhan dan kadar besi air baku pada keadaan sebelum dan sesudah kontak dengan koagulan.  Adapun tujuan penelitian  ini adalah  menentukan dosis optimum penambahan koagulan aluminium sulfat dalam mengurangi  tingkat  kekeruhan  dan  sekaligus  efeknya terhadap  penurunan  kadar  logam  besi  dalam  air  baku khususnya pada IPA PDAM X.

## METODOLOGI
Penelitian dilakukan di Laboratorium Analisa PDAM X dengan menggunakan alat dan bahan kimia meliputi alat jar  test ,  pipet  tetes, turbiditymeter ,  gelas beaker ,  gelas ukur,  tabung  reaksi,  botol  sampel,  spektrofotometer visible  DR  2010,  kuvet  25  mL,  air  baku  sebelum  dan sesudah  kontak  dengan  koagulan  aluminium  sulfat  1% (m/v), reagen ferover, dan akuades.

## Analisa Kekeruhan
Cell  turbiditymeter dibersihkan  dengan  akuades  dan dibilas dengan sampel yang akan diperiksa kekeruhannya.  Sampel  air  baku  sebelum  dan  sesudah kontak dengan koagulan sebanyak 15 mL dimasukkan ke dalam cell  turbiditymeter .  Alat  dihidupkan  dan  dibaca nilai kekeruhannya dalam satuan NTU.

## Analisa Kadar Logam Besi
Penentuan  nilai  kadar  besi  dilakukan  menggunakan metode kolorimetri dengan alat spektrofotometer visible [9].  Alat  spektrofotometer  visible  dihidupkan  dan ditentukan kode pemograman untuk analisa besi dengan kode  program  265.  Blanko (aquades) dimasukkan  ke dalam botol sampel sebanyak 25 ml dan dimasukkan ke dalam  alat  tekan zero akan  timbul  pada  layar  0,000  A. Sampel  air  baku  (air  sungai)  diambil  25  ml  kemudian
reagen  ferover ( powder  pillows, 10  ml)  1  bungkus ditambahkan  dan  diaduk.  Sampel  dimasukkan  ke  botol sampel 25 mL dan diletakkan pada alat untuk diukur nilai serapannya.

## Metode Jar Test
Koagulan  aluminium  sulfat  1%  (m/v)  atau  10000  ppm dibuat dengan melarutkan 1 gr aluminium sulfat padatan dengan  100  mL  akuades.  Enam  gelas beaker disiapkan dan  diisi  dengan  sampel  air  baku  masing-masing sebanyak  1000  mL  yang  telah  diukur  kekeruhan  dan kadar  besi  sebelumnya.  Gelas beaker disusun  pada  alat jar  test sedemikian  rupa  dan agitator diturunkan. Kecepatan  putaran agitator diatur  pada  200  rpm  lalu ditambahkan koagulan dengan  variasi konsentrasi akhir koagulan masing-masing 10, 12, 15, 20, 25 dan 30 ppm dan  dibiarkan  selama  1  menit.  Kecepatan  pengadukan diturunkan menjadi 45 rpm dan dibiarkan selama 17-20 menit.  Gelas beaker pertama  diangkat  dan  diberi  jeda waktu  30  detik  dan  diturunkan  kecepatan  pengadukan menjadi 0 rpm. Sampel didiamkan selama 15 menit untuk selanjutnya diuji kekeruhan dan kadar besinya.

## Analisa Data
Besarnya  nilai  penurunan  kekeruhan  dan  penurunan kadar  besi  pada  sampel  air  baku  ditentukan  dengan selisih antara nilai pada keadaan awal dengan nilai pada keadaan  akhir  pengukuran.  Selanjutnya  efisiensi  dosis koagulan (%E) ditentukan dengan persamaan:
%𝐸 = 𝐴 𝐵 × 100% (1)
dengan  A  merupakan  selisih  antara  nilai  pada  keadaan awal dengan nilai pada keadaan akhir pengukuran dan B merupakan nilai keadaan awal.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Metode jar test merupakan suatu proses pengujian dosis optimum  koagulan  yang  digunakan  dalam  proses pengolahan air minum. Proses pengujian yang dilakukan dengan  tepat  akan  sangat  berguna  untuk  membantu teknisi  instalasi  pengolahan  air  dalam  mengoptimalkan kadar  koagulan,  proses  koagulasi,  flokulasi  dan penjernihan  air  baku  [10].  Setelah  dilakukan jar  test maka  diperoleh  data  nilai  kekeruhan  dan  kadar  besi sebelum dan sesudah proses koagulasi pada Tabel 1.
Nilai  kekeruhan  pada  sampel  air  baku  setelah penambahan  koagulan  menunjukkan  bahwa  semakin tinggi dosis koagulan maka nilai kekeruhan pada sampel menjadi berkurang. Hal ini menyatakan bahwa koagulan aluminium  sulfat  efektif  dalam  menurunkan  nilai kekeruhan pada sampel air baku sehingga air baku yang nantinya menjadi air bersih layak untuk digunakan. Hasil
ini  juga  sejalan  dengan  penelitian  menggunakan koagulan PAC pada IPA PDAM Sidoarjo dengan metode koagulasi  –  flokulasi  –  xsedimentasi  dimana  pada penggunaan  dosis  koagulan  yang  semakin  tinggi menunjukkan nilai kekeruhan yang semakin rendah [11]. Besar  penurunan  nilai  kekeruhan  air  baku  terhadap variasi  dosis  koagulan  aluminium  sulfat  dapat ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Efisiensi  penurunan  nilai kekeruhan  mencapai  92,67%  menggunakan  dosis koagulan  30  ppm.  Nilai  efisiensi  dalam  penelitian  ini termasuk  cukup  tinggi  jika  dibandingkan  dengan penelitian  lainnya  yang  menunjukkan  hasil  bahwa dengan dosis optimum 35 ppm aluminium sulfat mampu memberikan  efisiensi  penurunan  kekeruhan  sebesar 66,1% [2]. Penelitian lainnya menunjukkan hasil bahwa dengan campuran koagulan antara aluminium sulfat dan PAC  dapat menurunkan   kekeruhan pada pengolahan air sungai  Tello  dengan  efisiensi  sebesar  82,67%  dengan konsentrasi optimum campuran koagulan sebanyak 25% [12].

## Gambar 1. Profil Penurunan Nilai Kekeruhan terhadap Peningkatan Dosis Koagulan
Selanjutnya  berlaku  hasil  yang  sama  pada  penentuan kadar besi pada sampel air baku dimana semakin tinggi kadar  koagulan  aluminium  sulfat  maka  semakin  turun kadar besi pada sampel air baku. Besar penurunan kadar
besi air baku terhadap variasi dosis koagulan aluminium sulfat  dapat  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Kadar  besi turun mencapai 0,74 mg/L menggunakan dosis koagulan aluminium sulfat 30 ppm dengan tingkat efisiensi sebesar 96,10%. Hasil  ini  juga  didukung  dengan  penelitian menggunakan  koagulan  aluminium  sulfat  dengan  dosis 600 mg/L dapat menurunkan kadar besi pada larutan uji yang mengandung kadar besi dengan efisiensi mencapai 99,99% [5].
Gambar 2. Profil Penurunan Kadar Besi terhadap Peningkatan Dosis Koagulan
Penelitian lainnya juga menunjukkan bahwa penggunaan aluminium  sulfat dengan kadar 75% dapat menurunkan kadar besi dalam ground water dengan efisiensi sebesar 98,4%  [4].  Lebih  lanjut  penggunaan  aluminium  sulfat dengan dosis 5 mg/L memiliki efisiensi penurunan kadar besi  sebanyak  58%  pada  air  minum  dalam  kemasan ( drinking  water ).  Penggunaan  koagulan  lainnya  seperti biological  active  carbon  (BAC) dengan  dosis  5  mg/L mampu  menurunkan kadar besi  sebanyak 74% pada air minum dalam kemasan ( drinking water ) [13]. Penurunan kadar  besi  di  dalam  air  disebabkan  adanya  koagulan aluminium  sulfat  mengikat partikel-partikel  didalam air sehingga  logam-logam  yang  terkandung  didalam  air seperti  kadar  besi  akan  terikut.  Semakin  banyak  dosis koagulan  aluminium  sulfat  yang  ditambahkan  maka semakin kecil kadar besi didalam air.

## Tabel 1. Hasil Analisa Kekeruhan dan Kadar Besi terhadap Variasi Dosis Koagulan
Volume Air Baku (mL) Dosis Koagulan (ppm) Kekeruhan (NTU) Kadar Fe (mg/L) Awal Akhir Efisiensi (%) Awal Akhir Efisiensi (%) 1000 10 23,6 2,96 87,46 0,77 0,33 57,14 1000 12 23,6 2,53 89,28 0,77 0,24 68,83 1000 15 23,6 2,43 89,70 0,77 0,17 77,92 1000 20 23,6 2,17 90,81 0,77 0,14 81,82 1000 25 23,6 1,96 91,69 0,77 0,06 92,21 1000 30 23,6 1,73 92,67 0,77 0,03 96,10
20 20.2 20.4 20.6 20.8 21 21.2 21.4 21.6 21.8 22 10 12 15 20 25 30 P enur una n N ila i K ekeruha n ( N TU ) Dosis Aluminium Sulfat (ppm) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 10 12 15 20 25 30 P enur una n K ada r B es i (mg/ L)
Dosis Aluminium Sulfat (ppm)

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  di  IPA PDAM  X  maka  dapat  disimpulkan  bahwa  dengan penggunaan  dosis  koagulan  yang  semakin  tinggi  maka nilai  kekeruhan  dan  kadar  besi  dari  sampel  air  baku semakin  turun.  Ini  menunjukkan  bahwa  koagulan aluminium  sulfat  efektif  dalam  proses  penjernihan  air baku sehingga nantinya diperoleh air  bersih  yang  layak digunakan. Dosis koagulan aluminium sulfat sebesar 30 ppm  dapat  memberikan  efisiensi  penurunan  nilai kekeruhan  mencapai  92,67%  dan  penurunan  kadar  besi pada air baku sebesar 96,10%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] K. E. S. Manik, Pengelolaan Lingkungan Hidup . Jakarta: Djambatan, 2003.
[2] R.  Mayasari  and  M.  Hastarina,  “Optimalisasi
Dosis  Koagulan  Aluminium  Sulfat  dan  Poli Aluminium Klorida (PAC) (Studi Kasus PDAM
Tirta Musi Palembang),” Integrasi , vol. 3, no. 2, pp. 28–36, 2018.
[3] M. E. El-dardeer, A. A. H. Mohamed, A. A. R. Mohamed, and H. M. S. Abdelazim,  “Effect of Alum  Coagulation  on  iron  Removal  in  Aerated Groundwater Using Rapid Sand Filters,” J. Eng.
Sci.  Assiut  Univ.  Fac.  Eng. ,  vol.  44,  no.  6,  pp.
690–702, 2016.
[4] P. Sarker, S. Islam, and M. M. Kabir, “Removal of  iron  and  turbidity  from  ground  water  by natural  and  chemical  coagulants,” Int.  Res.  J.
Environ. Sci. , vol. 8, no. 1, pp. 36–41, 2019.
[5] M.  F.  Pang,  P.  Kumar,  T.  T.  Teng,  A.  K.  M. Omar,  and  K.  L.  Wasewar,  “Removal  of  lead  , zinc  and  iron  by  coagulation  –  flocculation,” J. Taiwan Inst. Chem. Eng. , vol. 42, no. 5, pp. 809– 815, 2011, doi: 10.1016/j.jtice.2011.01.009.
[6] M.  D.  Pusfitasari,  R.  R.  Yogaswara,  D.  M. Jiwantara,  and  I.  R.  Anggara,  “Penurunan Kandungan  Besi  (Fe)  dalam  Air  Tanah  dengan Metode Elektrokoagulasi,” J. Tek. Kim. , vol. 12, no. 2, pp. 59–63, 2018.
[7] I.  Nurhayati  and  S.  Vigiani,  “Penurunan  Kadar Besi  (Fe),  Kromium  (Cr),  COD  dan  BOD Limbah Cair Laboratorium dengan Pengenceran, Koagulasi  dan  Adsorbsi,” Ecotrophic ,  vol.  14, no. 1, pp. 74–87, 2020.
[8] F. Reno, “Penggunaan Aluminium Sulfat Untuk
Menurunkan  Kekeruhan  Dan  Warna  Pada Limbah Cair Stockpile Batubara Dengan Metode Koagulasi Dan Flokulasi,” J. Redoks , vol. 2, no.
1, pp. 42–47, 2017.
[9] K.  Khaira,  “Penentuan  Kadar  Besi  (Fe)  Air
Sumur  dan  Air  PDAM  Dengan  Metode
Spektrofotometri,” J. Sainstek , vol. V, no. 1, pp.
17–23, 2013.
[10] Margaretha,  R.  Mayasari,  Syaiful,  and  Subroto, “Pengaruh  Kualitas  Air  Baku  Terhadap  Dosis dan Biaya Koagulan Aluminium Sulfat dan Poly Aluminium Chloride,” J. Tek. Kim. , vol. 18, no. 4, pp. 21–30, 2012.
[11] A.  Chamdan  and  A.  Purnomo,  “Kajian  Kinerja Teknis  Proses  dan  Operasi  Unit  Koagulasi- Flokulasi-Sedimentasi pada Instalasi Pengolahan Air (IPA) Kedunguling PDAM Sidoarjo,” J. Tek. Pomits , vol. 2, no. 2, pp. 118–123, 2013.
[12] S. E.  Widiyanti,  P.  Pabbenteng,  E.  W.  Saputra, and A. N. Islamiati, “Optimasi Proses Koagulasi Menggunakan  Campuran  Koagulan  Aluminium Sulfat  Dan  PAC  (Poly  Aluminium  Chloride) Pada Pengolahan Air Sungai Tello,” in Seminar Nasional “Tellu Cappa,” 2017, vol. September, pp. 681–684, doi: 10.20527/k.v8i1.6515.
[13] B.  K.  Pramanik,  S.  K.  Pramanik,  and  F.  Suja, “Removal  of  arsenic  and  iron  removal  from drinking water using coagulation and biological treatment,” J.  Water  Health ,  vol.  14,  no.  1,  pp. 90–96, 2016, doi: 10.2166/wh.2015.159.