E-ISSN:
2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, No. 6, Juni 2022
PENENTUAN  DOSIS  OPTIMUM  KOAGULAN  FeCl 3 UNTUK  PENGOLAHAN

## AIR LIMBAH INDUSTRI DENGAN METODE JAR TEST
1 Nurul Asni, 2 Rospian N.S.P, 3 Emmida Djonaedi, 4 Riski Wahyuni 1,2 Akademi Kimia Analis Caraka Nusantara, Indonesia
3 Teknik Grafika Penerbitan, Polteknik Negeri Jakarta, Indonesia
4 PT. Mulia Agung Chemindo, Indonesia Email: nurul.asni@gmail.com, rospiansuciuci@gmail.com, emmidia.djonaedi@grafika.pnj.ac.id, riski.wahyuni@gmail.com

## Abstrak
Limbah  cair  merupakan  buangan  yang  dihasilkan  dari  kegiatan  produksi  yang menjadi  salah  satu  permasalahan  bagi  setiap  industri  karena  dapat  mencemari perairan  yang  dimanfaatkan  oleh  masyarakat.  Salah  satu  penangannya  adalah pengolahan  limbah  secara  kimia  dengan test koagulasi  yang  dilakukan  dengan metode jar test . Penelitian ini bertujuan untuk menentukan dosis optimum koagulan FeCl 3 ,  dilakukan  dengan  membandingkan  aktivitas  koagulan  dengan  variasi  dosis pembubuhan  dan  konsentrasi,  dengan  parameter  yang  diujikan  adalah  kekeruhan, pH, TSS, dan TDS. Hasil pengujian menunjukkan bahwa dosis optimum koagulan FeCl 3 untuk  mengurangi  zat  kontaminan  yang  paling  efektif  adalah  pada  dosis pembubuhan  sebanyak  0,2  mL  pada  konsentrasi  400  ppm  dan  hasil  pengujiannya sesuai dengan standar baku mutu limbah buangan menurut KEP- 51/MENLH/10/1995.
Kata Kunci :  metode  jar  test;  koagulan  fecl 3 ;  dosis  optimum;  limbah  cair;  kekeruhan; ph; tss; tds (FeCl 3 , pH, TSS, TDS)

## Abstract
Liquid  waste  is  waste  resulting  from  production  activities  as  one  of  the  problems for every industry because it can contaminate the waters of which are be used  by the  community.  One  of  the  handlers  is  chemically  wastewater  treatment  with coagulation  test  conducted  by  the  method  of  jar  test.  This  research  aims  to determine  the  optimal  dose  of  coagulant  FeCl 3 ,  done  by  comparing  coagulant activity  with  the  variation  of  dose  and  concentration,  with  parameters  tested  is turbidity, pH, TSS, and TDS. The test results show that the optimum coagulant dose FeCl 3 to reduce contaminant substance that is most effective at doses 0.2 mL on the concentration  of  400  ppm  and  test  results  in  accordance  with  the  standard  waste quality standards according to KEP-51 / MENLH / 10/1995.
Keywords: jar test method; coagulants fecl3; optimum dose; liquid waste; turbidity; ph; tss; tds (FeCl3, pH, TSS,TDS)

## Pendahuluan
Limbah  cair  adalah  limbah  yang  keluar  dari  proses  produksi  baik  berupa  sisa proses, hasil sampingan, bekas air cucian, maupun air pendinginan. Keberadaan limbah cair didalam ekosistem umumnya mengandung zat-zat organik dan zat-zat kimia lainnya yang  membawa  dampak  negatif  terhadap  lingkungan  perairan  dan  kesehatan masyarakat, antara lain (Yulianto, 2008) :
1) Menurunkan kadar oksigen terlarutdalam air.
2) Musnahnya biota air.
3) Gangguan kesehatan.
Terdapat tiga cara pengolahan limbah antara lain, secara fisika, kimia, dan biologi. Salah  satu  cara  pengolahan  limbah  cair  adalah  secara  kimia.  Pengolahan  limbah  cair secara  kimia  dilakukan  untuk  memisahkan  parikel-partikel  koloid  dan  zat  padat tersuspensi yang halus serta senyawa lain yang sulit dipisahkan dengan cara pengolahan fisik (Supriyanti, 1991) .
Prinsip  yang  digunakan  untuk  mengolah  limbah  cair  secara  kimia  adalah menambahkan  bahan  kimia  (koagulan)  yang  dapat  mengikat  bahan  pencemar  yang terkandung  dalam  air  limbah,  kemudian  memisahkannya  dengan  cara  mengendapkan atau mengapungkan.
Kekeruhan  dalam  air  limbah  dapat  dihilangkan  melalui  penambahan  bahan  kimia yang  disebut  koagulan  dan  flokulan.  Pada  umumnya  bahan  seperti  aluminium  sulfat (tawas), fero sulfat, poli ammonium klorida atau polielektrolit organik dapat digunakan sebagai koagulan.
Untuk  menentukan  dosis  optimal,  koagulan  yang  sesuai,  dan  pH  yang  digunakan dalam  proses  pengolahan  air  limbah.  Secara  sederhana  dapat  dilakukan  dalam laboratorium  dengan  menggunakan  metode  jar  test yang  merupakan  model  sederhana dari proses koagulasi.
Jar  Test  adalah  rangkaian  tes  untuk  mengevaluasi  proses-proses  koagulasi  dan flokulasi  serta  menentukan  dosis  pemakaian  bahan  kimia.  Penambahan  bahan  kimia tidak  dapat  dilakukan  sembarang,  harus dosis  yang  tepat  dan  bahan  kimia  yang cocok serta  harus  memperhatikan  pHnya.  Sehingga  jar  test  bertujuan  untuk  mengoptimalkan pengurangan polutan dengan (Risdianto, 2007) :
1. Mengevaluasi koagulan dan flokulan.
2. Menentukan dosis bahan kimia.
3. Mencari pH yang optimal.
Koagulan FeCl 3 efektif untuk limbah cair dengan kesadahan rendah dan intensitas warna yang tinggi, namun kelemahan dari koagulan FeCl 3 adalah karena sifatnya yang korosif serta akan memberi efek warna pada limbah tidak berwarna jika konsentrasinya berlebih,  timbulnya  warna  ini  disebabkan  oleh  Fe 3+ yang  terlarut  dalam  air  limbah menyebabkan timbulnya warna merah (PDK Wulan, 2010) .
Dosis koagulan yang berlebihan maupun yang kurang dapat menurunkan efisiensi padatan. Kondisi tersebut dapat dikoreksi dengan percobaan jar test dan memverifikasi
kinerja  proses  setelah  melakukan  perubahan  dalam  operasi  proses  koagulasi (Davis  & Cornwell, 1998) .
Berdasarkan  uraian  tersebut,  maka  dijadikan  pertimbangan  untuk  melakukan  uji penentuan  dosis  optimum  terhadap  koagulan  FeCl 3 dengan  menggunakan  metode  jar test  dalam  pengolahan  limbah  cair  sehingga  dihasilkan  air  limbah  yang  sesuai  dengan baku mutu limbah cair buangan.

## Metode Penelitian
1. Bahan
Bahan  yang  digunakan  adalah  sampel  limbah  cair  Cair  pada  industri  makanan  , koagulan FeCl 3 , larutan NaoH 25%, dan Flokulan (Polimer Anionik).
Alat yang digunakan adalah peralatan gelas kimia, Neraca Analitik Digital Vibra HT,  TDS  meter  model  YK-22CT,  TSS  meter  HACH  model    DR2500,  Turbidity meter HACH model 2100Q dan pH meter.
2. Metode
Metode yang digunakan untuk penentuan dosis optimum koagulan FeCl 3 adalah metode jar test.
a) Jar Test
Sampel limbah cair sebanyak 200 mL dimasukkan kedalam gelas beaker 500 mL, kemudian diukur pHnya (jika pH sampel asam, maka tambahkan NaOH 25% sampai pH sampel menjadi basa).
Dibuat sebanyak 5 sampel dengan variasi sebagai berikut:
Tabel 1 Dosis Koagulan FeCl 3 Gelas Beaker Konsentrasi (Ppm) Volume Koagulan FECL 3 (ML)
1
2 3 4 5 100 200 300 400 500 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
Sampel limbah yang telah dibubuhi koagulan diaduk cepat selama 1 menit dan diaduk  lambat  selama  2  menit,  kemudian  diamkan  selama  5  menit,  setelah  itu tambhkan flokulan sebanyak 1 mL pada masing masing sampel dan diaduk lambat selama  1  menit,  kemudian  diamkan  lagi  sampai  filtrat  dengan  flok  terpisah. Selanjutnya  diambil  filtratnya  untuk  pengujian  terhadap  parameter  pH, Kekeruhan, TDS dan TSS.
b) Uji pH
Sampel  disiapkan  dalam  gelas beaker 100  mL  secukupnya,  kemudian menyiapkan pH meter yang telah dibersikan dengan aquades. Elektroda pH meter dicelupkan  kedalam  gelas beaker berisi  sampel  sampai menunjukkan  pembacaan
yang  tetap.  Kemudian  catat  angka  yang  tertera  pada display .  Selanjutnya bersihkan kembali pH meter yang telah digunakan dengan aquades dan keringkan.
c) Uji TDS
Filtrat  sampel  dipipet  sebanyak  100  mL ke  dalam  gelas beaker. TDS  sampel kemudian diukur dengan TDS meter dengan cara elektroda TDS meter dicelupkan kedalam sampel, kemudian catat angka yang tertera pada display .
Keterangan:  pengukuran  kekeruhan  dan  TSS  dilakukan  di  LABKESDA. Sehingga prosedur tidak dicantumkan.

## Hasil dan Pembahasan
Metode jar test digunakan untuk mengevaluasi proses-proses koagulasi serta untuk menentukan  dosis  pemakaian  bahan  kimia.  Penentuan  dosis  optimum  bertujuan  untuk mengetahui  dosis  koagulan  yang  paling  efektif  untuk  menghilangkan  partikel  koloid karena penambahan koagulan yang kurang maupun yang berlebih tidak menjamin hasil yang  diperoleh  baik.  Menurut (Suryadiputra,  1995) ,  penambahan  koagulan  yang semakin banyak dapat menyebabkan pemecahan kembali padatan yang sudah terbentuk, dikarenakan dosis koagulan mencapai konsentrasi berlebih sehingga terjadi penstabilan kembali  muatan  koloid  yang  terbentuk  yang  menyebabkan  koloid  menjadi  stabil kembali. Prinsip  koagulasi  dan  flokulasi  yaitu  proses  destabilisasi  partikel  koloid  dan memperbesar laju pembentukan flok.
Pada  pengujian  dengan  metode  jar  test  dilakukan  pengadukan  secara  cepat  dan lambat. Pengadukan secara cepat berfungsi untuk menyebarkan bahan kimia, sehingga koagulan dan sampel tercampur merata. Sedangkan pengadukan secara lambat berfungsi agar  campuran  koagulan  dengan  sampel  limbah  yang  telah  merata  membentuk gumpalan atau flok dan dapat mengendap dengan cepat.
Pemilihan  dosis  koagulan  FeCl 3 pada  pengujian  ini  berdasarkan  eksperimen semata,  dikarenakan  sampel  limbah  cair  pada  industri  makanan memiliki  intensitas warna  yang  tinggi  dan  tingkat  kekeruhan  yang  tinggi  sehingga  dipilih  dosis pembubuhan koagulan dengan konsentrasi ≥100 ppm.
Setelah diperoleh filtrat hasil dari pengujian dengan menggunakan metode jar test, dilakukan  analisa  terhadap  beberapa  parameter  yang  diujikan  antara  lain  pH, Kekeruhan,  Total  Padatan  Tersuspensi  (TSS)  sebagai  parameter  penentuan  dosis optimum dan Total Padatan Terlarut (TDS) sebagai parameter uji tambahan.

## 1. Uji pH
Tabel 2 Hasil Uji pH Konsentrasi Koagulan (Ppm) PH Awal Akhir 100 200 300 400 500 9 9 9 9 9 8,6 8,3 8,0
7,4
6,6
Nilai pH air limbah sebelum diberi perlakuan adalah 7, kemudian dibuat dalam suasana basa menjadi pH 9 dengan penambahan larutan NaOH 25%, agar koagulan FeCl 3 dapat bekerja dengan efektif dan sebagai upaya untuk menetralkan pH limbah setelah di bubuh koagulan FeCl 3 .
Gambar  1.  Menunjukkan  bahwa  pH  air  limbah  sesudah  di  beri  perlakuan penambahan dosis koagulan FeCl 3 0,05 mL sebesar 8,6, penambahan dosis koagulan FeCl 3 0,1  mL  sebesar  8,3,  penambahan  dosis  koagulan  FeCl 3 0,15  mL  sebesar  8,0, penambahan  dosis  koagulan  FeCl 3 0,2  mL  sebesar  7,4,  dan  penambahan  dosis koagulan  FeCl 3 0,25  mL  sebesar  6,6.  Penurunan  nilai  pH  pada  limbah  ini  masih memenuhi  standar  baku  mutu  yang  diatur  dalam  Kep.  Men.  Neg.  L.  H.  No.:  KEP- 51/MENLH/10/1995, tentang baku mutu limbah cair bagi kegiatan industri, yaitu pH masih berkisar diantara 6-9.

## Gambar 1 Grafik Hubungan Konsentrasi koagulan dengan pH
Dari  Gambar  diatas  dapat  dilihat  bahwa  semakin  tinggi  konsentrasi  koagulan maka  semakin  turun  nilai  pH  limbahnya,  artinya  penambahan  dosis  koagulan  yang semakin banyak menyebabkan penurunan nilai pH.
Penurunan  nilai  pH  ini  disebabkan  karena  FeCl 3 yang  bersifat  asam  dan alkalinitas  yang  ada  dalam  air  limbah  dipakai  untuk  menghidrolisis  kation  besi menjadi  logam  hidroksida  (Fe(OH) 3 ).  Pengukuran  pH  air  limbah  dilakukan menggunakan  pH  meter  sesudah  perlakuan  dengan  penambahan  dosis  koagulan FeCl 3. (Noorjanah, 2015) .
2. Uji Kekeruhan
Tabel 3 Hasil Uji Kekeruhan Konsentrasi Koagulan (ppm) Nilai Kekeruhan (Ntu) 100 200 300 400 500 7,17 4, 59 2,90 0,94 5,18

## LIMBAH
454
Karakteristik sampel air limbah yang dapat dilihat secara fisik adalah intensitas warna yang tinggi, dimana sampel berwarna cokelat keabu-abuan yang pekat. Hasil pemeriksaan kekeruhan sampel air limbah sebelum dilakukan perlakuan mempunyai nilai  kekeruhan  yang  besar  yaitu  454  Ntu,  dimana  melebihi  nilai  maksimum  yang ditetapkan dalam standar baku mutu air bersih menurut Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 416/MENKES/PER/IX/ 1990.
Hasil  pengujian  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.  Penambahan  dosis  koagulan  FeCl 3 0,05 mL adalah 7,17 Ntu, penambahan dosis koagulan FeCl 3 1 mL adalah 4,59 Ntu, penambahan  dosis  koagulan  FeCl 3 0,15  mL  adalah  2,90  Ntu,  penambahan  dosis koagulan FeCl 3 0,2 mL adalah 0,94 Ntu, dan penambahan dosis koagulan FeCl 3 0,25 mL adalah 5,18 Ntu.
Gambar 2

## Grafik Hubungan Konsentrasi Koagulan dengan Kekeruhan
Berdasarkan  hasil  pengujian,  semua  dosis  koagulan  FeCl 3 yang  ditambahkan dapat  menurunkan  kekeruhan  pada  air  limbah  sesuai  dengan  standar  baku  mutu  air bersih menurut Peraturan Menteri Kesehatan Nomor:416/MEN.KES/PER/IX/1990, mengenai  persyaratan  kualitas  air  bersih  dimana  kekeruhan  maksimal  yang diperbolehkan  adalah  25  Ntu,  namun  dari  Gambar  2  terlihat  bahwa  penurunan tingkat kekeruhan yang paling efektif adalah pada konsentrasi 400 ppm dimana dosis koagulan  FeCl 3 yang  di  tambahkan  sebanyak  0,2  mL  dapat  menurunkan  tingkat kekeruhan  air  limbah  sampai  0,94  Ntu,  penurunan  tingkat  kekeruhan  yang  terbesar ini  merupakan  dosis  optimum  dari  penambahan  koagulan  FeCl 3 .  Penurunan  tingkat kekeruhan  terjadi  karena  padatan  tersuspensi  yang  halus  yang  terdapat  dalam  air limbah  dapat  terendapkan  membentuk  flok  yang  menggumpal  sehingga  dapat menurunkan tingkat kekeruhan air limbah. Dalam hal ini, tingkat kekeruhan dengan kadar  TSS  berbanding  lurus,  yaitu  jika  kadar  TSS  dalam  air  limbah  tinggi  maka tingkat kekeruhan limbah tersebut juga tinggi.

## 3. Uji Total Padatan Tersuspensi (TSS)
Tabel 4 Hasil Uji TSS Konsentrasi Koagulan (ppm) TSS (mg/L) 100 200 300 400 500 Limbah 5 5 2 0 3 3420
Hasil  pengujian  kadar  TSS  sebelum  diberi  perlakuan  adalah  3420  mg/L. Sedangkan  hasil  pengukuran  dengan  menggunakan  koagulan  FeCl 3 sesudah  diberi perlakuan pengadukan cepat selama 1 menit dan pengadukan lambat selama 2 menit serta  pengendapan  selama  5  menit  didapatkan  pada  Tabel  4.  Dimana  penurunan kadar TSS sesudah penambahan koagulan FeCl 3 berturut –turut pada dosis 0,05 mL dan 1 mL penurunan kadar TSS sampai 5 mg/L, dosis koagulan FeCl 3 sebanyak 0,15 mL  menurunkan  sampai  2  mg/L,  penambahan  dosis  koagulan  FeCl 3 0,2  mL menurunkan  kadar  TSS  sampai  0  mg/L, dan  penambahan  koagulan  FeCl 3 sebanyak 0,25 mL dapat menurunkan kadar TSS sampai 3 mg/L.

## Gambar 3 Grafik Hubungan Konsentrasi Koagulan Dengan TSS
Kadar TSS air limbah tersebut melebihi standar baku mutu yang ditetapkan yaitu lebih dari 200 mg/L. Namun setelah diberi koagulan FeCl 3 , kadar TSS turun drastis dan sudah sesuai dengan standar baku mutu yang diatur dalam Kep. Men. Neg. L. H. No.:  KEP-51/MENLH/10/1995,  tentang  baku  mutu  limbah  cair  bagi  kegiatan industri.  Menurut Siti  Noorjanah  (2015) ,  Penurunan  kadar  TSS  ini  dikarenakan
koagulan FeCl 3 membuat partikel koloid membentuk flok-flok sehingga flok tersebut menggumpal dan kemudian dapat diendapkan.
Berdasarkan hasil pengujian diperoleh bahwa semua dosis koagulan FeCl 3 dapat menurunkan  kadar  TSS,  namun  hasil  terbaik  terdapat  pada  konsentrasi  400  ppm dimana  dosis  koagulan  FeCl 3 yang  ditambahkan  sebanyak  0,2  mL  dapat menghilangkan  padatan  tersuspensi  sampai  0  mg/L.  Penurunan  kadar  TSS  yang paling rendah dari kadar TSS awal inilah yang menjadi dosis optimum pembubuhan koagulan FeCl 3 .
4. Uji Total Padatan Terlarut (TDS)
Tabel 5 Hasil Uji TDS Konsentrasi Koagulan (ppm) TDS (mg/L) 100 200 300 400 500 Limbah 1039 1089 1196 1205 1320 737
Hasil  pengujian  kadar  TDS  sebelum  diberi  perlakuan  adalah  737  mg/L,  masih memenuhi  standar  baku  mutu  berdasarkan  Kep.  Men.  Neg.  L.H.  No.:  KEP- 51/MENLH/10/1995  tentang  baku  mutu  limbah  cair  bagi  kegiatan  industri  yaitu kadar maksimum TDS yang diperbolehkan adalah 2000 mg/L.

## Gambar 4 Grafik Hubungan Konsentrasi Koagulan dengan TDS
Berdasarkan hasil pengujian yang dapat dilihat pada Gambar 4. Semakin tinggi konsentrasi  maka  semakin  tinggi  pula  padatan  terlarut  air  limbah , namun  masih sesuai  dengan standar  baku  mutu yang  diatur  dalam Kep.Men.Neg.L.H.No.:  KEP- 51/MENLH/10/1995, dimana pada konsentrasi 100 ppm kadar TDSnya adalah 1039, pada  konsentrasi  200  ppm  kadar  TDSnya  adalah  1089,  pada  konsentrasi  300  ppm kadar TDSnya adalah 1196, pada konsentrasi 400 ppm kadar TDSnya adalah 1205, dan pada konsentrasi 500 ppm kadar TDSnya adalah 1320. Hal ini disebabkan karena
semakin  banyaknya  zat  yang  terlarut  dalam  air  limbah  akibat  penambahan  bahan kimia seperti koagulan FeCl 3 , NaOH, dan Flokulan pada saat proses pengujian.
Pengukuran  TDS  bertujuan  untuk  mengetahui  jumlah  padatan  terlarut  pada masing-masing  konsentrasi  setelah  dilakukan  pengujian  jar  test,  dimana  pada  dosis optimum  yaitu  pada  konsentrasi  400  ppm  jumlah  padatan  terlarut  masih  memenuhi standar baku mutu limbah buangan industri.

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan  diatas  maka  dapat  disimpulkan  bahwa penggunaan  koagulan  untuk  pengolahan  sampel  limbah  cair  pada  industri  makanan dengan  metode  jar  test  optimum  pada  pH  7,4  dan  konsentrasi  400  ppm  dengan  dosis pembubuhan  sebanyak  0,2  mL  dapat  menurunkan  kadar  kekeruhan  dan  TSS  dalam sampel limbah.
Hasil  pengujian  terhadap  parameter  uji  pH,  kekeruhan,  TSS,  dan  TDS  memenuhi standar baku mutu yang ditetapkan dalam Kep.Men.Neg.L.H.No.: KEP- 51/MENLH/10/1995, tentang baku mutu limbah cair bagi kegiatan industri.

## BIBLIOGRAFI
Davis,  Mackenzie  Leo,  &  Cornwell,  David  A.  (1998). Introduction  to  environmental engineering. WCB McGraw-Hill. Google Scholar
Norjannah,  Siti.  (2015). Keefektifan  Dosis  Koagulan  Feri  Klorida  (FeCl3)  dalam Menurunkan  Kadar  Total  Suspended  Solids  (TSS)  pada  Air  Limbah  Batik Brotoseno  Masaran  Sragen .  Universitas  Muhammadiyah  Surakarta. Google Scholar
Praswasti, P. D. K., Dianursanti, Dianursanti, Gozan, Misri, & Nugroho, Wahyu Ardie. (n.d.).  Optimasi  Penggunaan  Koagulan  pada  Pengolahan  Air  Limbah  Batubara. Optimasi Penggunaan Koagulan Pada Pengolahan Air Limbah Batubara . Google Scholar
Risdianto,  Dian.  (2007).  Optimisasi  proses  koagulasi  flokulasi  untuk  pengolahan  air limbah  industri  jamu  (studi  kasus  PT.  Sido  Muncul). Magister  Teknik  Kimia, Universitas Diponegoro, Semarang . Google Scholar
Supriyanti, K. (1991). Pengolahan Limbah Cair Secara Kimia . Google Scholar
Suryadiputra,  I.  N.  N.  (1995).  Pengantar  Kuliah  Pengolahan  Air  Limbah:  Pengolahan Air Limbah dengan Metode Kimia (Koagulasi dan Flokulasi). Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor . Google Scholar
Yulianto,  Teguh.  (2008).  Pengukuran  pH,  Turbidity,  COD  pada  Proses  Pengolahan Limbah  Cair  Industri  Oleo  Kimia  Bekasi. Jakarta  (ID):  AKA  Caraka  Nusantara . Google Scholar

## Copyright holder:
Nurul Asni, Rospian N.S.P, Emmida Djonaedi, Riski Wahyuni (2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: