Koagulan adalah bahan kimia yang berfungsi sebagai pengikat partikel penyebab keruh terhadap air agar terjadi gumpalan atau flok yang mudah diendapkan. Koagulan ditambahkan ke dalam air guna menyempurnakan proses koagulasi. Berikut adalah sifat dari koagulan yang baik dan efektif:
1. Kation bervalensi tiga (Trivalent cation)
Koloid biasanya ditemukan dialam dalam bentuk negatif, oleh karena itu diperlukan kation untuk menetralkan bentuknya. Kation bervalensi tiga ini merupakan kation yang paling efektif.
2. Tidak beracun (Nontoxic)
Hal ini merupakan syarat yang jelas untuk memproduksi air yang aman.
3. Tidak dapat dilarutkan pada pH netral.
Koagulan yang ditambahkan harus mengendap diluar dari larutan sehingga konsentrasi yang tinggi dari ion-ionnya tidak tertinggal dalam air. Pengendapan sangat membantu proses penghilangan koloid.
Dua jenis koagulan yang sering digunakan adalah aluminium (Al3+) dan besi (Fe3+). Faktor penting lainnya pada penambahan koagulan adalah pH dan dosis. Untuk aluminium memiliki rentang pH efektif diantara 5 sampai 8, sedangkan untuk besi lebih luas, yaitu 4 sampai 9. Sifat Alumunium yang amfoter juga merupakan kelebihan tersendiri karena muatannya dapat menyesuaikan dengan partikel terlarut dalam air yang akan diolah.
Senyawa koagulan mempunyai kemampuan mendestabilisasi koloid (menetralkan muatan listrik pada permukaan koloid) sehingga koloid dapat bergabung satu sama lain membentuk flok dengan ukuran yang lebih besar (dapat mengendap).
Pemilihan koagulan tergantung pada padatan terlarut yang ingin dihilangkan, desain instalasi, dan biaya yang dianggarkan untuk memperoleh hasil yang diinginkan. Pengujian koagulan dengan jar test dan evaluasi skala pabrik adalah salah satu faktor penentu pemilihan koagulan.
Koagulan anorganik seperti alumunium dan garam besi adalah koagulan yang paling sering digunakan. Ketika ditambahkan ke dalam air, mereka akan menghasilkan banyak ion bermuatan untuk menetralkan partikel terlarut. Hidroksida Anorganik membentuk rantai polimer pendek yang dapat meningkatkan pembentukan mikroflok.
Koagulan anorganik biasanya lebih murah, mudah didapat, dan cukup efektif untuk hamper seluruh padatan terlarut. Koagulan tipe ini juga dapat menghilangnkan prekursor organik yang dapat bergabung dengan klorin membentuk disinfeksi produk. Flok-flok yang terbentuk dalam jumlah besar ini dapat memerangkap bakteri saat flok mengendap.
Koagulan yang sering digunakan adalah alum, ferric sulfate, ferrous sulfate, dan sodium aluminate. Keempat awal akan menurunkan tingkat alkalinitas larutan, sedangkan sodium aluminate akan meningkatkan alkalinitas dan pH. Reaksinya adalah sebagai berikut:
ALUMUNIUM SULFATE
Alumunium Sulfat , Al2(SO4)3 adalah senyawa kimia yang sering digunakan dalam industry sebagai koagulan dalam pemurnian air minum, pengolahan air buangan, dan juga pada pembuatan kertas. Alumunium Sulfat biasanya sering salah dipahami sebagai alum, alum adalah senyawa-senyawa yang mengandung KAl(SO4)2.12H2O. Alumunium Sulfat terbentuk dari reaksi alumunium hidroksida dalam asam sulfat.
A12(SO4)3 + 3 Ca(HCO3) ------------> 2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6 CO2
Aluminum + Calcium gives Aluminum + Calcium + Carbon
Sulfate Bicarbonate Hydroxide Sulfate Dioxide
(ada di dalam air
yang diolah)
FERRIC SULFATE
Besi (III) Sulfat adalah senyawa dari besi dan sulfat (terdiri dari atom sulfur dan oksigen). Senyawa ini berbeda dari Besi (II) Sulfat karena rasio ion sulfatenya dan ion besinya lebih besar.
Besi (III) Sulfat diproduksi secara besar dengan mereaksikan asam sulfat dengan larutan panas Besi (II) Sulfat, digunakan aoxidizing agent seperti hydrogen peroksida atau asam nitrat. Dalam instalasi pengolahan buangan, Besi (III) Sulfat biasanya digunakan untuk membantu dalam mengendapkan partikel dalam air.
Fe2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 ------------> 2 Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6 CO2
Ferric + Calcium gives Ferric + Calcium + Carbon
Sulfate Bicarbonate Hydroxide Sulfate Dioxide
(ada di dalam air
yang diolah)
FERRIC CHLORIDE
Ferric Chloride atau Besi (III) Klorida adalah salah satu komoditas senyawa kimia berskala industry. Warna dari Kristal Besi(III)Klorida ini tergantung dari sudut penglihatan, dengan reflected light Kristal akan terlihat hijau gelap, namun lewat transmitted light akan terlihat ungu kemerahan.
2 FeCl3 + 3 Ca(HCO3)2 ------------> 2 Fe(OH)3 + 3CaCl2 + 6CO2
Ferric + Calcium gives Ferric + Calcium + Carbon
Chloride Bicarbonate Hydroxide Chloride Dioxide
(ada di dalam air
yang diolah)
FERROUS SULFATE
Ferrous Sulfat atau Besi(II)Sulfat, biasanya dikenal dengan copperas, adalah senyawa asam yang berwarna biru kehijauan sampai warna kuning kecoklatan tersedia dalam bentuk butiran ataupun Kristal. Alkalinitas dan pH dari air alam biasanya terlalu rendah untuk bereaksi dengan copperas untuk membentuk flok ferric hidroksida, karena reaksi membutuhkan oksigen yang disuplai dari oksigen terlarut dalam air, yang tidak mungkin terjadi pada pH di bawah 8,5. Hal ini diperlukan, oleh karena itu agar koagulasi terjadi biasanya ditambahkan kapur. Copperas tidak dapat digunakan dalam koagulasi air dengan tingkat warna air tinggi. Dosis kapur yang ditambahkan untuk penambahan reaksi koagulasi ferrous sulfat berkisar antara 0,27 mg/L sampai 1,0 mg/L. Peran Kapur atau Ca(OH)2 disebut sebagai coagulant aid.
FeS04 + Ca(HCO3)2 ------------> Fe(OH)2 + CaS04 + 2CO2
Ferrous + Calcium gives Ferrous + Calcium + Carbon
Sulfate Bicarbonate Hydroxide Sulfate Dioxide
(ada di dalam air
yang diolah)
SODIUM ALUMINATE
Dalam pengolahan air, sodium aluminate digunakan sebagai tambahan untuk proses softening, sebagai coagulant aid untuk membantu proses flokulasi, dan untuk memisahkan air dari silica dan fosfat terlarut.
· 2 Na2A12O4 + Ca(HCO3)2 ------------> 8 Al(OH)3 + 3 Na2CO3 + 6 H20
Sodium + Calcium gives Aluminum + Sodium + Water
Aluminate Carbonate Hydroxide Carbonate
(ada di dalam air
yang diolah)
· Na2Al2O4 + CO2 ------------> 2 Al(OH)3 + NaCO3
Sodium + Carbon gives Aluminum + Sodium
Aluminate Dioxide Hydroxide Carbonate
(ada di dalam air
yang diolah)
· Na2Al2O4 + MgCO3 ------------> MgAl2O4 + Na2CO3
Sodium + Magnesium gives Magnesium + Sodium
Aluminate Carbonate Aluminate Carbonate
(ada di dalam air
yang diolah)
POLYALUMUNIUM CHLORIDE ATAU ALUMUNIUM CHLOROHYDRATE
Alumunium Chlorohydrate adalah kelompok garam dengan rumus umum AlnCl(3n-m)(OH)m. Biasanya digunakan sebagai deodorant dan antiperspirant juga sebagai koagulan dalam proses permunian air. Sifat-sifatnya antara lain:
· Dosis yang dibutuhkan lebih rendah dari alumunium sulfat (Al2O3) dan biaya pengolahan air lebih rendah daripada menggunakan koagulan anorganik.
· Dapat membuat flok-flok besar dan presipitasi yang cepat. Kapasitas pengolahan dapat mencapai 1,3-3 kalo dari koagulan anorganik.
· Dapat bekerja pada perbedaan temperature yang cukup tinggi da n memiliki kelarutan yang cukup baik.
· Mudah dalam penggunaan namun bersifat sedikit korosif.
· Dalam bentuk cair cocok untuk automatic dosing dan tidak akan menyumbat pipa setelah pemakaian yang cukup lama
| Chemical Name | Chemical Formula | Primary Coagulant | Coagulant Aid |
| Aluminum sulfate (Alum) | Al2(SO4)3 · 14 H2O | X | |
| Ferrous sulfate | FeSO4 · 7 H2O | X | |
| Ferric sulfate | Fe2(SO4)3 · 9 H2O | X | |
| Ferric chloride | FeCl3 · 6 H2O | X | |
| Cationic polymer | Various | X | X |
| Calcium hydroxide (Lime) | Ca(OH)2 | X* | X |
| Calcium oxide (Quicklime) | CaO | X* | X |
| Sodium aluminate | Na2Al2O4 | X* | X |
| Bentonite | Clay | X | |
| Calcium carbonate | CaCO3 | X | |
| Sodium silicate | Na2SiO3 | X | |
| Anionic polymer | Various | X | |
| Nonionic polymer | Various | X |
Berikut adalah tabel senyawa-senyawa kimia yang berperan sebagai koagulan baik primary coagulant ataupun coagulant aid:
*Digunakan sebagai primary coagulant hanya pada proses softening air.
