Koagulasi dan Flokulasi dalam Pengolahan Air: Pompa Pengukur dan Pencampur

Pada akhirnya, proses koagulasi dan flokulasi mengubah air keruh menjadi air jernih dengan mempercepat waktu yang dibutuhkan partikel untuk mengendap. Setelah partikel-partikel ini mengendap, maka partikel-partikel ini dapat disaring.

Koagulasi adalah proses yang menetralkan padatan tersuspensi bermuatan di dalam air. Karena partikel alami biasanya bersifat negatif, koagulan, atau bahan kimia bermuatan positif biasanya ditambahkan ke dalam proses untuk menetralkan muatan.

Koagulan bekerja dengan menggumpalkan partikel-partikel tersuspensi dengan mengubah muatan listriknya: ini adalah proses netralisasi muatan. Bayangkan sebuah magnet: tidak mungkin memasang dua kutub magnet "Selatan" secara bersamaan karena muatan yang sama menciptakan gaya tolak-menolak.

Mirip dengan magnet, partikel koloid yang membawa muatan yang sama saling tolak menolak. Ketika jutaan partikel saling tolak-menolak, kejernihan air akan berkurang. Menetralkan muatan listrik memungkinkan partikel-partikel menggumpal membentuk gumpalan-gumpalan, dan dari titik ini partikel-partikel yang menggumpal dapat disaring dari air. Namun demikian, semakin besar gumpalan partikel, semakin mudah menyaringnya. Proses peningkatan ukuran flok dikenal sebagai flokulasi.

Menentukan jumlah dan jenis koagulan yang digunakan berubah berdasarkan berbagai kondisi proses. Banyak kondisi eksternal dan lingkungan yang berbeda berdampak pada cara pengolahan air baku yang mengubah seberapa banyak dan jenis bahan kimia yang harus digunakan oleh pengolah. Sebagai contoh, hujan lebat akan sangat berdampak pada air influen, atau air mentah, di sebuah instalasi pengolahan kota.

Uji tabung adalah metode standar di mana berbagai jumlah koagulan dan waktu flokulasi diuji pada sampel air baku. Ada beberapa sampel yang harus diuji sebelum diimplementasikan ke dalam volume yang lebih besar dari proses pengolahan air.

Koagulan organik, juga dikenal sebagai polimer secara umum digunakan dalam proses pengolahan air. Meskipun polimer lebih mahal menurut beratnya dibandingkan dengan koagulan anorganik, jumlah bahan kimia yang lebih sedikit dapat digunakan.

Selanjutnya, proses koagulasi menggunakan cairan dengan viskositas yang lebih tinggi untuk mengolah air. Biasanya ada dua jenis cairan kental yang ditemukan dalam proses ini: Netwonian dan Thixotropic.

Cairan Newtonian memiliki viskositas yang tidak berubah berdasarkan tekanan mekanis yang diterapkan padanya, sedangkan cairan tiksotropik memiliki viskositas yang berubah di bawah penerapan tekanan mekanis atau geseran. Viskositas tiksotropik juga dikenal sebagai penipisan geser, dan viskositasnya berkurang seiring waktu ketika fluida bergeser. Untuk alasan ini, penting untuk memilih produk pompa yang kompatibel dengan viskositas yang lebih tinggi.

Meskipun proses koagulasi sangat penting, namun proses ini juga dapat menjadi mahal. Biaya yang mahal terutama ditentukan oleh berapa banyak bahan kimia yang digunakan dalam proses. Meskipun polimer mungkin lebih mahal dari segi berat, polimer bisa lebih efisien daripada garam anorganik. Efikasi polimer dapat ditingkatkan dengan menyiapkan volume polimer yang tepat untuk memastikan polimer dapat bereaksi sepenuhnya dengan air proses, yang pada gilirannya mengurangi penggunaan polimer dan mungkin memiliki keunggulan biaya dibandingkan dengan garam anorganik.

Bahan kimia anorganik mengharuskan operator pengolahan air untuk mencapai keseimbangan yang membutuhkan dosis bahan kimia yang akurat. Terlalu banyak bahan kimia mungkin memerlukan koreksi pH; sementara tidak cukup bahan kimia dapat menyebabkan waktu pemrosesan tambahan untuk mencapai kondisi yang diinginkan.

Proses koagulasi membutuhkan waktu yang lama dan oleh karena itu harganya bisa mahal. Penting bagi pabrik pengolahan air untuk mengoptimalkan proses mereka dengan teknologi yang hemat biaya. Perangkat pengukuran seperti Streaming Current Detectors mengukur kerapatan muatan bersih partikel dalam sampel air. Perangkat ini membantu meningkatkan dan merampingkan proses koagulasi karena mengukur secara real time seberapa baik proses tersebut bekerja.

Selain itu, pencampuran flash dapat menjadi kendala utama bagi agitator dalam proses koagulasi. Pencampuran kilat dalam proses koagulasi membutuhkan aliran yang kuat dalam waktu yang sangat singkat, biasanya kurang dari satu menit. Untuk alasan ini, penting untuk memilih motor dan impeler yang sesuai untuk mencapai hasil yang diinginkan.

Sementara koagulasi pada dasarnya adalah proses kimiawi; flokulasi adalah penggumpalan partikel terutama melalui proses fisik. Setelah proses koagulasi terjadi, proses flokulasi dimulai dengan agitasi atau pencampuran cairan. Hal ini memungkinkan sebagian padatan tersuspensi mulai terikat bersama dan tumbuh menjadi gumpalan yang lebih besar. Proses ini dibantu dengan penambahan flokulan dan mixer.

Setelah partikel koloid dinetralkan muatannya, pencampuran cairan proses memungkinkan lebih banyak partikel-partikel ini bersatu. Tujuan dari proses ini adalah agar partikel-partikel yang dikelompokkan mencapai kondisi yang paling mudah disaring dari air.

Pencampuran air proses dengan penambahan flokulan memungkinkan partikel koloid menempel dan membentuk gumpalan yang semakin besar. Tantangan dalam proses ini adalah Anda harus mengaduk cairan tanpa memisahkan partikel-partikelnya. Untuk alasan ini, penting untuk mempertimbangkan geseran pencampuran pada fluida.