Cara Menentukan Dosis pada Jar Test
Apa tahap yang paling menentukan dalam proses pengolahan air limbah? Seluruh pelaku industri pasti setuju, tidak ada tahap paling menentukan dalam rangkaian proses pengolahan air limbah. Dalam arti lain, seluruh tahap sangat menentukan kualitas air limbah yang nantinya dihasilkan, termasuk tahap koagulasi dan tahap flokulasi. Jar test adalah metode yang dapat diaplikasikan untuk menerapkan dosis koagulan dan mengevaluasi efektivitasnya dalam skala laboratorium. Dengan proses percobaan dan evaluasi, diharapkan koagulan yang telah lulus verifikasi laboratorium dapat diterapkan dalam proses koagulasi di lapangan. Artikel ini akan membahas lebih lanjut bagaimana cara menerapkan metode Jar Test yang tentunya dapat berguna untuk sistem pengolahan air limbah Anda.
Padatan terlarut total (total dissolved solids/ TDS), kekeruhan atau turbiditas (turbidity), padatan tersuspensi total (total suspended solids/ TSS), serta partikel organik lainnya adalah polutan - polutan yang seringkali menyebabkan keruhnya permukaan air. Seluruh polutan ini akan terlihat pada tampilan badan air ketika kadarnya melebihi ambang batas yang telah ditetapkan oleh baku mutu. Baku mutu air limbah setiap sektor pun telah ditetapkan oleh Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014 dan Nomor P.68 Tahun 2016, baik untuk air limbah industri maupun air limbah domestik. Untuk mencapai target yang sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan, pelaku industri perlu melakukan pengolahan air limbah yang dihasilkan dari kegiatan industri terkait.
Gambar 1. Mekanisme terbentuknya koagulan dengan : a) Jalur pembentukan lapisan kedua (double - layer compression); b) adsorpsi dan netralisasi muatan (adsorption and charge neutralization); c) adsorpsi dan jembatan antar partikel (adsorption and interparticle bridging) dan d) menjerat partikel dalam endapan atau "sweep floc"
Monitoring pH diperlukan karena efektivitas kinerja koagulan dan flokulan terpaut pada nilai pH. Jika nilai pH tidak sesuai maka reaksi yang terjadi menjadi tidak optimal dan menyebabkan proses yang tidak sempurna, yang dapat mengakibatkan pengeluaran cost operasional yang lebih besar. Beberapa tipe koagulan dan nilai pH-nya ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Beberapa Zat Koagulan dan pH optimumnya
Setelah proses pengolahan primer, badan air kemudian diproses lebih lanjut pada tahap pengolahan sekunder (secondary treatment). Pada tahap ini dilakukan proses degradasi polutan secara biologi dengan melibatkan mikroorganisme seperti bakteri. Pada tahap ini juga diberikan dosis oksigen melalui proses aerasi agar mikroorganisme yang dibiakkan dapat tumbuh dengan optimal sehingga proses dalam berlangsung dengan efektif dan efisien. Selain itu, proses aerasi juga ditujukan untuk menghilangkan gas - gas serta mengoksidasi ion - ion logam yang terlarut dalam badan air.
Proses kemudian dilanjutkan ke tahap filtrasi dan desinfeksi. Proses desinfeksi ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, yakni dengan penambahan klorin pada dosis tertentu, penyinaran dengan sinar ultraviolet (UV) ataupun juga melalui proses ozonasi, guna membunuh dan menghilangkan mikroorganisme ataupun polutan - polutan yang masih ada dalam badan air, sehingga nantinya air yang dihasilkan memenuhi syarat baku mutu maupun regulasi perusahaan dan aman untuk dilepaskan ke lingkungan ataupun digunakan kembali.
Bagaimana Cara Melakukan Jar Test dan Menentukan Dosisnya?
Sampel air yang hendak ditentukan karakteristiknya dikumpulkan dalam wadah dengan cara sampling berdasarkan SNI Nomor 6989 Bagian 58 Tahun 2008 untuk air limbah atau SNI 06-2412 Tahun 1991 untuk sampel air permukaan. Lalu sampel diterapkan untuk metode Jar Test dengan mengadaptasi metode standar ASTM 2035 atau SNI Nomor 19-6449 Tahun 2000. Untuk melakukan metode Jar Test, ada beberapa alat dan bahan yang diperlukan, yakni :
-
Gelas Kimia 1000 milliLiter, jumlah sesuai dengan jumlah posisi pada Alat yang digunakan
-
Alat pH meter dan kertas pH indikator universal
-
Pipet volumetrik
-
Alat analisis parameter untuk parameter suhu, turbiditas, TSS serta sisa bahan kimia dari koagulan/ flokulan yang digunakan.
-
Air pereaksi yang digunakan adalah air tipe IV berdasarkan ASTM D1193.
| Koagulan Utama | Koagulan Pembantu |
| 1. Aluminium Sulfat | 1. Silika Aktif |
| 2. Ferri Sulfat | 2. Anionik (polyelectrolytes) |
| 3. Ferro Sulfat | 3. Kationik (polyelectrolytes) |
| 4. Magnesium Kabonat | 4. Nonionik Polimer |
| 5.Natrium Aluminat | |
| 6. Ferri Klorida |
Berdasarkan prosedur SNI, larutan koagulan perlu disiapkan dalam konsentrasi yang beragam, mulai dari 10 mg/L hingga 10 g/L. Namun larutan koagulan pembantu atau flokulan dapat disiapkan dalam konsentrasi yang lebih rendah yakni < 1 mg/L. Dikutip dari The National Environmental Services Center dan SNI 19-6449 Tahun 2000, langkah - langkah Jar test secara garis besar dapat dilakukan sebagai berikut :
-
Operasikan stirring pada Alat Flocculator terhadap campuran dengan kecepatan tinggi kira - kira 120 rpm selama 1 menit untuk mensimulasikan pengadukkan statis (static mixer).
-
Perlahan turunkan kecepatan dan sesuaikan dengan pada keadaan Flocculator dan biarkan keadaan ini berlangsung selama 20 menit.
-
Lakukan observasi terhadap flok - flok yang terbentuk secara berkala selama 5 menit hingga 30 menit.
-
Mendekati waktu 30 menit, matikan stirrer dan biarkan endapan terbentuk. Biasanya tahap pengendapan ini berlangsung ± 1 jam.
-
Lakukan observasi kembali pada gelas kimia dan catat bentuk flok yang dihasilkan. Jika hasil tidak memenuhi target, maka penambahan dosis dapat dilakukan dengan menggunakan rujukan yang diregulasikan.
Beberapa poin yang perlu disorot dan dijadikan indikator evaluasi pada saat metode Jar test dilakukan adalah
-
Jumlah dosis zat koagulan dan flokulan yang dibutuhkan untuk pembentukkan flok;
-
Dimensi flok yang terjadi dan jumlahnya;
-
Jeda waktu tunggu antara saat penambahan zat koagulan hingga terbentuknya flok pertama;
-
Lamanya proses pengendapan seluruh residu;
-
Evaluasi residu turbiditas dari supernatan, setelah waktu sedimentasi ditentukan, dengan menggunakan Alat Turbidimeter sesuai dengan ISO 7027, APHA 2130, serta US EPA 180.1, yang juga diadaptasikan pada SNI 06-6989 Bagian 25 Tahun 2025.
-
Nilai pH serta kadar warna dari supernatan yang dihasilkan dari proses Jar Test.
Gambar 2. Tampilan Alat Flocculator untuk Jar test (a) Portable (b) Benchtop 4 Posisi (c) Benchtop 6 Posisi
Dari pemaparan diatas dapat disimpulkan bahwa metode Jar Test dapat dilakukan dengan memastikan berbagai elemen yang diperlukan. Salah satunya adalah dalam pemilihan instrumen Flocculator dan instrumen analisis parameter yang dijadikan indikator evaluasi. Gambar 2 menunjukkan beberapa pilihan Alat Flocculator yang tersedia di Market, mulai dari tipe benchtop 6 posisi, benchtop 4 posisi atau bahkan tipe portable. Tentu penambahan pH meter maupun instrumen analisis lain seperti Turbidimeter dan Fotometer seperti Colorimeter atau Spektrofotometer juga akan melengkapi dan menjadikan analisis Jar Test lebih valid, akurat dan presisi.
Referensi :
American Standard Testing Materials. 2008. ASTM D2035-08 : Standard Practice for Coagulation - Flocculation Jar Test Of Water
American Standard Testing Materials. 2019. ASTM D2035-19 : Standard Practice for Coagulation - Flocculation Jar Test Of Water. USA : ASTM
American Public Health Association. 2023. Standard Method For The Examination of Water and Wastewater Treatments 24th Edition. USA : APHA
Badan Standardisasi Nasional. (2025). SNI 6989-25-2025. Air dan Air Limbah - Bagian 25 : Cara Uji Kekeruhan dengan Nefelometer. Jakarta : Badan Standardisasi Nasional
Badan Standardisasi Nasional. (2000). SNI 19-6449-2000. Metode Pengujian Koagulasi - Flokulasi dengan Cara Jar. Jakarta : Badan Standardisasi Nasional
Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan. 2014. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 5 Tahun 2014 tentang “Baku Mutu Air Limbah”
Satterfield, P. E., Zane. 2005. Tech Brief : Jar Testing, The National Environmental Services Center
United States Environmental Protection Agency. 1993. Method 180.1: Determination of Turbidity by Nephelometry
Velp. 2025. The Importance of Jar Test in Water and Wastewater Analysis, https://www.velp.com/en-ww/the-importance-of-jar-test-in-water-and-wastewater-analysis.aspx?srsltid=AfmBOoqXkxZVu8RBIJvIcIMKXJOmPDqctVXNILLJa_A_BTUraii-2SS0 diakses pada Tanggal 10 Desember 2025