bab 1,2,3 dan 4
Post on 07-Jul-2018
231 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
1/26
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada industri kimia proses pemisahan sangat diperlukan, baik dalam
penyiapan umpan ataupun produk. Umumnya memisahkan dari campuran produk
yang keluar dari reaktor. Berbagai cara pemisahan dapat digunakan, teknik
pemisahan yang umumnya banyak dipakai adalah; sedimentasi, kristalisasi,
distilasi, ekstraksi, absorpsi, adsorpsi, filtrasi dan penukar ion.
Dalam percobaan ini teknik yang dilakukan adalah dengan cara
sedimentasi. Proses sedimentasi itu sendiri dilakukan dengan cara mengendapkan
partikel zat padat yang tersebar atau tersuspensi dalam cairan dalam waktu
tertentu sehingga cairan jernih dapat dipisahkan dari zat padat yang menumpuk
didasarnya. eknik pemisahan dengan cara ini selain lebih mudah dalam
pengoperasiannya, dilihat dari segi ekonomi juga jauh lebih murah. Pada
pengolahan air limbah tingkat lanjutan, sedimentasi ditujukan untuk penyisihan
lumpur setelah koagulasi dan sebelum proses filtrasi. !elain itu, prinsip
sedimentasi juga digunakan dalam pengendalian partikel di udara. Prinsip
sedimentasi pada pengolahan air minum dan air limbah adalah sama, demikian
juga untuk metoda dan peralatannya.
1.2 Tujuan Percobaan
"dapun tujuan dilakukannya percobaan ini adalah sebagai berikut
#. $emahami proses pemisahan padatan dari fluida cair karena pengaruh
gaya gra%itasi.
&. $enentukan parameter disain unit sedimentasi dari pengamatan proses
batch dan,
'. $elakukan perhitungan disain unit sedimentasi.
1
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
2/26
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pada industri kimia, proses pemisahan sangat diperlukan, baik dalam
penyiapan umpan maupun produk. Berbagai pemisahan dari campuran
diantaranya sedimentasi, kristalisasi, distilasi, ekstaksi, adsoprsi, absorbsi, filtrasi
dan penukar ion ($c )abe, #***+.
2.1 Se!"enta#!
!edimentasi merupakan suatu proses pemisahan secara mekanin menjadi
dua bagian yaitu slurry dan supernatan. !lurry adalah bagian dengan konsentrasi
partikel terbesar dan supernatan adalah bagian cairan yang bening. Proses ini
memanfaatkan gaya grafitasi yaitu dengan mendiamkan suspensi hingga terbentuk
endapan yang terpisah dari beningan (inanjar, &-##+.
Partikel yang jatuh akan mengalami gerakan dipercepat dan akhirnya
mengalami gerakan dengan kecepatan konstan (eankoplis,#*-+.
Umumnya proses sedimentasi dilakukan setelah proses koagulasi dan
flokulasi dimana tujuannya adalah untuk memeperbesar partikel padatan, sehingga
menjadi lebih berat dan dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat. !edimentasi
bisa dilakukan pada awal maupun akhir dari sistem pengolahan. /ika kekeruhan
dari influent tinggi, sebaiknya dilakukan proses sedimentasi awal (primary
sedimentation) didahului dengan koagulasi dan flokulasi. !econdary
sedimentation yang terletak pada akhir treatment gunanya untuk memisahkan dan
mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya (acti%ated sludge, 0D, dsb+
dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan ke unit pengolahan lumpur
tersendiri.
2.2 Bentuk$ bentuk bak #e!"enta#!
Bentuk bak sedimentasi 1
a. !egi empat (rectangular+. Pada bak ini, air mengalir horizontal dari inlet
menuju outlet, sementara partikel mengendap ke bawah
2
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
3/26
(a+ (b+
ambar &.# Bak sedimentasi berbentuk segi empat1 (a+ denah, (b+
potongan memanjang.
b. lingkaran (circular + 2 center feed . Pada bak ini, air masuk melalui pipa
menuju inlet bak di bagian tengah bak, kemudian air mengalir horisontal dari
inlet menuju outlet di sekeliling bak, sementara partikel mengendap ke
bawah. !ecara tipikal bak persegi mempunyai rasio panjang 1 lebar antara & 1
# 3 ' 1 #.
(a+ (b+
ambar &.& Bak sedimentasi berbentuk lingkaran 3 center feed 1 (a+
denah, (b+ potongan melintang.
c. lingkaran (circular + 2 periferal feed . Pada bak ini, air masuk melalui
sekeliling lingkaran dan secara horisontal mengalir menuju ke outlet di
bagian tengah lingkaran, sementara partikel mengendap ke bawah. 4asil
penelitian menunjukkan bahwa tipe periferal feed menghasilkan short circuit
yang lebih kecil dibandingkan tipe center feed , walaupun center feed lebih
sering digunakan. !ecara umum pola aliran pada bak lingkaran kurang
mendekati pola ideal dibanding bak pengendap persegi panjang.$eskipun
demikian, bak lingkaran lebih sering digunakan karena penggunaan peralatan
pengumpul lumpurnya lebih sederhana.
Bagian2bagian dari bak sedimentasi 1
a. 5ona 6nlet atau struktur influen (tempat air masuk ke dalam bak+ 1 5ona inlet
mendistribusikan aliran air secara merata pada bak sedimentasi dan
3
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
4/26
menyebarkan kecepatan aliran yang baru masuk. /ika dua fungsi ini dicapai,
karakteristik aliran hidrolik dari bak akan lebih mendekati kondisi bak ideal
dan menghasilkan efisiensi yang lebih baik. 5ona influen didesain secara
berbeda untuk kolam rectangular dan circular. 7husus dalam pengolahan air,
bak sedimentasi rectangular dibangun menjadi satu dengan bak flokulasi.
!ebuah baffle atau dinding memisahkan dua kolam dan sekaligus sebagai
inlet bak sedimentasi. Disain dinding pemisah sangat penting, karena
kemampuan bak sedimentasi tergantung pada kualitas flok.
b. 5ona pengendapan1 tempat flok8partikel mengalami proses pengendapan.
c. 9uang lumpur1 tempat lumpur mengumpul sebelum diambil ke luar bak.
7adang dilengkapi dengan sludge collector 8 scrapper .
d. 5ona 0utlet atau struktur efluen (tempat di mana air akan meninggalkan bak,
biasanya berbentuk pelimpah (weir ++ 1 !eperti zona inlet, zona outlet atau
struktur efluen mempunyai pengaruh besar dalam mempengaruhi pola aliran
dan karakteristik pengendapan flok pada bak sedimentasi. Biasanya
weir8pelimpah dan bak penampung limpahan digunakan untuk mengontrol
outlet pada bak sedimentasi. !elain itu, pelimpah tipe V-notch atau orifice
terendam biasanya juga dipakai. Diantara keduanya, orifice terendam yang
lebih baik karena memiliki kecenderungan pecahnya sisa flok lebih kecil
selama pengaliran dari bak sedimentasi menuju filtrasi. !elain bagian2bagian
utama di atas, sering bak sedimentasi dilengkapi dengan settler . Settler
dipasang pada zona pengendapan dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi
pengendapan (4anum, &--&+.
2.% Pro#e# Se!"enta#!
#+ )ara Batch
)ara ini cocok dilakukan untuk skala laboratorium, karena sedimentasi
batch paling mudah dilakukan pengamatan penurunan ketinggian.
$ekanisme sedimentasi batch pada suatu silinder8tabung bisa dilihat pada
gambar berikut1
4
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
5/26
B
D
C
B
A
transisi
D
Ctransisi
B
A
D
C
A
D
A
(a+ (b+ (c+ (d+ (e+
ambar &.: $ekanisme !edimentasi Batch
7eterangan 1
" 1 cairan bening
B 1 zona konsentrasi seragam
) 1 zona ukuran butir tidak seragam
D 1 zona partikel padat terendapkan
ambar diatas menunjukkan slurry (bagian dengan konsentrasi partikel
terbesar+ awal yang memiliki konsentrasi seragam dengan partikel padatan
yang seragam di dalam tabung (zona B+. Partikel mulai mengndap dan
diasumsikan mencapai kecepatan maksimum. Dengan cepat zona D
terbentuk yang terdiri dari partikel lebih berat sehingga lebih cepat
mengendap. Pada zona transisi, fluida mengalir ke atas karena tekanan dari
zona D. 5ona ) adalah daerah dengan distribusi ukuran partikel yang
berrbeda2beda dan konsentrasi tidak seragam. 5ona B adalah daerah dengan
konsentrasi seragam dan distribusi sama dengan keadaan awal. Di atas zona
B, adalah zona " yang merupakan cairan bening.
!elama sedimentasi berlangsung, tinggi masing2masing zona berubah.
5ona " dan zona D bertambah, sedangkan zona B berkurang."khirnya zona
B dan zona ), dan transisi hilang, semua padatan berada di zona D. !aat ini
disebut critical settling point , yaitu saat terbentuknya batas tunggal antara
cairan bening dan endapan.
&+ )ara !emi2Batch
Pada proses sedimentasi ini, hanya ada cairan keluar saja atau cairan
masuk saja. /adi, kemungkinan yang ada bisa berupa slurry yang masuk atau
cairan bening yang keluar.
5
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
6/26
'+ )ara 7ontinyu
Pada cara ini, ada cairan slurry yang masuk dan cairan bening yang
dikeluarkan secara kontinyu. !aat steady state, ketinggian tiap zona akan
konstan. 7ecepatan sedimentasi didefinisikan sebagai laju pengurangan atau
penurunan ketinggian daerah batas antara slurry (endapan+ dan supernatant
(cairan bening+ pada suhu seragam untuk mencegah pergeseran fluida karena
kon%eksi.
Pada keadaan awal, konsentrasi slurry seragam di seluruh bagian tabung.
7ecepatan sedimentasi konstan, periode ini disebut free settling, dimana
padatan bergerak turun hanya karena gra%itasi. 7ecepatan yang konstan ini
disebabkan oleh konsentrasi di lapisan batas yang relatif masih kecil,
sehingga pengaruh gaya tarik2menarik antar partikel, gaya gesek, dan gaya
tumbukan antar partikel dapat diabaikan. Partikel yang berukuran besar akan
turun lebih cepat, menyebabkan tekanan ke atas oleh cairan bertambah,
sehingga mengurangi kecepatan turunnya padatan yang lebih besar. 4al ini
membuat kecepatan penurunan semua partikel (baik yang kecil maupun yang
besar+ relatif sama atau konstan.
!emakin banyak partikel yang mengendap, konsentrasi menjadi tidak
seragam dengan bagian bawah slurry menjadi lebih pekat.7onsentrasi pada
bagian atas bertambah, gerak partikel semakin sukar dan kecepatan turunnya
partikel berkurang. 7ondisi ini disebut hindered settling. Perbedaan antara
kondisi free settling dan hindered settling dapat diamati pada grafik
hubungan antara 5 dan ɵ. Dimana saat free settling grafik hubungan masih
berupa garis lurus, sedangkan grafik mulai melengkung saat konsisi hindered
settling (!igit, &--+.
2.& T!'e$t!'e Se!"enta#!
7lasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan
kemampuan partikel untuk berinteraksi.7riteria ini secara langsung
mempengaruhi desain dan konstruksi dari sedimentasi. $asing2masing terjadi
baik di pengolahan air maupun limbah cair 7lasifikasi ini dapat dibagi ke dalam
6
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
7/26
empat tipe, yaitu1
•
!edimentasi tipe 6 (Prasedimentasi+1 pengendapan partikel diskrit, partikelmengendap secara indi%idual dan tidak ada interaksi antar2partikel.
• !edimentasi tipe 66 (!edimentasi+1 pengendapan partikel flokulen, terjadi
interaksi antar2partikel sehingga ukuran meningkat dan kecepatan
pengendapan bertambah.
• !edimentasi tipe 666 (sedimentasi setelah proses pengolahan biologis seperti
acti%ated sludge atau o
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
8/26
massa partikel rata2rata ini menyebabkan partikel jatuh lebih cepat.
Pengendapan flokulasi digunakan pada clarifier utama dan zona bagian atas
dari clarifier kedua. !ebagai contoh sedimentasi tipe 66 antara lain
pengendapan pertama pada pengolahan air limbah atau pengendapan partikel
hasil proses koagulasi2flokulasi pada pengolahan air minum maupun air
limbah.
ambar &.#- !edimentasi ipe 66
'+ ipe ' (Pengendapan zona atau disebut hindered +
!edimentasi tipe 666 adalah pengendapan partikel dengan konsentrasi yang
lebih pekat, di mana antar partikel secara bersama2sama saling menahan
pengendapan partikel lain disekitarnya.7arena itu pengendapan terjadi secara
bersama2sama sebagai sebuah zona dengan kecepatan yang konstan. Pada
bagian atas zona terdapat interface yang memisahkan antara massa partikel
yang mengendap dengan air jernih. Pada hindered , atau zona pengendapan,konsentrasi partikel sedang sehingga partikel terganggu dengan pengendapan
partikel lainnya dan akhirnya jatuh bersama. Pengendapan hindered utamanya
digunakan pada clarifier kedua.
>+ ipe > (Pengendapan 7ompresi+
!edimentasi tipe 6= merupakan kelanjutan dari sedimentasi tipe666,
dimana terjadi pemampatan (kompresi+ massa partikel hingga diperoleh
8
Keterangan :
Ukuran partikel berubah mena!i
besar"agl#merasi semakin
menuu !asar $mengen!ap%
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
9/26
konsentrasi lumpur yang tinggi.!ebagai contoh sedimentasi tipe 666 dan 6= ini
adalah pengendapan lumpur biomassa pada final clarifier setelah proses
lumpur aktif (ambar &.#-+. ujuan pemampatan pada final clarifier adalah
untuk mendapatkan konsentrasi lumpur biomassa yang tinggi untuk
keperluan resirkulasi lumpur kedalam reactor lumpur aktif. Pengendapan
kompresi memilki konsentrasi partikel tersuspensi paling tinggi dan terjadi
pada daerah yang lebih rendah pada clarifier. Pengendapan partikel dengan
memampatkan massa partikel2partikel bagian bawah. 7ompresi terjadi tidak
hanya pada zona lebih rendah dari clarifier kedua tapi juga pada tangki
pengentalan lumpur (sludge thickening tanks+ (9angminang, &-#-+.
2.( Pro#e# Koagula#! an )lokula#!
Proses koagulasi adalah proses destabilisasi koloid dan partikel dalam air
dengan menggunakan bahan kimia (koagulan+ yang menyebabkan pembentukan
inti gumpalan.?lokulasi merupakan proses pembentukan flok, yang pada dasarnya
merupakan pengelompokan antara partikel dengan koagulan (menggunakan
proses pengadukan lambat atau slow mixing +, proses pengikatan partikel koloid
oleh flokulan. Pada flokulasi terjadi proses penggabungan beberapa partikel
menjadi flok yang berukuran besar. Partikel yang berukuran besar akan udah
diendapkan. "gar patikel koloid dapat menggumpal, gaya tolak2menolak
elektrostatik antara partikelnya harus dikurangi dan transportasi partikel harus
menghasilkan kontak diantara partikel yang mengalami destabilisasi. !etelah
partikel2partikel koloid mengalami destabilisasi, adalah penting untuk membawa
partikel2partikel tersebut ke dalam suatu kontak antara satu dengan yang lainnya
sehingga dapat menggumpal dan membentuk partikel yang lebih besar yang
disebut flok. Proses kontak ini disebut flokulasi.
?lokulasi adalah proses penggabungan inti flok sehingga menjadi flok
berukuran lebih besar. !ecara umum, proses koagulasi dan flokulasi merupakan
serangkaian proses yang terdiri dari 1
#. Proses destabilisasi muatan partikel karena adanya penambahan koagulan.
2. Proses destabilisasi yang memerlukan energi dalam bentuk aliran turbulen.
&
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
10/26
%. Penyebaran pusat2pusat aktif partikel yang tidak stabil pada pengadukan
cepat menjadi partikel yang lebih stabil.
&. pembentukan flok2flok besar yang terjadi pada pengadukan lambat dan
terjadi pengendapan flok2flok
(jatoer, &-#>+.
Umumnya partikel2partikel tersuspensi atau koloid dalam air buangan
memperlihatkan efek Brownian.Permukan partikel2partikel tersebut bermuatan
listrik negatif.Partikel2partikel itu menarik ion2ion positif yang terdapat dalam air
dan menolak ion2ion negatif.6on2ion positif tersebut kemudian menyelubungi
partikel2partikel koloid dan membentuk lapisanrapat bermuatan didekat
permukannya.apisan yang terdiri dari ion2ion positif itu disebut dengan lapisan
kokoh. "danya muatan2muatan pada permukaan partikel koloid tersebut
menyebabkan pembentukan medan elektrostatik di sekitar partikel itu sehingga
menimbulkan gaya tolak2menolak antar partikel. Disamping gaya tolak2menolak
akibat muatan negatif pada partikel2partikel koloid, ada juga gaya tarik manarik
antara & patikel yang dikenal dengan gaya =an der @alls. !elama tidak ada hal
yang mempengaruhi kesetimbangan muatan2muatan listrik partikel koloid, gaya
tolak menolak yang ada selalu lebih besar dari pada gaya =an der @alls, dan
akibatnya partikel koloid tetap dalam keadaan stabil. /ika ion2ion atau koloid
bermuatan positif (kation+ ditambahkan kedalam koloid target koagulasi, maka
kation tersebut akan masuk kedalam lapisan difusi karena tertarik oleh muatan
negatif yang ada permukaan partikel koloid. 4al ini menyebabkan konsentrasi
ion2ion dalam lapisan difusi akan meningkat. "kibatnya, ketebalan lapisan difusi
akan berkurang (termampatkan kearah permukaan partikel+. Pemampatan lapisan
difusi ini akan mempengaruhi potensial permukaan partikel koloid, gaya tolak
menolak antar partikel serta stabilitas partikel koloid. Penambahan kation hingga
mencapai suatu jumlah tertentu akan merubah besar partikel kesuatu tingkat
dimana gaya tarik menarik =an der @alls antar partikel dapat melampaui gaya
tolak menolak yang ada. Dengan demikian, partikel koloid dapat saling mendekati
dan menempel satu sama lain serta membentuk mikroflok.
1'
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
11/26
11
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
12/26
BAB III
*ET+DEL+,I PE-+BAAN
%.1 Alat an Ba/an
'.#.# "lat
2 gelas ukur :-- ml
2 stopwatch
2 batang pengaduk
2 timbangan
'.#.& Bahan
2 )lay
2 "ir bersih
2 Tawas
%.2 Pro#eur Percobaan
"dapun langkah kerja dalam percobaan ini adalah sebagai berikut1
'.&.# percobaan tanpa bahan penggumpal (koagulan+.
a+ Disiapkan gelas ukur :-- ml, kemudian ditempelkan pita meteran
ataukertas skala bersatuan centimeter. !enterditempatkan pada gelas ukur
didepan dinding.
b+ Dibuat >-- ml suspensi clay konsentrasi #- g8dalam beaker glass:-- ml.
c+ Dilakukan pengadukan suspensi selama #- menit.
d+ Dituangkan suspensi dalam gelas ukur dan diaduk dengan batang
pengaduk.
e+ Dihentikan pengadukan dan diamati proses sedimentasi dengan stopwatch.
f+ Pada setiap selang waktu #- menit, dilakukan pengamatan ketinggian
batas antara cairan bening dengan suspensi menggunakan senter dan
dicatat ketinggiannya.
g+ Diamati sampai tidak ada lagi perubahan ketinggian batas interfasial.
'.&.&. Percobaan dengan penambahan koagulan
a0 Digunakan konsentrasi suspensi >-- g8 clay.
12
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
13/26
b0 Disiapkan suspensi tanah didalam beaker glass :-- ml dan diadukkan
selama #- menit.
c0 Ditambahkan tawas kedalam suspensi >-- g8l clay diaduk selama #-
menit.
0 Dituangkan suspensi tersebut kedalam gelas ukur dan diadukkan dengan
batang pengaduk.
e0 Dihentikan pengadukan dan diamati dengan stopwatch.
0 Pada setiap inter%al waktu #- menit, dilakukan pengukuran tinggi batas
interfasial antara cairan bening dengan suspensi.
g0 Diamati sampai tidak ada lagi perubahan ketinggian batas interfasial.
/0 Diulangi untuk konsentrasi suspensi lainnya.
13
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
14/26
BAB I
HASIL DAN PE*BAHASAN
&.1 Ha#!l Pengola/an Data
abel >.# Pengolahan Data !edimentasi pada !uspensi )lay #-gr8.
(mnt+
5
(cm+
=5!Adz8dt
(cm8mnt+
)
(gr8+
! A =5! .)
(cm.gr8.mnt+
tAU.)
(cm.gr8.mnt+
A!. t(cm.gr8.mnt+
-#& -,C': > ,& -,> *,&&
#->,: -,#>: #-,'& -,C> #,-'& #,C-
&- ',& -,--: #: -,-# #,: #,:#'-
',#: -,--: #:,&' -,-#:C: #,:&' #,:'*
>-',# -,-# #:,> -,-'# #,:> #,:C*
:-' - # - #, #,
- ' - # - #, #,
C- ' - # - #, #,
abel >.& Pengolahan Data !edimentasi pada !uspensi )lay #- gr8 denganPenambahan awas ,&: gr8
(mnt+
5
(cm+
=5!Adz8dt
(cm8mnt+
)
(gr8+
! A =5! .)
(cm.gr8.mnt+
tAU.)
(cm.gr8.mnt+
A!. t(cm.gr8.mnt+
-#& -,* > ', -,> >
#-' -,# # #, #, ',&
&-& -,--& &> -,-> &,> &,>>
'-#,* -,--' &>,&> -,-C& &,>&> &,>*C
>- #,*: - &>,# - &,># &,>#
:-#,*: - &>,# - &,># &,>#
- #,*: - &>,# - &,># &,>#
C- #,*: - &>,# - &,># &,>#
14
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
15/26
abel >.' Pengolahan Data !edimentasi pada !uspensi )lay #-gr8 dengan
awas #&,: gr8.
(mnt+
5
(cm+
=5!Adz8dt
(cm8mnt+
)
(gr8+
! A =5! .)
(cm.gr8.mnt+
tAU.)
(cm.gr8.mnt+
A!. t
(cm.gr8.mnt+
-#& # > > -,> >,>
#-& -,-:> &> #,&* &,> ',*
&-#,> -,-## '&,C -,'# ',&C ',>*
'-#,': - ':,:: - ',::: ',:::
>-#,': - ':,:: - ',::: ',:::
:-#,': - ':,:: - ',::: ',:::
- #,': - ':,:: - ',::: ',:::
C- #,': - ':,:: - ',::: ',:::
C- #,*: # &>,# - &,># &,>#
abel >.> Pengolahan Data !edimentasi pada !uspensi )lay#-gr8 dengan awas
#,C: gr8.
(mnt+
5
(cm+
=5!Adz8dt
(cm8mnt+
)
(gr8+
! A =5! .)
(cm.gr8.mnt+
tAU.)
(cm.gr8.mnt+
A!. t
(cm.gr8.mnt+
-#& #,-* > >,' -,> >,C
#-#,# -,-# >',' -,>' >,'' >,
&-# - > - >, >,
'-# - > - >, >,
>-# - > - >, >,
:-
# - > - >, >,- # - > - >, >,
C- # - > - >, >,
&.2 Pe"ba/a#an
15
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
16/26
!edimentasi adalah proses pengendapan dengan bantuan gaya gra%itasi
yang bertujuan untuk memisahkan partikel padat dari suatu suspensi. Proses
pengendapan ada yang bisa terjadi langsung, tetapi ada pula yang memerlukan
proses pendahuluan, seperti koagulasi atau reaksi kimia.
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi suspensi
dan koagulan terhadap kecepatan pengendapan, memahami proses pemisahan
padatan dari fluida cair karena pengaruh gaya gra%itasi, menentukan parameter
disain unit sedimentasi dari pengamatan proses batch, dan melakukan perhitungan
disain unit sedimentasi.
!ampel yang diamati proses sedimentasinya adalah suspesi clay #- gr8
suspensi clay (lumpur+. Dimana clay dilarutkan dalam #, liter air dengan
konsentrasi tertentu dan dilakukan pengamatan proses pengendapannya. Pada
percobaan, juga dilakukan pengamatan pengaruh penambahan koagulan terhadap
waktu pengendapan. 7oagulan yang digunakan pada percobaan ini yaitu tawas
("l&(!0>+'+.
&.2.1 Pengaru/ Kon#entra#! Koagulan Ter/aa' Kece'atan Pengena'an
Pada percobaan yang telah dilakukan, digunakan sampel )lay dengan
konsentrasi #- gr8 dengan %ariasi konsentrasi koagulan yaitu -; ,&:; #&,: dan
#,C: gr8 tawas. Berikut ambar &.# menunjukkan hubungan ketinggian
interfasial (z+ terhadap waktu pada berbagai %ariasi konsentrasi koagulan.
16
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
17/26
' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7'
clay E tawas - gr8 clay E tawas ,&: gr8 clay E tawas #&,: gr8
clay E tawas #,C: gr8
3aktu 4"!n0
Ket!ngg!an bata# !ntera#!al 4gr5L0
ambar >.# 4ubungan ketinggian batas interfasial terhadap waktu berdasarkan
perbedaan konsentrasi koagulan.
ambar >.# menunjukkan bahwa waktu mempengaruhi ketinggian
interfasial dari endapan, hal ini dapai dilihat semakin lama waktu maka semakin
rendah ketinggian dari endapan. Perubahan interfasial ini dapat terjadi karena
semakin lama waktu pengendapan, partikel 2 partikel yang mengalami
pengendapan akan terdesak dan tertekan kedasar tangki atau tempat terjadinya
proses sedimentasi, sehingga dapat dilihat seiring dengan bertambahnya waktu
partikel yang terendapkan semakin sempurna terpisah dari suspensinya. Dari
grafik juga dapat dilihat penambahan koagulan juga mempengaruhi ketinggian
interfasial pengendapan. !emakin tinggi konsentrasi koagulan yang ditambahkan
kedalam suspensi maka akan semakin rendah ketinggin endapan yang terbentuk
dapat dilihat pada clay #- gr8 tanpa penambahan tawas pada waktu akhir
pengamatan yaitu pada t '- menit batas interfasial yang terbentuak adalah ' cm.
!edangkan pada clay #- gr8 dengan penambahan tawas ,&: gram ketinggian
pengendpan pada waktu yang sama adalah #,*: cm, pada clay #- gr8 dengan
penambahan tawas #&,: gram ketinggian pengendapan akhir adalah #,': cm. Dan
pada clay #- gr8 dengan penambahan tawas #,C: gram ketinggian pengendapan
akhir yang terbentuk adalah # cm. Perbedaan batas interfasial yang ber%ariasi
pada waktu pengamatan yang sama pada berbagai %ariasi tawas terjadi karena
17
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
18/26
semakin banyak koagulan yang ditambahkan dalam suspensi clay maka akan
semakin efektif terjadinya pengendapan dan semakin sempurna terjadi pemisahan.
&.2.2 Pengaru/ Kon#entra#! Koagulan Ter/aa' Kon#entra#! Ena'an
=ariasi koagulan dalam suspensi clay dapat mempengaruhi waktu
pengendapan dan konsentrasi partikel yang mengalami pengendapan. Berikut
ambar >.& menunjukkan hubungan %ariasi konsentrasi koagulan dengan
konsentrasi clay #- gr8 terhadap kecepatan pengendapan.
' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7'
'
1'
2'
3'
4'
5'
6'
clayE tawas - gr8
clayE tawas ,&: gr8
clayE tawas #&,: gr8
clay E tawas #,C: gr8
Waktu (min)
Konsentrasi (gr/L)
ambar >.& hubungan waktu pengendapan terhadap konsentrasi endapan
dengan berbagai %ariasi koagulan.
ambar >.& menunjukkan bahwa konsentrasi endapan berpengaruh
terhadap penambahan koagulan dimana semakin tinggi konsentrasi koagulan
dalam suspensi maka akan semakin besar konsentrasi endapan yang terbentuk.
Dapat dilihat juga bahwa pada awal waktu pengamatan laju terbentuknya
konsentrasi endapan yang terbentuk relatif cepat namun semakin lama waktu
sedimentasi maka laju pengendapannya mendekati konstan. 4ingga akhirnya tidak
terdapat lagi adanya perubahan konsentrasi dari endapan. Dapat dilihat juga
bahwa konsentrasi endapan yang terbentuk pada suspensi clay tanpa tawas relatif
lebih rendah dibandingksn suspensi clay dengan penambahan tawas, dapat dilihat
juga semakin besar konsentrasi tawas didalam suspensi maka akan semakin tinggi
pula konsentrasi endapan yang terbentuk. 4al ini dikarenakan semakin banyak
18
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
19/26
flokulan yang terlarut didalam suspensi, maka semakin banyak partikel2 partikel
suspensi yang terikat menjadi flok oleh flokulan sehingga mengakibatkan massa
jenis partikel bertambah besar dan mudah menguap.
&.&.2 *enentukan ,ar!# +'era#! *!n!"u"
Pengendapan 8 fluks settling (s+ adalah hasil kali antara kecepatan
pengendapan dengan konsentrasi padatan yang terendapkan. Underflow 8 fluks
aliran bawah (t+ adalah hasil kali antara u dengan konsentrasi padatan yang
terendapkan, dimana u yang tepat untuk data yang didapat adalah -,-& cm8menit.
rafik %s ) untuk berbagai %ariasi tawas dengan konsentrasi clay #-
gr8 dapat dilihat pada ambar berikut1
2 4 6 8 1' 12 14 16 18
'
1
2
3
4
(s
(t
(
C
Q
ambar >.' 4ubungan ) terhadap pada sampel dengan konsentrasi clay #-
gr8 dan tawas - gr8.
1&
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
20/26
' 1' 2' 3'
'
1
2
3
4
(s
(t
(
C
Q
ambar >.> 4ubungan ) terhadap pada sampel dengan konsentrasi clay #-gr8 dan tawas ,&: gr8.
' 5 1' 15 2' 25 3' 35 4'
'
1
2
3
4
(s
(t
(
C
Q
ambar >.: 4ubungan ) terhadap pada sampel dengan konsentrasi clay #-
gr8 dan tawas #&,:gr8
' 5 1' 15 2' 25 3' 35 4'
'
1
2
3
4
(s
(t
(
C
Q
ambar >. 4ubungan ) terhadap pada sampel dengan konsentrasi clay #-
gr8 dengan penambahan tawas #,C: gr8.
2'
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
21/26
Dari ambar didapatkan bahwa dari data yang diperoleh, didapatkan
grafikhubungan ) terhadap dengan kecenderungan yang tidak beraturan, hal ini
disebabkan inter%al waktu yang terlalu besar menyebabkan titik data yang di
peroleh terlalu sedikit sehingga kecenderungan data pada waktu akhir yang
diperoleh berharga -. 4al ini dikarenakan waktu pengamatan yang terlalu lama
menyebabkan tidak banyak lagi harga pada proses pengendapan. 4al ini
dikarenakan pada percobaan ini, waktu efektif terjadinya pengendapan pada
inter%al waktu # menit dari dimulainya percobaan.
Untuk laju underflow tertentu (u+, selalu terdapat keadaan minimum
kapasitas fluks didalam clarifier. 7eadaan minimum ini terjadi pada saat )# A)l
ketika bergerak dari )f (konsentrasi padatan didalam umpan+ sampai )%.
7onsentrasi akan melewati keadaan minimum, dimana )#A)l. 4al ini
menunjukkan laju alir beban padatan ke clarifier.
ambar >.C hubungan ) terhadap untuk menentukan garis operasi
minimum, dimana garis ini menyinggung kur%a pada garis minimumnya. 4al
yang penting bahwa garis ini harus berada kur%a pengendapan. /ika tidak, maka
kapasitas fluks akan terlewati. Dan clarifier akan gagal beroperasi akan gagal
beroperasi seperti semestinya.
2 4 6 8 1' 12 14 16 18
'
1
2
3
4
(
C
Q
ambar >.C 4ubungan terhadap ) dengan garis operasi minimumnya.
21
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
22/26
Dari ambar dapat dilihat bahwa jika laju alir underflow yang diberikan
adalah -,# cm8menit, maka konsentrasi unit fluks )l yang didapat adalah #:,&>
gr8 sehingga didapat fluks pengendapan sA =zs. )l A -,-C cm.gr8 menit,
sedangkan fluks aliran bawah (underflow+ t A u. ) A #,:& cm.gr8 menit.
!ehingga kapasitas total clarifier untuk memisahkan padatan A s E t A#,
cm.gr8 menit.
22
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
23/26
BAB
KESI*PULAN
Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut1
#. Pada suspensi clay tanpa penambahan tawas, di waktu akhir pengamatan
batas interfasial yang terbentuk (z+ adalah ' cm sedangkan pada suspensi
clay dengan penambahan tawas #,C: gr8, ketinggian batas akhir (z+ yang
terbentuk adalah # cm.
&. !emakin lama waktu sedimentasi, maka akan semakin lambat laju
pengendapan suspensi. !uspensi clay #- gr8 dengan penambahan tawas
#&,: gr8 pada waktu t #- menit laju pengendapannya -,-:> cm8menit,
sedangkan pada waktu t &- menit laju pengendapan turun menjadi -,-##
cm8menit hingga akhirnya batas interfasial tidak terjadi perubahan.
'. aris operasi minimumyang diperoleh dengan laju alir underflow yang
diberikan adalah -,# cm8menit. $aka konsentrasi unit fluks yang didapat
adalah #:,&> gr8. !ehingga didapat fluks pengendapan (s+ sebesar
-,-C: cm gr8 menit. Dan fluks aliran bawah (t+ adalah #,:& cm gr8
menit, sehingga didapat fluks total (+ #, cm gr8 menit.
23
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
24/26
DA)TA- PUSTAKA
eankoplis, ). /. #*C. Transport Processes and Unit Operations. Few jersey1
Prentice 4all 6nternasional, 6nc.
inanjar. &-##. Sedimentasi. http188tentangteknikkimia.blogspot.com8&-##8#&8#C8
Diakses tanggal #' maret &-#, pukul .-- @6B.
4anum, ?arida. &--&. Proses Pengolahan Air Sungai Untu !eperluan Air
"inum# http188library.usu.ac.id8download8fmipa8kimia2farida.pdf Diakses
tanggal &: $aret &-# pukul .-- @6B.
$c.)abe,@. and /.),smith.#***.Operasi Teni !imia# Gdisi ke2>./ilid &.
Grlangga1 /akarta.
9angminang. &-#-. Tenologi Pengolahan Air "inum#
http188rangminang.web.id8&-#-8-8teknologi2pengolahan2air2minum8
Diakses tanggal &: $aret &-# pukul .-- @6B.
!igit, D.". &--. "odul - $#%& Sedimentasi 'aoratorium Operasi Teni !imia
urusan Teni !imia. Banten 1 Uni%ersitas !ultan "geng itayasa )ilegon.
)
24
http://tentangteknikkimia.blogspot.com/2011/12/17/http://library.usu.ac.id/download/fmipa/kimia-farida.pdfhttp://rangminang.web.id/2010/06/teknologi-pengolahan-air-minum/http://library.usu.ac.id/download/fmipa/kimia-farida.pdfhttp://rangminang.web.id/2010/06/teknologi-pengolahan-air-minum/http://tentangteknikkimia.blogspot.com/2011/12/17/
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
25/26
LA*PI-AN A
+NT+H PE-HITUN,AN
A.1 *eng/!tung kece'atan 'engena'an
=zs AZ 1−Z 2
t 2−t 1
A12cm−4,65cm(10−0)menit A -.C': cm8menit
(eankoplis #>.'.#'+
A.2 *eng/!tung kon#entra#! 'aatan 6ang terena' 4 Sludge0
Diketahui )- A > gr8
)#Ac0 . z0
z 1
A4 g/ l .12cm4,65 cm
A #-,'& gr8 (eankoplis #>.'.'&+
A.% *eng/!tung luk# setting 4'engena'an0
s A =zs . )
A -.C': cm8menit . #-,'& g8l
A ,& cm.gr8.menit
($c.)abe.'-.*+
A.& *eng/!tung luk# underflow 4al!ran ba7a/0
Underflow diasumsikan -,# cm8menit
t A U . )
25
-
8/18/2019 bab 1,2,3 dan 4
26/26
A -,# cm8menit . #-,'& gr8
A -,> cm gr8 menit ($c.)abe '-.*+
A.( *eng/!tung luk# total
A E t
A (,& E -,>+ cm gr8 menit
A ># cm gr8 menit
top related