laporanpli_sedimentasi
Post on 14-Jan-2016
30 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Praktikum : 06 Mei 2015
Penyerahan : 13 Mei 2015
(Laporan)
LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015
PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI
MODUL : Sedimentasi
PEMBIMBING : Fitria Yulistiani, ST. MT
Oleh :
Kelompok : I
Nama : 1. Apriyanti Ekatama .131431002
2. Bella Yashinta .131431003
3. Beriyanti Kawantary .131431004
4. Citra Pranata Niaga .131431005
Kelas : 2A
PROGRAM STUDI DIPLOMA III ANALISIS KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sedimentasi adalah pemisahan solid dari liquid menggunakan pengendapan secara
gravitasi untuk menyisihkan suspended solid. Umumnya proses sedimentasi digunakan
setelah proses koagulasi dan flokulasi yang berfungsi untuk destabilisasi dan memperbesar
gumpalan/ukuran partikel, sehingga mudah untuk diendapkan. Proses koagulasi
menggunakan PAC (Poly Aluminium Chloride) untuk mengikat kotoran atau memutus rantai
pada ikatan senyawa zat warna sehingga membentuk gumpalan. Sedangkan proses flokulasi
dengan cara menambah larutan polimer untuk memperbesar gumpalan, sehingga relatif
mudah untuk diendapkan. Bak sedimentasi ada yang berbentuk lingkaran, bujur sangkar
ataupun segi empat. Bak berbentuk lingkaran umumnya berdiameter 10,7 – 45,7 m dan
kedalaman 3 – 4,3 m. Bak berbentuk bujur sangkar umumnya mempunyai lebar 10 hingga 79
m dan kedalaman 1,8 hingga 5,8 m.bak berbentuk segi empat umumnya mempunyai lebar 1,5
– 6 m, panjang bak sampai 76 m dan kedalaman lebih dari 1,8 m.
Sumber :
http://rfajriyah.blogspot.com/2011/10/pengertian-sedimentasi_09.html
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum kali ini adalah mahasiswa diharapkan dapat menentukan
efisiensi proses pengendapan atau sedimentasi.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Sedimentasi adalah pemisahan padatan dari cairan menggunakan pengendapan secara
gravitasi dimana aliran pada kondisi yang relatif tenang akan membuat padatan mengendap
akibat gaya gravitasi. Jika prasedimentasi ditujukan untuk mengendapkan partikel diskrit
(pasir, kerikil kecil dll), maka sedimentasi ditujukan untuk menyisihkan suspended solid
(partikel tersuspensi) dan sebagian kecil dissolved solid (partikel terlarut). Namun demikian,
sebelum disisihkan, partikel-partikel ini diproses sehingga partikel yang ukurannya kecil dan
sukar mengendap menjadi bergabung satu dengan lainnya lewat proses koagulasi dan
flokulasi. Proses koagulasi dan flokulasi menghasilkan partikel gabungan yang cukup berat
untuk mengendap di bak sedimentasi. Suspensi padat ini, atau partikel, penting untuk
dibuang dari air untuk beberapa alasan. Beberapa alasan diantaranya meliputi alasan
keamanan dan estetika, penyebaran penyakit, dan terakhir karena adanya bahan beracun
yang ada sebagai partikel atau dapat diserap oleh partikel. Pada umumnya, sedimentasi
digunakan pada pengolahan air minum, air limbah, dan pada pengolahan air limbah tingkat
lanjutan.
Prinsip sedimentasi pada pengolahan air minum dan air limbah adalah sama,
demikian juga untuk metoda dan peralatannya. Namun demikian, prasedimentasi jarang
digunakan pada pengolahan air limbah, karena parameter dominan limbah adalah limbah
organik, bukan padatan tersuspensi seperti pada air baku pengolahan air bersih. Pada
pengolahan air limbah tingkat lanjutan, sedimentasi ditujukan untuk penyisihan lumpur
setelah koagulasi dan sebelum proses filtrasi. Selain itu, prinsip sedimentasi juga digunakan
dalam pengendalian partikel di udara
Sumber :
http://www.academia.edu/10038535/LAPORAN_PRAKTIKUM_LABORATORIUM_LINGKUNG
AN_MODUL_IV_SEDIMENTASI_TIPE_2_DISUSUN_OLEH_KELOMPOK_II
Ada beberapa macam bentuk bak sedimentasi, yaitu.
a. Segi empat (rectangular)
Pada bak ini, mengalir horisontal dari inlet menuju outlet, sementara partikel
mengendap ke bawah.
Gambar 1. Bak Sedimentasi Berbentuk Segiempat : (a) denah, (b) potongan memanjang
(Sumber : https://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/.../ppt-sedimentasi-fix.pp)
b. Lingkaran (circular) – center feed
Pada bak ini, air masuk melalui pipa menuju inlet bak dibagian tengak bak, kemudian
air mengalir horisontal dari inlet menuju outlet disekeliling bak, sementara partikel
mngendap ke bawah.
Gambar 2. Bak Sedimentasi Berbentuk Lingkaran – center feed : (a) denah, (b) potongan
melintang
(Sumber : https://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/.../ppt-sedimentasi-fix.pp)
c. Lingaran (circular) – 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.
Gambar 3. Bak Sedimentasi Berbentuk Lingkaran- periferal feed : (a) denah, (b) potongan
melintang
(Sumber : https://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/.../ppt-sedimentasi-fix.pp)
Bak sedimentasi memiliki bagian- bagian yang memiliki fungsi masing-masing.
Adapun bagian-bagian tersebut adalah sebagai berikut.
a) Inlet : tempat air masuk ke dalam bak.
b) Zona pengendapan : tempat flok/partikel mengalami proses pengendapan.
c) Ruang lumpur : tempat lumpur mengumpul sebelum diambil ke luar bak.
d) Outlet : tempat dimana air akan meninggalkan bak.
Gambar 4. Bagian-bagian Bak Sedimentasi
(Sumber : https://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/.../ppt-sedimentasi-fix.pp)
Berdasarkan konsentrasi dan kecenderungan partikel berinteraksi, proses sedimentasi
terbagi atas tiga macam:
1) Sedimentasi Tipe I/Plain Settling/Discrete particle
Merupakan pengendapan partikel tanpa menggunakan koagulan. Tujuan dari unit ini
adalah menurunkan kekeruhan air baku dan digunakan pada grit chamber. Dalam
perhitungan dimensi efektif bak, faktor-faktor yang mempengaruhi performance bak
seperti turbulensi pada inlet dan outlet, pusaran arus lokal, pengumpulan lumpur,
besar nilai G sehubungan dengan penggunaan perlengkapan penyisihan lumpur dan
faktor lain diabaikan untuk menghitung performance bak yang lebih sering disebut
dengan ideal settling basin.
2) Sedimentasi Tipe II (Flocculant Settling)
Pengendapan material koloid dan solid tersuspensi terjadi melalui adanya
penambahan koagulan, biasanya digunakan untuk mengendapkan flok-flok kimia
setelah proses koagulasi dan flokulasi. Pengendapan partikel flokulen akan lebih
efisien pada ketinggian bak yang relatif kecil. Karena tidak memungkinkan untuk
membuat bak yang luas dengan ketinggian minimum, atau membagi ketinggian bak
menjadi beberapa kompartemen, maka alternatif terbaik untuk meningkatkan efisiensi
pengendapan bak adalah dengan memasang tube settler pada bagian atas bak
pengendapan untuk menahan flok–flok yang terbentuk.
3) Hindered Settling (Zone Settling)
Merupakan pengendapan dengan konsentrasi koloid dan partikel tersuspensi adalah
sedang, di mana partikel saling berdekatan sehingga gaya antar pertikel menghalangi
pengendapan paertikel-paertikel di sebelahnya. Partikel berada pada posisi yang
relatif tetap satu sama lain dan semuanya mengendap pada suatu kecepatan yang
konstan. Hal ini mengakibatkan massa pertikel mengendap sebagai suatu zona, dan
menimbulkan suatu permukaan kontak antara solid danliquid.
Jenis sedimentasi yang umum digunakan pada pengolahan air bersih adalah sedimentasi tipe
satu dan dua, sedangkan jenis ketiga lebih umum digunakan pada pengolahan air buangan.
Sumber :
https://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/.../ppt-sedimentasi-fix.pp
Klasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuan partikel
untuk berinteraksi. Klasifikasi ini dapat dibagi ke dalam empat tipe yaitu.
Settling tipe I: pengendapan partikel diskrit, partikel mengendap secara individual dan
tidak ada interaksi antarpartikel
Settling tipe II: pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi antarpartikel sehingga
ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan bertambah
Settling tipe III: pengendapan pada lumpur biologis, dimana gaya antarpartikel saling
menahan partikel lainnya untuk mengendap
Settling tipe IV: terjadi pemampatan partikel yang telah mengendap yang terjadi
karena berat partake.
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Seperangkat alat sedimentasi
Turbidimeter
pH meter
Stopwatch
Gelas kimia 100 mL
Gelas ukur 100 mL
Gelas kimia plastik 2 Liter
Kaca arloji
Batang pengaduk
Spatula
Botol semprot
Ember
3.1.2 Bahan
Air baku (Limbah pembuangan kantin MKU)
Koagulan PAC
Aquadest
3.2 Prosedur Kerja
3.2.1 Persiapan
Menyiapkan air baku (dari kantin MKU) yang diencerkan sampai 90 Liter
Menimbang koagulan PAC sebanyak 0,2 gram
Melarutkan kolagulan PAC dalam 100 mL aquadest
3.2.2 Proses Sedimentasi
3.3 Keselamatan Kerja
Pastikan kabel listrik tidak bersinggungan dengan percikan/tumpahan air.
Melakukan pengukuran kekeruhan dan pH dari sampel air baku
Memasukkan koagulan ke dalam tangki air baku
Melakukan pengadukan agar homogen
Memindahkan air baku setiap 5 menit sebanyak 2 L ke dalam tangki
sedimentasi
Mengukur waktu tinggal air baku dalam tangki sedimentasi
Melakukan pengukuran kekeruhan dan pH setiap 10 menit air baku dalam
tangki sedimentasi dan effluen yang dihasilkan
BAB IV
HASIL PRAKTIKUM
4.1 Skema Peralatan
Gambar 5. Skema Peralatan Sedimentasi
4.2 Konsentrasi Koagulan
Jenis = PAC
Konsentrasi = 0.2 %
4.3 Kondisi Air Baku (Limbah di Kantin MKU)
Volume = 90 L
Kekeruhan = 37.70 NTU ; 56.50 NTU ; 45.45 NTU
pH = 5.80 ; 5.81 ; 5.81
Laju Alir = 0.4 Liter/menit
4.4 Proses Sedimentasi
Tabel 1. Data Pengamatan Proses Sedimentasi Sebelum Effluen Keluar Bak Sedimentasi
No Laju Alir
Air Baku
Waktu
(menit)
Kekeruhan (NTU) pH
1 2 3 Rata-
Rata 1 2 3
Rata-
Rata
1
0.4
Liter/menit
0 37.70 56.50 45.45 46.55 5.80 5.81 5.81 5.81
2 10 15.34 14.82 17.02 15.73 6.11 6.13 6.13 6.12
3 20 11.43 10.53 12.94 11.63 6.45 6.45 6.33 6.41
4 30 6.63 6.85 7.67 7.05 6.58 6.49 6.44 6.50
5 40 7.15 7.28 7.51 7.31 6.33 6.34 6.30 6.32
6 50 7.24 7.19 7.24 7.22 5.86 5.84 5.85 5.85
Tangki
Koagulasi
1
Tangki
Koagulasi
2
Bak Sedimetasi Effluen
Tangki Air Baku
7 60 8.68 9.40 9.54 9.21 6.10 6.08 6.12 6.10
8 70 7.01 6.91 8.03 7.32 6.18 6.17 6.19 6.18
9 80 6.25 6.31 6.37 6.31 6.68 6.60 6.55 6.61
10 90 6.92 7.28 7.45 7.22 6.27 6.24 6.17 6.23
11 100 6.91 6.72 6.70 6.78 6.22 6.25 6.23 6.23
12 110 7.51 6.85 6.94 7.10 6.66 6.55 6.45 6.55
Waktu tinggal dalam Bak Sedimentasi
a. 12 L 42 menit 35 detik
b. 14 L 47 menit 50 detik
c. 16 L 52 menit 57 detik
d. 18 L 58 menit 18 detik
e. 20 L 1 jam 3 menit 20 detik
f. 22 L 1 jam 9 menit 30 detik
g. Effleun keluar dari Bak Sedimentasi 1 jam 50 menit 15 detik
Gambar 6. Grafik Hubungan Kekeruhan Effluen terhadap Waktu Sebelum Effluen Keluar
Bak Sedimentasi
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
0 20 40 60 80 100 120
Ke
keru
han
(N
TU)
Waktu (menit)
Gambar 7. Grafik Hubungan pH Effluen terhadap Waktu Sebelum Effluen Keluar Bak
Sedimentasi
Tabel 2. Data Pengamatan Proses Sedimentasi Setelah Effluen Keluar Bak Sedimentasi
No Laju Alir
Air Baku
Waktu
(menit)
Kekeruhan (NTU) pH
1 2 3 Rata-
Rata 1 2 3
Rata-
Rata
1 0.4
Liter/menit
110 7.47 7.28 7.28 7.34 6.44 6.45 6.44 6.44
2 120 7.90 7.53 7.56 7.66 5.50 5.56 5.58 5.55
Gambar 8. Grafik Hubungan Kekeruhan Effluen terhadap Waktu Setelah Effluen Keluar Bak
Sedimentasi
5,70
5,80
5,90
6,00
6,10
6,20
6,30
6,40
6,50
6,60
6,70
0 20 40 60 80 100 120
pH
Waktu (menit)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 20 40 60 80 100 120 140
Ke
keru
han
(N
TU)
Waktu (menit)
Gambar 9. Grafik Hubungan pH Effluen terhadap Waktu Setelah Effluen Keluar Bak
Sedimentasi
4.5 Effisiensi Pengendapan
Tabel 3. Data Effisiensi Pengendapan Sebelum Effluen Keluar Bak Sedimentasi
No Waktu
(menit)
Kekeruhan (NTU) Effisiensi (%)
Air Baku Effluen
1 0
46.55
46.55 0
2 10 15.73 66.21
3 20 11.63 75.02
4 30 7.05 84.85
5 40 7.31 84.30
6 50 7.22 84.49
7 60 9.21 80.21
8 70 7.32 84.27
9 80 6.31 86.44
10 90 7.22 84.49
11 100 6.78 85.44
12 110 7.10 84.75
5,5
5,6
5,7
5,8
5,9
6
6,1
6,2
6,3
6,4
6,5
0 20 40 60 80 100 120 140
pH
Waktu (menit)
Gambar 10. Grafik Hubungan Effisiensi Pengendapan terhadap Waktu Sebelum Effluen
Keluar Bak Sedimentasi
Tabel 4. Data Effisiensi Pengendapan Setelah Effluen Keluar Bak Sedimentasi
No Waktu
(menit)
Kekeruhan (NTU) Effisiensi (%)
Air Baku Effluen
1 110 46.55
7.34 84.23
2 120 7.66 83.54
Gambar 11. Grafik Hubungan Effisiensi Pengendapan terhadap Waktu Setelah Effluen
Keluar Bak Sedimentasi
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0 20 40 60 80 100 120
Effi
sie
nsi
(%
)
Waktu (menit)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100 120 140
Effi
sie
nsi
(%
)
Waktu (menit)
BAB V
PEMBAHASAN
Prinsip dari praktikum yang dilakukan kali ini ialah mengendapkan partikel koloid
atau pemisahan partikel dari cairannya, baik partikel yang telah ada dalam air baku, yang
terbentuk sebagai akibat penambahan bahan kimia, dan lain-lain akibat adanya gaya gravitasi.
Proses sedimentasi pada umumnya meliputi penggumpalan partikel koloid menjadi partikel
kecil melalui proses koagulasi dan kemudian dilanjutkan dengan penggumpalan partikel kecil
tersebut menjadi gumpalan yang cukup besar untuk mengendap pada proses flokulasi. Tetapi,
dalam praktikum ini proses flokulasi tidak dilakukan. Pada unit sedimentasi yang digunakan
pada praktikum kali ini dilakukan dengan dua tahap. Hal ini dilakukan untuk menghasilkan
proses pengendapan yang baik dengan nilai effisiensi pengendapan maksimal. Adapun
analisa yang dilakukan pada praktikum kali ini ialah analisa kekeruhan dan pH dari air baku
dan effluent setiap interval tertentu. Analisa kekeruhan dilakukan untuk mengetahui effisiensi
pengendapan.
Tahap awal dari proses sedimentasi yang dilakukan adalah dengan mengencerkan air
limbah yang akan diendapkan dengan air hingga 90 Liter yang kemudian dianalisa nili
kekeruhan dan pH-nya. Air baku tersebut diketahui memiliki nilai kekeruhan 46.55 NTU dan
pH 5.81. Setelah itu, bahan kimia ditambahkan untuk mengendapkan koloid yang ada pada
air baku. Bahan kimia tersebut merupakan koagulan yaitu PAC dengan konsentrasi 0.2%.
Penambahan koagulan dilakukan untuk mempercepat proses pengendapan karena apabila
hanya mengandalkan gaya gravitasi pengendapannya akan membutuhkan waktu yang cukup
lama. Saat proses koagulasi berlangsung dilakukan pengadukan agar terjadi penggumpalan
yang baik. Hal yang perlu diperhatikan saat proses koagulasi adalah pH optimum dari
koagulan. PAC memiliki rentang pH optimum yang lebih luas dibandingkan dengan alum
yaitu 5 – 8.5. Sehingga pemilihan PAC sebagai koagulan sesuai dengan kondisi dari air baku.
Air baku yang telah melewati dua tangki koagulasi kemudian masuk ke dalam bak
sedimentasi yang berbentuk balok dimana didalamnya terdapat sekat-sekat yang berfungsi
untuk membantu dalam proses pengendapan karena flok-flok akan menabrak sekat tersebut
dan cepat untuk jatuh ke dasar bak. Selain itu, sekat-sekat pada bak yang berbentuk seperti
lamela ini berfungsi untuk mengantisipasi kemungkinan masih terbawanya partikel pada
aliran air. Laju alir dari air baku perlu diperhatikan, laju alir air tidak boleh terlalu lambat dan
tidak boleh terlalu cepat. Jika terlalu cepat, maka proses pengendapan tidak akan sempurna
dikarenakan sebelum partikel turun, partikel justru akan terbawa oleh arus air yang deras
karena laju alirnya cepat. Pada praktikum kali ini digunakan laju alir sebasar 0.4 Liter/menit.
Laju alir ini dapat dikatakan cukup baik karena memberikan hasil pengendapan yang
maksimal. Proses pengendapan atau sedimentasi dikatakan maksimal dapat dilihat dari nilai
kekeruhan air baku yang turun setelah melewati proses sedimentasi. Seperti pada gambar 6
yang menunjukkan nilai kekeruhan cenderung turun selama proses berlangsung. Dengan
berkurangnya nilai kekeruhan dari air baku maka effisiensi pengendapan dapat ditentukan.
Berdasarkan perhitungan (tabel 3 dan 4) nilai effisiensi pengendapan per satuan waktunya
cenderung stabil dan berada dikisaran nilai 80-86 %. Effisiensi pengendapan tertinggi terjadi
pada menit ke-80 yaitu sebesar 86.44% dimana pada menit ke-80 ini effluent belum keluar
dari bak sedimentasi. Saat effluent tepat keluar dari bak sedimentasi dan diukur nilai
kekeruhannya diketahui bahwa effisiensinya sebesar 84.23%. Sedangkan nilai pH effluent
yang dihasilkan cenderung tidak satbil walaupun nilai pH-nya lebih besar daripada pH air
baku sebelum penggendapan. Meskipun nilai pH tidak berpengaruh besar dalam proses ini
tetapi sebaiknya pH yang keluar dari proses adalah netral sehingga aman untuk dibuang ke
lingkungan. Berikut adalah faktor-faktor yang dapat meningkatkan efisiensi bak
pengendapan, yaitu:
- luas bidang pengendapan,
- penggunaan baffle pada bak sedimentasi,
- mendangkalkan bak, dan
- pemasangan plat miring.
BAB VI
KESIMPULAN
Berdasarkan data yang diperoleh dari praktikum diketahui bahwa effisiensi
pengendapan yang dilakukan selama 120 menit adalah sebesar 83.54 %.
BAB VII
REFERENSI
Lamba, Andrew Alexander dkk. 2012. “ Sedimentasi Tipe 2”.
http://www.academia.edu/10038535/LAPORAN_PRAKTIKUM_LABORATORIUM
_LINGKUNGAN_MODUL_IV_SEDIMENTASI_TIPE_2_DISUSUN_OLEH_KEL
OMPOK_II. Diunduh 10 Mei 2015.
Hidayat, Roni dkk. 2012. “Pengolahan Air Minum Dengan Cara Sedimentasi”.
https://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/.../ppt-sedimentasi-fix.pp. Diunduh
10 Mei 2015.
http://rfajriyah.blogspot.com/2011/10/pengertian-sedimentasi_09.html. Diunduh 10 Mei 2015
top related