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