bab ii sedimentasi

8/10/2019 BAB II Sedimentasi

1/18

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Dasar Teori

II.1.1. Pengertian sedimentasi

Proses pemisahan mekanik dapat didasarkan pada gerakan partikel solid atau liquid

dalam suatu fluida.Fluidaialah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi)

secara permanen. Fluida tersebut dapat berupa gas, mungkin zat cair, dan mungkin

bergerak dan mungkin pula diam. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida,

maka di dalam fluida itu akan terbentuklah lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu

meluncur di atas yang lain, hingga mencapai suatu bentuk yang baru. Selama perubahan

bentuk itu, terdapat tegangan geser (shear stress) yang besarnya bergantung pada

viskositas fluida dan lau luncur. !etapi bila fluida itu sudah mendapatkan bentuk akhirnya,

semua tegangan geser itu akan hilang. Fluida yang dalam keseimbangan itu bebas dari

segala tegangan geser. Pada suatu suhu dan tekanan tertentu setiap fluida mempunyai

densitas atau rapatan (density) tertentu yang dalam praktek keteknikan biasanya diukur

dalam pound per cuibik foot "pon per kaki kubik# atau dalam kilogram per meter kubik.

(Geankoplis, C.J, 1993).Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair

oleh gaya gravitasi, pada umumnya proses Sedimentasi dilakukan setelah proses $oagulasi

dan Flokulasi dimana tuuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga

menadi lebih berat dan dapat tenggelam dalam %aktu lebih singkat. Sedimentasi bisa

dilakukan pada a%al maupun pada akhir dari unit sistim pengolahan. &ika kekeruhan dari

influent tinggi, sebaiknya dilakukan proses sedimentasi a%al "primary sedimentation#

didahului dengan koagulasi dan flokulasi, dengan demikian akan mengurangi beban pada

treatment berikutnya. Sedangkan secondary sedimentation yang terletak pada akhir

treatment gunanya untuk memisahkan dan mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya

"activated sludge, '(, dlsb# dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan keunit

pengolahan lumpur tersendiri "ahayu, !""9#.

Sedimentasi merupakan proses pemisahan larutan suspensi menadi fluida ernih

"supernatant# dan slurry yang mengandung padatan lebih tinggi. )arutan suspensi terdiri

dari campuran fase cair dan fase padat yang bersifat settlea#le "dapat diendapkan karena

perbedaan densitas antara fasenya#. Proses sedimentasi dapat dilakukan secara batch dan

**-+


2/18

$%$ && '&J%% *+'%%

Laboratorium Transportasi FluidaProgram Studi D3 Teknik Kimia

FTI - ITS

continue. Proses batch sering digunakan untuk skala laboratorium sedangkan continue

dipergunakan dalam proses komersil dengan mempertimbangkan kecepatan pengendapan

terminal dari partikel-partikelnya. Percobaan skala laboratorium dilakukan pada suhu

uniform untuk menghindari gerakan fluida atau konveksi karena perbedaan densitas yangdihasilkan dari perbedaan suhu (-cCa#e, 1993).

II.1.2 Gaya-Gaya Selama Proses Sedimentasi

Pengendapan teradi karena adanya interaksi gaya-gaya di sekitar partikel, yaitu

gayadragdan gaya impelling. asa partikel menyebabkan adanya gayadragdan diimbangi

oleh gaya impelling, sehingga kecepatan pengendapan partikel konstan.

(anonim, !"1")

aya gravitasi dapat dinyatakan sebagai hasil kali antara massa dan percepatan

partikel karena gaya ini,

"Persamaan **.+.-+#

$eterangan /

Fg / aya gravitasi "0#

m / assa "gram#

g / Percepatan gravitasi "m1s#

2p / (ensitas partikel "g1cm3#

4p / 4olume partikel "m3#

aya apung, sesuai dengan%sas %rchimedes, ialah hasil kali antara massa fluida

partikel dan percepatan karena gaya luar. 4olume partikel itu ialah m12p, dimana 2p ialah

densitas partikel.

"Persamaan **.+.-#

$eterangan /

Fb 5 aya apung "0#

m 5 assa "gram#

g 5 Percepatan gravitasi "m1dt#

2p 5 (ensitas partikel "g1cm3#

2 5 (ensitas fluida "g1cm3#

4p 5 4olume partikel "m3#

**-

Fg = m x g =Vpx px

Fb= = Vpx 2 6 g


3/18

$%$ && '&J%% *+'%%

Laboratorium Tranportasi FluidaProgram Studi D3 Teknik KimiaFTI - ITS

aya impellingadalah resultan dari gaya yang disebabkan oleh gaya berat partikel

atau gaya gravitasi "ke arah ba%ah# dan gaya apung "#ouyant, ke arah atas#. 7rah

gayaimpellingadalah ke ba%ah dan dinyatakan dengan persamaan/

"Persamaan **.+.-3#

(imana/

Fi 5 gayaimpelling"0#

2s 5 densitas massa partikel "kg1m3#

2 5 densitas massa air "kg1m3#

4 5 volume partikel "m3#

g 5 percepatan gravitasi "m1detik #

(anonim, !"1")

Gambar II.1.1aya-gaya yang Bekera pada Partikel di 7ir

(anonim, !"1")

aya drag adalah gaya yang mela%an gaya impelling sehingga partikel dalam

kondisi setimbang. 7rah gaya ini adalah ke atas dan dinyatakabn dengan persamaan/

"Persamaan **.+.-8#

(imana/Fd5 aya drag"0#9(5 $oefisien drag "tanpa satuan#

7c 5 )uas potongan melintang partikel"m#

v 5 $ecepatan pengendapan "m1s#

(anonim, !"1")

(ari rumus diatas, maka resultan gaya dapat dirumuskan dengan/

"Persamaan **.+.-:#

**-3

Fi5Fg ; Fb5"2s- 2# g 6 4

Fd 5 9(6 796 2 "v 1 #

m =Fg-Fb-Fd


4/18

$%$ && '&J%% *+'%%


FTI - ITS

&ika kita lihat pada saat partikel atuh dari posisi sebelumnya, maka atuhnya

partikel tersebut terbagi menadi dua periode/ periode atuh lau cepat dan periode atuh

velocity konstan. Pada saat lau cepat %aktu yang diperlukan sangat singkat. $arena

ituperiode atuh velocitykonstan adalah yang paling penting. elocitytersebut dapat disebut

uga/ree settling velocityatauterminal velocity "vt#.

"Persamaan **.+.-


5/18

$%$ && '&J%% *+'%%


d.# Pengaruh Ph

$elarutan endapan garam yang mengandung anion dari asam lemah dipengaruhi

oleh p=, hal ini disebabkan karena penggabungan proton dengan anion

endapannya.isalnya endapan 7g* akan semakin larut dengan adanya kenaikan p=

disebabkan =>akan bergabung dengan *-membentuk =*

e.# Pengaruh hidrolisis

&ika garam dari asam lemah dilarutkan dalam air maka akan dihasilkan perubahan

konsentrasi =>,dimana hal ini akan menyebabkan kation garam tersebut mengalami

hidrolisis dan hal ini akan meningkatkan kelarutan garam tersebut.

f.# Pengaruh ion kompleks

$elarutan garam yang tidak mudah larut akan semakin meningkat dengan adanyapembentukkan kompleks antara ligan dengan kation garam tersebut.Sebagai contoh,7g9l

akan naik kelarutannya ika ditambahkan larutan 0=3,hal ini disebabkan karena

terbentuknya kompleks 7g"0=3#9l

(%nonim, !"1").

etode pengendapan dibagi menadi dua /

etode pengendapan secara fisik yang berdasarkan gaya gravitasi "sedimentasi #

Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair oleh

gaya gravitasi. Proses sedimentasi biasanya dilakukan setelah proses koagulasi dan

flokulasi. (imana koagulasi merupakan proses penambahan bahan kimia "koagulan# ke

dalam cairan yang akan diolah membentuk gumpalan "flok#. Sedangkan Flokulasi

merupakan proses dimana gumpalan diaduk untuk mempercepat pembentukan flok,

sehingga dapat dipisahkan dengan cara sedimentasi dan filtrasi.

7da dua cara sedimentasi /

Sedimentasi di a%al "Primary Sedimentation# dapat dilakukan ika kekeruhan

tinggi, untuk mengurangi resiko kerusakan pompa1mesin pada treatment

berikutnya.

Sedimentasi di akhir "Secondary Sedimentation# digunakan untuk memisahkan dan

mengumpulkan lumpur"sludge# dari proses sebelumnya.

II.1.( $a)am-$a)am Sedimentasi

Proses sedimentasi dapat dilakukan dengan tiga macam cara, yaitu /

+. 9ara Batch

**-:


6/18

$%$ && '&J%% *+'%%


FTI - ITS

9ara ini cocok dilakukan untuk skala laboratorium, karena sedimentasi batch paling

mudah dilakukan, pengamatan penurunan ketinggian mudah. ekanisme sedimentasi

batch pada suatu silinder 1 tabung bisa dilihat pada gambar berikut /

Gambar II.1.2ekanisme Sedimentasi Batch

(%nonim, !"11)

$eterangan /

7 5 cairan bening

B 5 zona konsentrasi seragam

9 5 zona ukuran butir tidak seragam

( 5 zona partikel padat terendapkan

ambar di atas menunukkan slurry a%al yang memiliki konsentrasi seragam

dengan partikel padatan yang seragam di dalam tabung "zona B#.Partikel mulai mengendap

dan diasumsikan mencapai kecepatan maksimum dengan cepat.?ona ( yang terbentuk

terdiri dari partikel lebih berat sehingga lebih cepat mengendap.Pada zona transisi, fluida

mengalir ke atas karena tekanan dari zona (. ?ona 9 adalah daerah dengan distribusi

ukuran yang berbeda-beda dan konsentrasi tidak seragam.?ona B adalah daerah

konsentrasi seragam, dengan konsentrasi dan distribusi sa-ma dengan keadaan a%al. (i

atas zona B, adalah zona 7 yang merupakan cairan bening(%nonim, !"11).

Selama sedimentasi berlangsung, tinggi masing-masing zona berubah "gambar b,

c, d#.?ona 7 dan ( bertambah, sedang zona B berkurang. 7khirnya zona B, 9 dan transisi

hilang, semua padatan berada di zona (. Saat ini disebut critical settling point, yaitu saat

terbentuknya batas tunggal antara cairan bening dan endapan (%nonim, !"11)

. 9ara Semi-Batch

Pada sedimentasi semi-batch , hanya ada cairan keluar saa, atau cairan masuk saa. &adi,

kemungkinan yang ada bisa berupa slurry yang masuk atau beningan yang keluar.

ekanisme sedimentasi semi-batch bisa dilihat pada gambar berikut /

**-


7/18

$%$ && '&J%% *+'%%


Gambar II.1.ekanismeSedimentasi Semi-

Batch

(%nonim, !"11)

$eterangan /

7 5 cairan bening




3. 9ara $ontinyu

Pada cara ini, ada cairanslurryyang masuk dan beningan yang dikeluarkan secarakontinyu. Saat steady state, ketinggian tiap zona akan konstan. ekanisme sedimentasi

kontinyu bisa dilihat pada gambar berikut /

Gambar II.1.(ekanisme Sedimentasi $ontinyu

(%nonim, !"11)

$eterangan /

7 5 cairan bening



**-@


8/18

$%$ && '&J%% *+'%%


FTI - ITS


Pada keadaan a%al, konsentrasi slurry seragam di seluruh bagian tabung.

$ecepatan sedimentasi konstan, terlihat pada grafik hubungan antara z)dan A)membentuk

garis lurus untuk periode a%al "dz1dt5v5konstan#. Periode ini disebut/ree settling, dimana

padatan bergerak turun hanya karena gaya gravitasi. $ecepatan yang konstan ini

disebabkan oleh konsentrasi di lapisan batas yang relatif masih kecil, sehingga pengaruh

gaya tarik-menarik 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. =al ini membuat kecepatan penurunan semua partikel "baik yang kecil maupun yang

besar# relatif sama atau konstan(%nonim, !"11)

$ondisi /ree settling dan hindered settling dapat diamati pada grafik hubungan

antara z)dan A). (imana untuk kondisi /ree settlingditunukkan saat grafik masih

berupagaris lurus, sedangkan saat grafik mulai melengkung merupakan kondisi hindered

settling. (%nonim, !"11)

i pengendapan secara #atch dilakukan untuk menggambarkan mekanisme

pengendapan dan metode penentuan kecepatan pengendapan.Pada a%al sedimentasi$atch,

konsentrasi padatan sepanang silinder "zona B# uniform. Segera setelah proses mulai,

seluruh partikel suspensi solid. Partikel-partikel padat atuh bebas pada kecepatan yang

sama dan membentuk garis pembatas taam antara cairan supernatant "zona 7# dan zona

suspensi "zona B# sertaslurry.(i dalamslurryyang mengandung partikel-partikel ukuran

berbeda, partikel-partikel yang lebih besar akan mengendap lebih cepat dan mulai

menumpuk, dimana zona ( dan zona transisi 9 yang mengandung padatan yang bervariasi

antara konsentrasi zona B dan zona ( mulai nampak. Setelah pengendapan lebih auh atau

pada kondisi kecepatan pengendapan kompresinya, zona B dan zona 9 tidak nampak tetapi

hanya terdapatslurrypekat pada zona ((-cCa#e, 1993#.

$ecepatan pengendapan dapat ditentukan dengan mengamati tinggi inter/ace

"antarfase# sebagai fungsi %aktu yang diberikan dan menggambarkan tangen pada kurva

yang diperoleh dari /

"Persamaan **.+.8-+#

**-C

Slope ;dz5 4+dt


9/18

$%$ && '&J%% *+'%%


Pada point ini, tinggi ?+dan ? adalah intercept tangen pada kurva tersebut. $ecepatan

pengendapan "sedimentation rate#

"Persamaan **.+.8-#

$eterangan/

4+ / $ecepatan pengendapan "cm1menit#

?i /!inggi interface +"cm#

?+ / !inggi interface "cm#

t+ / Daktu pengendapan "menit#(-cCa#e, 1993#.

ltrasentrifugal adalah sentrifugal untuk pengukuran kuantitatif dari pengendapan

tanpa hantaran panas dan vibrasi. !erdapat dua enis pengukuran sentrifugal yang berbeda

yaitu /

+. Pengukuran kecepatan sedimentasi suatu komponen dalam larutan " kecepatan

sedimentasi #

. Penentuan redistribusi dalam kesetimbangan "kesetimbangan sedimentasi#

(-cCa#e, 1993#

)arutan yang akan diukur dalam kecepatan ultrasentri/ugaldimasukkan ke dalam

sel yang mempunyai endela kuarsa yang tebal. Sel ini berbentuk sektor dilihat dari arah

pandangan Edari bidang rotasi dari rotorsentri/ugal karena pengendapan teradi secara

radial. Pada saat komponen dengan massa molekul tinggi mengendap dari larutannya

terbentuklah suatu batas yang bergerak yang memisahkan komponen tersebut dari

pelarutnya. (idalam sel pergerakan dari batas ini dapat diikuti dengan system optik

schlieren, sehingga ultrasentri/ugal dapat digunakan untuk analisa campuran yang

kompleks dari plasma darah (-cCa#e, 1993#.

Bila suatu larutan berada pada medan sentri/ugal, molekul zat terlarut akan

bergerak menauhi sumbu rotasi bila kebalikan dari volume spesifik parsialnya v lebih

besar dari rapat massa larutan 2. Bila teradi hal sebaliknya molekul zat terlarut akan

bergerak menuu sumbu rotasi. Partikel yang lebih rapat dari pelarut tersedimentasi dalam

medan gravitasi bumi hingga tercapai distribusi yang setimbang dimana konsentrasi

**-E

4+5 ?i; ?+

t+;


10/18

$%$ && '&J%% *+'%%


FTI - ITS

9

B

7

?

'

0

7

(

9

B

7

menurun sebagai fungsi dari ketinggian vertical. Sebaliknya untuk partikel yang kurang

rapat distribusi yang setimbang menunukkan kenaikan konsentrasi menurun sebagai

fungsi dari ketinggian vertikal(-cCa#e, 1993#.

ltrasenti/ugal dapat digunakan untuk menghitung kesetimbangan sedimentasimolekul-molekul yang sebagian kecil tersedimentasi dalam medan gravitasi bumi. Berbeda

dengan kecepatan sedimentasi, kesetimbangan ultrasentri/ugal merupakan pengukuran

thermodinamika yang dapat menghasilkan nilai secara langsung. eskipun demikian,

kesetimbangan sedimentasi lambat tercapai sehingga penentuan berat molekul dengan

metode ini membutuhkan %aktu yang lama (-cCa#e, 1993#

II.1.* $e"anisme Sedimentasi

ntuk skala laboratorium sering digunakan proses Batch yang menggambarkan

proses sedimentasi sederhana. Percobaan skala laboratorium dilakukan pada suhu ni/orm

untuk menghindari gerakan fluida atau konveksi karena perbedaan densitasnya yang

dihasilkan dari perbedaan suhu.

$etika slurry yang dicairkan diendapkan oleh gravitasi menadi fluida yang

lebihernih danslurrydengan konsentrasi yang lebih tinggi, proses ini disebut sedimentasi

atau terkadang disebut uga thickening. i secara batch dilakukan untuk menggambarkan

mekanisme pengendapan dan metode penetuan kecepatanpengendapan.Pada a%al

sedimentasi batch, konsentrasi padatan sepanang silinder "zona B# uniform. Segera setelah

proses mulai, seluruh partikel suspensi solid. &atuh bebas melalui fluida pada kecepatan

maksimumnya diba%ah kondisi hidered settling yang ada. Partikel-partikel padat atuh

bebas pada kecepatan yang sama dan membentuk garis pembatas taam antara cairan ernih

supernatant "zona 7# dan zona suspensi "zona B# serta slurry. (i dalam slurry yang

mengandung partikel-partikel ukuran berbeda, partikel-partikel yang lebih besar akan

mengendap lebih cepat dan mulai menumpuk, dimana zona ( dan zona transisi 9 yang

mengandung padatan yang bervariasi antara konsentrasi zona B dan zona ( mulai nampak.

Setelah pengendapan lebih auh atau pada kondisi kecepatan pengendapan kompresinya,

zona B dan zona 9 tidak nampak tetapi hanya terdapat slurry pekat pada zona (.

**-+

icm

!cm

T!"!


11/18

$%$ && '&J%% *+'%%


t

"a# "b# "c# "d#

Gambar II.1.*Sedimentasi Batch

a. )arutan suspensi yang seragam "konsentrasi tertentu#

b. ?ona pengendapan setelah %aktu t

c. $ecepatan kompresi zona (

d. !inggi interface versus %aktu pengendapan

(Geankoplis, C.J, 1993)

II.1.+ Penent&an "e)e%atan %engenda%an dan "e)e%atan "ritis!inggi z diplot terhadap %aktu pengendapan pada gambar **.:. $ecepatan

pengendapan dimana merupakan slope kurva, konstan pada mula-mula. $arena kecepatan

pengendapan sludges berbeda-beda, kecepatan pengendapan secara eksperimen untuk

setiap sludge dibutuhkan. $ynch dan !almag dan Fitch mendeskripsikan metode untuk

menggambarkan ukuran ketebalan dari setiap tes pengendapan secara batch, sebagai

berikut /

$onsentrasi 9cadalah konsentrasi rata-rata dari suspensi ika zc adalah tinggi dari

slurry. =al ini dihitung dengan /

9czi 5 9ozoatau 9c5 "zo1zi# 9o

"Persamaan **.+.


12/18

$%$ && '&J%% *+'%%


FTI - ITS

$ecepatan pengendapan dapat ditentukan dengan mengamati tinggi inter/ace

"antarfase# sebagai fungsi %aktu yang diberikan dan menggambarkan tangen pada kurva

yang diperoleh dari

"Persamaan **.+.8-+#

Pada point ini, tinggi ?+dan ? adalah intercept tangen pada kurva tersebut. $ecepatan

pengendapan "sedimentation rate#

"Persamaan **.+.8-#

$eterangan/

4+ / $ecepatan pengendapan "cm1menit#

?i /!inggi interface +"cm#

?+ / !inggi interface "cm#

t+ / Daktu pengendapan "menit#

(-cCa#e, 1993#.

II.1., $e"ani"a Gera"an Parti"el

erakan partikel melalui fluida memerlukan bekeranya suatu gaya luar pada

partikel itu. aya ini disebabkan oleh perbedaan densitas antara partikel dan fluida, atau

dapat pula diakibatkan oleh adanya medan listrik atau medan magnet. (alam sub bab ini

kita hanya membahasgaya gravitasi dan gaya sentri/ugalsaa, yang disebabkan oleh

perbedaan densitas.

!ipe ; tipe Sedimentasi /

+. !ipe sedimentasi +, yang digunakan untuk mengendapkan partikel bebas. ntuk

mendesain tangki pengendapan yang sempurna didasarkan pada penghilangan semua

partikel yang memiliki kecepatan pengendapan yang lebih besar dari pada kecepatan

pengendapan yang telah ditentukan. (esain ini tidak diprngaruhi oleh kedalaman tangki

pengendapan tetapi dipengaruhi kecepatan massa pertikel. !ipe sedimentasi ini digunakan

untuk partikel dalam larutan suspensi yang memiliki konsentrasi padatan rendah. Partikel

yang mengendap dengan sendirinya tanpa adanya interaksi partikel yang lainnya.

. !ipe sedimentasi **, tipe ini lebih sering disebut dengan flokulasi karena pada kondisi

diam atau tenang partikel suspensi dalam air akan secara alami membentuk kumpulan-

**-+

Slope ;dz5 4+

dt

4+5 ?i; ?+

t+;


13/18

$%$ && '&J%% *+'%%


kumpulan flok. (engan penambahan bahan kimia akan mempercepat proses flokulasi ini.

Penambahan bahan kimia ini menyebabkan ukuran partikel dan kecepatan pengendapan

semakan besar.

3. !ipe sedimentasi ***, zona pengendapan. $etika komsentrasi padatan tinggi tekanan

atau gaya antar partikel mengakibatkan partikel tersebut tidak dapat mengendap atau sulit

mengndap karena teradi rintangan-rintangan dari partikel lain yang berada disekitarnya.

8. !ipe sedimentasi *4, proses sedimentasi disini akan teradi hanya ika partikel yang

memiliki konsentrasi yang sudah dibentuk ini ditekan. Penekanan ini berasal dari berat

partikel yang secara konstan ditambahkan ke strukturnya melalui sedimentasi dari liquid

ernih "supernatant#.

II.1. Peran)angan T'i)"ener9ontinuous thickener dirancang berdasarkan kecepatan pengendapan dari suatu

partikel flo% rate, dan uga %aktu tinggal partikel tersebut dalam continuous thickener.

Daktu tinggal partikel dalam continuous thickener "t# berbanding lurus dengan ketinggian

"=# dan berbanding terbalik dengan kecepatan pengendapannya "vo#.

t 2

vo

$eterangan /

t / Daktu "menit#

= / $etinggian "cm#

4 / $ecepatanmula-mula "cm1menit#

Daktu tinggal partikel dalam continuous thickeneruga berbanding lurus dengan luas

penampang "7# dan ketinggian "=# serta berbanding terbalik dengan flo% rate "G#.

t 2 % 4

5

$eterangan /

t / Daktu "menit#

7 / )uas penampang "cm#

= / $etinggian "cm#

**-+3


14/18

$%$ && '&J%% *+'%%


FTI - ITS

G /Flo6 rate"cm31menit#

$arena 7 6 = adalah volume continuous thickener maka %aktu tinggal uga

sebanding dengan volume dan berbanding terbalik dengan flo% ratenya.

t 2

5

$eterangan /

t / Daktu "menit#

4 / $ecepatan "cm1menit#

G /Flo6 rate"cm31menit#

II.1..1 ontino&s T'in"ener

Sedimentasi merupakan pemisahan suatu larutanslurrydengan gravitasi settling

menadi fluida yang ernih danslurrydengan kadar konsentrasi padatran yang lebih tinggi.

(alam industri operasi sedimentasi sering digunakan peralatan yang disebut thickener.

ntuk mncapai hasil yang baik, maka rate sedimentasi harus setinggi mungkin. Hate

sedimentasi dapat dinaikkan dengan menambahkan larutan elektrolit atausur/ace agent.

II.1..2 Persamaan Gera"an Sat& Dimensi Parti"el $elal&i !l&ida

Partikel yang massanya m yang bergerak didalam fluida diba%ah pengaruh gaya

luar Fe. umpamakan kecepatan partikel itu relatif terhadap fluida ialah u. aya apung yang

bekera pada partikel itu kita umpamakan Fb, sedangkan gaya seret ialah F(. aya resultan

yang bekera pada partikel itu ialah Fe; Fb5 F(, dan percepatan partikel itu ialah du1dt, dan

dari persamaan ini, karena m konstan,

5 Fe; Fb5 F(

$eterangan /

m / assa "gram#

du1dt / Percepatan Partikel "m1dt#

Fe / aya )uar "0#

Fb / aya 7pung "0#

F( / aya Seret "0#

**-+8


15/18

$%$ && '&J%% *+'%%


aya luar dapat dinyatakan sebagai hasil kali anata massa dan percepatan aepartikel

karena gaya ini.

Fe5 m . ae

gc

$eterangan /

Fe / aya )uar "0#

m / assa "gram#

ae / Percepatan "m1dt#

aya apung, sesuai dengan asas%rchimedes, ialah hasil kali antara massa fluida

partikel dan percepatan karena gaya luar. 4olume partikel itu ialah m12p, dimana 2pialah

densitas partikel.Humus aya apung adalah / Fb5 m 2ae

2pgc

$eterangan /

Fb / aya 7pung "0#

m / assa "gram#

ae / Percepatan "m1dt#

2p / (ensitas Partikel "g1cm3#

Humus gaya seret ialah /

F(5 9( I 2 7p

gc

$eterangan /

9( / koefisien seret "tanpa dimensi#

7p / luas proyeksi partikel diukur pada bidang tegak lurus terhadap arah gerakan

partikel "cm#

I / viskositas "g1m.dt#

Bila partikel itu berada pada arak yang cukup auh dari dinding beana dan dari

partikel-partikel lain, sehingga proses atuhnya tidak terpengaruh oleh dinding atau partikel

lain, paka proses itu dinamakan pengendapan bebas "/ree settling#. &ika gerakan partikel itu

terganggu oleh partikel lain, yang dapat teradi bila partikel itu berdekatan dengan partikel

lain, %alaupun mungkin tidak berbenturan, proses itu disebut pengendapan tergannggu

**-+:


16/18

$%$ && '&J%% *+'%%


FTI - ITS

"hindered settling#. $oefisien seret dalam pengendapan terganggu lebih besar daripada

pengendapan bebas.

&ika partikel-partikel itu sangat kecil, akan ada gerakan bro%n. =al ini dikarenakan

adanya benturan antara partikel itu dengan molekul-molekul fluida di sekelilingnya. Jfekini menadi cukup berarti pada ukuran partikel ; 3 Im, dan menadi paling penting bila

ukuran partikel ,+ Im, atau lebih kecil lagi. erakan partikel tersebut cenderung menekan

efek gaya gravitasi, sehingga menghalangi teradinya pengendapan. Jfek relatif gerakan

bro%n ini dapat diatasi dengan menerapkan gaya sentrifugal.

(J.Geankoplis, 19")

oe/isien draguntuk partikel liquid "dalam free settling# merupakan fungsi dari

bilanganeynold"(p. v. 2#1I. ntuk daerah laminer sering disebut hukum +tokes. ntuk

aliran laminer maka besarnya koefisien drag/

9( 5 8

4 (p

4 5 8 g "2p- 2#(p

3,8 4 2 1 4s(

4 5 8 g "2p- 2#(p

3,8 4 2

4 5 g "2p- 2#(p 4s

+C I

$eterangan /

du1dt / Percepatan Partikel "m1dt#

m / 4iskositas "g1m.dt#

2 / (ensitas Partikel "g1cm3#

4 / $ecepatan Pengendapan "cm1menit#

m / assa "gram#

9( / koefisien seret, tanpa dimensi

2p / (ensitas Partikel "g1cm3#

Partikel yang atuh akan mengalami gerakan dipercepat dan akhirnya mengalami

gerakan dengan kecepatan konstan.(J.Geankoplis, 19")

(alam suatu proses industri, sedimentasi dilakukan pada skala besar pada peralatan

yang disebut thickener. !hickener merupakan suatu tangki silinder yang dilengkapi dengan

**-+


17/18

$%$ && '&J%% *+'%%


tempat bagi masuknya/eeddan keluarnya produk, selain itu uga dilengkapi dengan

pengaduk radial yang digerakkan dengan lambat dari suatu proses sentral. !angki tersebut

dipenuhi dengan slurry, dan setelah %aktu tertentu, cairan bening akan dapat dikeluarkan

"sebagai produk# dan sludge akan dikeluarkan dari dasar tangki. ntuk mencapai hasil

yang baik maka rate sedimentasi haruslah setinggi mungkin, menaikkannya dapat dengan

menambahkan larutan elektrolit yang berfungsi sebagai koagulan. !erdapat tiga daerah

utama dalam continuous thickener, yaitu /

a. (aerah/ree settling, dimana liquid ernih keluar sebagai overflo%.

b. (aerah transisi, dimanamerupakan daerah suspensi yang mulai menadi ernih tapi

masih terdapatsludge.

c. (aerah pemekatan, dimanasludgedipisahkan sebagai underflo%)uas penampang thickener harus cukup untuk menyediakan kapasitas suspensi

settling pada semua tingkatan konsentrasi partikel. )uas ini dapat dihitung dari konsentrasi

yang berbeda dan hubungan dengan lau pengendapan, dan daerah minimum pengendapan

pada thickener.

Pada dasarnya alat ini hanyalah sebuah tangki dengan rake"pengaduk# yang

bergerak lambat secara radial yang diatur oleh as. (asarnya dapat berbentuk datar atau

kerucut yang dangkal. Feed masuk ditengah-tengah thickener. +lurryyang lebihpadat dari

air cenderung bergerak turun keba%aah sampai mencapai zona dengan densitas yang sama,

kemudian bergerak secara radial keluar dengan kecepatan menurun dan aliran terbagi

antara suspensi bergerak ke ba%ah dan aliran ke arah atas yang hampir tak mengandung

partikel lagi. )iquida ernih tertumpah keluar dimana tertampung di launder. Pengaduk

secara perlahan mengaduk sludge dan menggerakkannya ke tengah tangki, kemudian

mengalirkannya keluar melalui lubang dan dihisap oleh pompasludge.

(J.Geankoplis, 19")

II.1./ Sedimentasi Dalam D&nia Ind&stri

K *ndustri kimia

+. penghilang endapan, hasil buangan padatan tersuspensi dalam tangki

pengendapan.

. penghilangan tanah dan heavy silt dari air tangki penampungan endapan.

**-+@


18/18

$%$ && '&J%% *+'%%


3. Penghilangan substansi yang tidak dapat mengendap dari air hasil buangan industri

dengan cara koagulasi dan presipitasi terlebih dahulu.

K *ndustri pengolahan hasil buangan yang berupa limbah domestic dan industri.

+. !angki pengendapan yang berisi banyak kotoran padatan suspensi atau impuritiesdari muatan diadikan menadi bentuk suspensi dengan cara menghilangkan effluent

dari airnya atau melakukan pengolahan terlebih ddahulu.

. rid chamber digunakan untuk memissahkan heavymineral atau padatan inert dari

cairan yang mengalir dengan cara sedimentasi differensial.

+. !angki pengendap yang berisi substansi atau partikel suspensi diadikan padatan

yang mudah mengendap dengan proses pengolahan secara fisika, kimia dan biolog.

Penambahan bahan untuk koagulasi "koagulan# dan bahan pengendapan kedalam

limbah atau hasil buangan industri akan dapat meningkatkan effisiensi atau

mempercepat proses sedimentasi.

**-+C

bab ii sedimentasi

Documents

Tinjauan Sedimentasi Muara Bab III

tugas Khusus sedimentasi

Bab 3 SEDIMENTASI - kuliah.ftsl.itb.ac.idkuliah.ftsl.itb.ac.id/wp-content/uploads/2016/10/sedimentasi.pdf · Bab 3 Satuan Operasi Sedimentasi 35 BAB 3 SEDIMENTASI 3.1. Teori Sedimentasi

Ppt Sedimentasi Fix

PPT DINAMIKA SEDIMENTASI

Analisis Petrologi - Sedimentasi

Proses Sedimentasi

PPT SEDIMENTASI 2

MEKANIKA SEDIMENTASI

sedimentasi MAKALAH

PRAKTIKUM SEDIMENTASI

SEDIMENTASI Fharel

LAPORAN RESMI SEDIMENTASI

Sedimentasi Ali

Sedimentasi Air

Presentasi Sedimentasi (PIP)

Sedimentasi di Pantai

Bab i Sedimentasi

Sedimentologi Dan Sedimentasi

Sedimentasi Fix

SEDIMENTASI KONTINYU.docx

BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Diponegoro Universityeprints.undip.ac.id/33821/6/1620_chapter_II.pdf · a. Proses sedimentasi secara geologis Yaitu proses erosi tanah dan sedimentasi yang

Pola Sedimentasi

Settling and Sedimentasi

tugas sedimentasi

Sedimentasi Dan Filtrasi

PIP2 sedimentasi

Laporan Sedimentasi

perhitungan sedimentasi

Cekungan sedimentasi

makalah sedimentasi

BAB II DASAR TEORI 2.1. Erosi dan Sedimentasi 2.1.1. Erosi Erosi dan sedimentasi merupakan

Bab I proses sedimentasi

Flotasi Dan Sedimentasi

Power Point SEDIMENTASI