Download - filtrasi.doc
PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI
FILTRASI
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengelolaan Limbah
Industri
Dosen Pembimbing : Ir. Ema Hermawati, MT
Disusun oleh :
Kelompok 4
Marta Elisabeth 101411081
Nana Rusdiana 101411082
Nendry Nurramdani Solihah 101411083
Novia Febryani 101411084
Nurul Puspita 101411085
Kelas 3 C
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pencemaran air pada masa sekarang telah terjadi dimana-mana, baik air laut, air
sungai/air permukaan, bahkan beberapa air parit di depan halaman rumah pun telah tercemar.
Air yang berwarna kecoklatan bahkan hitam telah menjadi pemandangan biasa dan dapat
dilihat dalam kehidupan sehari-hari. Hal itu terjadi disebabkan aktifitas manusia untuk
memenuhi kehidupan biologis dan kebutuhan teknologi sehingga banyak menimbulkan
pencemaran lingkungan terutama dari hasil proses industry.
Tindakan tegas untuk mencegah kerusakan lingkungan yang lebih parah perlu
mendapat penanganan secara serius oleh semua pihak sejak dini, karena pencemaran
lingkungan dapat menimbulkan gangguan terhadap kesejahteraan kesehatan bahkan dapat
berakibat terhadap jiwa manusia.
Beberapa rangkaian pengolahan air limbah industry sebagai salah satu
penanggulangan pencemaran lingkungan diantaranya aerasi, koagulasi, flokulasi,
sedimentasi, dan filtrasi. Dari proses-proses tersebut, sedimentasi dan filtrasi memegang
peranan penting untuk meningkatkan kualitas air limbah yang akan diproses. Peningkatan
kualitas air limbah dapat dilihat dari penurunan kekeruhan air limbah. Sehingga diharapkan
air limbah yang telah melalui proses tersebut dapat memenuhi baku mutu air limbah serta
meminimalisasi dampak negative terhadap lingkungan.
1.2 Tujuan
1. Menentukan hubungan antara laju alir dengan efiseinsi kekeruhan pada proses filtrasi
2. Menentukan laju alir optimum pada proses filtrasi
1.3 Ruang Lingkup
Air baku yang digunakan merupakan air limbah domestic (sungai). Parameter proses
filtrasi dilihat dari penurunan kekeruhan air baku.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Definisi Filtrasi
Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya
pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan.
Range filtrasi pada industri mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang
kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari
saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah
padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang.
2.2 Macam-Macam Filtrasi
Menurut prinsip kerjanya filtrasi dapat dibedakan atas beberapa cara, yaitu:
a. Gravity Filtration : Filtrasi yang cairannya mengalir karena gaya berat.
b. Pressure Filtration:Filtrasi yang dilakukan dengan menggunakan tekanan.
c. Vacum Filtration : Filtrasi dengan cairan yang mengalir karena prinsip hampa udara
(penghisapan).
2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses filtrasi
Dalam proses filtrasi terjadi reaksi kimia dan fisika, sehingga banyak faktor–faktor
yang saling berkaitan yang akan mempengaruhi pula kualitas air hasil filtrasi,
efisiensinya, dan sebagainya. Faktor–faktor tersebut adalah debit filtrasi, kedalaman
media, ukuran dan material, konsentrasi kekeruhan, tinggi muka air, kehilangan tekanan,
dan temperatur.
1. Debit Filtrasi
Debit yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara efisien.
Sehingga proses filtrasi tidak dapat terjadi dengan sempurna, akibat adanya aliran air
yang terlalu cepat dalam melewati rongga diantara butiran media pasir. Hal ini
menyebabkan berkurangnya waktu kontak antara permukaan butiran media penyaring
dengan air yang akan disaring. Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati
rongga antar butiran menyebabkan partikel–partikel yang terlalu halus yang tersaring
akan lolos.
2. Konsentrasi Kekeruhan
Konsentrasi kekeruhan sangat mempengaruhi efisiensi dari filtrasi. Konsentrasi
kekeruhan air baku yang sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori
dari media atau akan terjadi clogging. Sehingga dalam melakukan filtrasi sering
dibatasi seberapa besar konsentrasi kekeruhan dari air baku (konsentrasi air influen)
yang boleh masuk. Jika konsentrasi kekeruhan yang terlalu tinggi, harus dilakukan
pengolahan terlebih dahulu, seperti misalnya dilakukan proses koagulasi – flokulasi
dan sedimentasi.
3. Temperatur
Adanya perubahan suhu atau temperatur dari air yang akan difiltrasi, menyebabkan
massa jenis (density), viskositas absolut, dan viskositas kinematis dari air akan
mengalami perubahan. Selain itu juga akan mempengaruhi daya tarik menarik
diantara partikel halus penyebab kekeruhan, sehingga terjadi perbedaan dalam ukuan
besar partikel yang akan disaring. Akibat ini juga akan mempengaruhi daya adsorpsi.
Akibat dari keduanya ini, akan mempengaruhi terhadap efisiensi daya saring filter.
4. Kedalaman media, Ukuran, dan Material
Pemilihan media dan ukuran merupakan keputusan penting dalam perencanaan
bangunan filter. Tebal tipisnya media akan menentukan lamanya pengaliran dan daya
saring. Media yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang sangat tinggi,
tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama.
Lagipula ditinjau daris segi biaya, media yang terlalu tebal tidaklah menguntungkan
dari segi ekonomis. Sebaliknya media yang terlalu tipis selain memiliki waktu
pengaliran yang pendek, kemungkinan juga memiliki daya saring yang rendah.
Demikian pula dengan ukuran besar kecilnya diameter butiran media filtrasi
berpengaruh pada porositas, laju filtrasi, dan juga kemampuan daya saring, baik itu
komposisisnya, proporsinya, maupun bentuk susunan dari diameter butiran media.
Keadaan media yang terlalu kasar atau terlalu halus akan menimbulkan variasi dalam
ukuran rongga antar butir. Ukuran pori sendiri menentukan besarnya tingkat porositas
dan kemampuan menyaring partikel halus yang terdapat dalam air baku. Lubang pori
yang terlalu besar akan meningkatkan rate dari filtrasi dan juga akan menyebabkan
lolosnya partikel–partikel halus yang akan disaring. Sebaliknya lubang pori yang
terlalu halus akan meningkatkan kemampuan menyaring partikel dan juga dapat
menyebabkan clogging (penyumbatan lubang pori oleh partikel–partikel halus yang
tertahan) yang terlalu cepat.
5. Tinggi Muka Air Di Atas Media dan Kehilangan Tekanan
Keadaan tinggi muka air di atas media berpengaruh terhadap besarnya debit atau laju
filtrasi dalam media. Tersedianya muka air yang cukup tinggi diatas media akan
meningkatkan daya tekan air untuk masuk kedalam pori. Dengan muka air yang tinggi
akan meningkatkan laju filtrasi (bila filter dalam keadaan bersih). Muka air diatas
media akan naik bila lubang pori tersumbat (terjadi clogging) terjadi pada saat filter
dalam keadaan kotor.
Untuk melewati lubang pori, dibutuhkan aliran yang memiliki tekanan yang cukup.
Besarnya tekanan air yang ada diatas media dengan yang ada didasar media akan
berbeda di saat proses filtrasi berlangsung. Perbedaan inilah yang sering disebut
dengan kehilangan tekanan (headloss). Kehilangan tekanan akan meningkat atau
bertambah besar pada saat filter semakin kotor atau telah dioperasikan selama
beberapa waktu. Friksi akan semakin besar bila kehilangan tekanan bertambah besar,
hal ini dapat diakibatkan karena semakin kecilnya lubang pori (tersumbat) sehingga
terjadi clogging.
2.4 Kekeruhan (Turbiditas)
Kekeruhan adalah Ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar untuk
mengukur keadaan air baku dengan skala NTU (nephelo metrix turbidity unit) atau JTU
(jackson turbidity unit) atau FTU (formazin turbidity unit), kekeruhan ini disebabkan
oleh adanya benda tercampur atau benda koloid di dalam air. Hal ini membuat
perbedaan nyata dari segi estetika maupun dari segi kualitas air itu sendiri.
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan
organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh
buangan industri. Dan akibatnya bagi budidaya perairan adalah dapat mengganggu
masuknya sinar matahari, membahayakan bagi ikan maupun bagi organisme makanan
ikan. dan juga dapat mempengaruhi corak dan sifat optis dari suatu perairan.
2.5 Pasir Silika
Fungsi Pasir Silika atau biasa disebut pasir kuarsa atau pasir kwarsa (SiO2) adalah
untuk menghilangkan kandungan lumpur atau tanah dan sedimen pada air minum atau air
tanah atau air PDAM atau air gunung pada industri pengolahan air
Selain di bidang pengolahan air, pasir silika dapat digunakan diberbagai industri seperti
industri/pengolahan sand blasting atau pembuatan lapangan futsal dengan berbagai
ukuran mesh. Dalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang
meluas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan. Sebagai bahan
baku utama, misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik
keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide bahan abrasit (ampelas dan sand
blasting).
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan
Alat Jumlah Bahan Jumlah
Serangkaian alat filtrasi
Turbidimeter
Kayu Pengaduk
Pompa peristaltik
Gelas Ukur 50 mL
Gelas Kimia 100 mL
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
2 buah
Air 10 Liter
3.2. Prosedur Kerja
BAB IV
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data pengamatan dan hasil percobaan
Kondisi operasi : pH air baku = 6,42 ; suhu = 25 OC; dan tekanan atmosfer.
Diameter dalam tangki : 49.2 cm
Kekeruhan awal air (NTU) : 47,44 NTU
Skala bukaan
pompa
Volume
(L)
Waktu
(sekon)
Laju alir
(ml/sekon)
Kekeruhan
akhir
Efisiensi
(%)
20 50 60,82 0,822 3,67 92,26
30 50 32,33 1,546 3,11 93,44
40 50 25,76 1,941 2,78 94,14
50 50 20,95 2,367 5,18 89,08
60 50 18,64 2,682 4,26 91,02
70 50 17,29 2,892 8,22 82,67
80 50 15,51 3,224 10,34 78,20
90 50 10,91 4,583 14,97 68.44
Catatan :
Kurva efisiensi terhadap laju alir
4.2 Pembahasan
- Pada praktikum ini digunakan air sampel berupa air dengan campuran tanah yang
dialirkan pada media filter berupa pasir silika. Digunakannya pasir silika sebagai media
filter karena sifatnya yang inert sehingga tidak dapat merubah sifat kimia air dan dapat
menyerap partikel pengotor seperti pasir, tanah, lumpur, endapan dan partikel dalam air.
- Berdasarkan data pengamatan diketahui bahwa kekeruhan sampel air setelah dilakukan
proses filtrasi mengalami penurunan yang besar dari nilai awal kekeruhan 47,44 NTU.
Hal ini menunjukan adanya partikel pengotor yang tertahan pada media filter, nilai
penurunan yang besar ini juga dapat disebabkan karena jenis sampel yang digunakan
berupa campuran air dengan tanah yang partikel pengotornya berukuran relatif besar.
- Berdasarkan data dan kurva yang diperoleh dapat diketahui bahwa laju alir sampel sangat
berpengaruh pada efisiensi proses. Berdasarkan kurva diketahui hubungan bahwa
semakin besar laju alir maka efisiensi proses filtrasi akan menurun. Hal ini dikarenakan
laju alir yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara optimal
diakibatkan aliran air yang terlalu cepat dalam melewati rongga diantara media filter. Hal
ini menyebabkan semakin cepatnya waktu kontak antara media filter dengan air sampel.
Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati media filter menyebabkan partikel–
partikel yang terlalu halus akan lolos. Sehingga didapatkan nilai efisiensi terbesar pada
laju alir 1,941 ml/s yaitu sebesar 94,14 %
- Terjadinya fluktuasi pada kurva dapat disebabkan karena ketidakstabilan laju alir umpan
dikarenakan adanya penyumbatan pada saringan di area suction pompa dan atau Filter
pasir silika jenuh sehingga terjadi akumulasi pengotor yang tertahan pada media filter.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
- Laju alir optimum untuk proses filtrasi dengan sampel campuran air dengan tanah
adalah 1,941 ml/s
- Efisiensi terbesar pada percobaan filtrasi dengan sampel campuran air dengan tanah
adalah 94,14 % dengan nilai kekeruhan akhir 2,78 NTU.
5.2 Saran
- Perlu dilakukannya maintanace pada pompa agar laju alir umpan stabil
- Perlu dilakukannya backwash pada filter pasir silika
DAFTAR PUSTAKA
Anonym. 2011. Bentinite dalam http://id.wikipedia.org/wiki/Bentonite diunduh pada 26
Desember 2011 pada jam 06.32 WIB.
Anonym. 2011. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses filtrasi dalam
http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2231949-faktor-faktor-yang-
mempengaruhi-proses/#ixzz2CluRKbwh diunduh pada 23 November 2011.
Anonym. 2012. Filtrasi dalam http://id.wikipedia.org/wiki/Filtras diunduh pada 21 November
2012 pada jam 11.12 WIB.