BAB I

[Type the document title]

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang MasalahFlokulasi adalah suatu proses aglomerasi (penggumpalan) partikel-partikel terdestabilisasi menjadi flok dengan ukuran yang memungkinkan dapat dipisahkan oleh sedimentasi dan filtrasi. Flokulator adalah alat yang digunakan untuk flokulasi.

Proses flokulasi dalam pengolahan air bertujuan untuk mempercepatproses penggabungan flok-flok yang telah dibibitkan pada proses koagulasi. Partikel-partikel yang telah distabilkan selanjutnya saling bertumbukan serta melakukan proses tarik-menarik dan membentuk flok yang ukurannya makin lama makin besar serta mudah mengendap. Gradien kecepatan merupakan faktorpenting dalam desain bak flokulasi. Jika nilai gradien terlalu besar maka gaya geser yang timbul akan mencegah pembentukan flok, sebaliknya jika nilai gradient terlalu rendah/tidak memadai maka proses penggabungan antar partikulat tidakakan terjadi dan flok besar serta mudah mengendap akan sulit dihasilkan. Untukitu nilai gradien kecepatan proses flokulasi dianjurkan berkisar antara 90/detikhingga 30/detik. Untuk mendapatkan flok yang besar dan mudah mengendap maka bak flokulasi dibagi atas tiga kompartemen, dimana pada kompertemenpertama terjadi proses pendewasaan flok, pada kompartemen kedua terjadi prosespenggabungan flok, dan pada kompartemen ketiga terjadi pemadatan flok. Pengadukan lambat (agitasi) pada proses flokulasi dapat dilakukan dengan metoda yang sama dengan pengadukan cepat pada proses koagulasi,perbedaannya terletak pada nilai gradien kecepatan di mana pada proses flokulasi nilai gradien jauh lebih kecil dibanding gradien kecepatan koagulasi.1.2. Rumusan MasalahDari latar belakang diatas, dapat disusun rumusan masalah sebagai berikut:a. Apa yang dimaksud dengan flokulasi dan flokulator?b. Apa fungsi dari flokulator?c. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya flok?d. Bagaimana prinsip kerja flokulator?1.3. Tujuan PenulisanTujuan penulisan makalah ini antara lain :

a. Menjelaskan definisi flokulasi dan flokulator.b. Menjelaskan fungsi dari flokulator.c. Menjelaskan factor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya flok.d. Menjelaskan prinsip cara kerja flokulator.BAB IIPEMBAHASAN2.1. Definisi FlokulatorFlokulator adalah alat yang digunakan untuk flokulasi. Pada hakekatnya flokulator adalah kombinasi anatara pencampuran dan pengadukan sehingga flok-flok halus yang terbetuk pada bak pencampur cepat akan saling bertumbukan dengan paartikel-partikel kotoran atau flok-flok yang lain sehingga terjadi gumpalan-gumpalan flok yang besar dan stabil. Flokulasi adalah suatu proses penggabungan partikel-partikel menjadi satu sehingga ukurannya berubah menjadi besar, agar dapat disaring atau diendapkan.

Gambar 2.1. Flokulator (jar test)2.2. Fungsi FlokulatorFungsi flokulator adalah untuk pembentukan flok-flok agar menjadi besar dan stabil sehingga dapat diendapkan dengan mudah atau disaring. Untuk proses pengendapan dan penyaringan maka pertikel-partikel kotoran halus maupun koloid yang ada dalam air baku harus digumpalkan menjadi flok-flok yang cukup besar dan kuat untuk dapat diendapkan dan disaring.Flokulator terbagi menjadi dua macam:

1. Paddle flocculator

Termasuk jenis flocculator yang digunakan untuk instalasi berkapasitas sangat besar dengan kualitas air permukaan yang fluktuatif.

2. Pipe flocculator

Termasuk jenis flocculator yang jarang digunakan di PDAM atau malah belum ada yang menerapkannya.2.3. Faktor yang mempengaruhi proses flokulasiFactor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya flok pada proses flokulator antara lain:

1. Suhu air

Suhu air yang rendah mempunyai pengaruh terhadap efisiensi proses koagulasi. Bila suhu air diturunkan , maka besarnya daerah pH yang optimum pada proses kagulasi akan berubah dan merubah pembubuhan dosis koagulan.

2. Derajat Keasaman (pH)

Proses koagulasi akan berjalan dengan baik bila berada pada daerah pH yang optimum. Untuk tiap jenis koagulan mempunyai pH optimum yang berbeda satu sama lainnya.

3. Jenis Koagulan

Pemilihan jenis koagulan didasarkan pada pertimbangan segi ekonomis dan daya efektivitas daripadakoagulan dalam pembentukan flok. Koagulan dalam bentuk larutan lebih efektif dibanding koagulan dalam bentuk serbukatau butiran.

4. Kadar ion terlarut

Pengaruh ion-ion yang terlarut dalam air terhadap proses koagulasi yaitu : pengaruh anion lebih bsar daripada kation. Dengan demikian ion natrium, kalsium dan magnesium tidak memberikan pengaruh yang berarti terhadap proses koagulasi. 5. Tingkat kekeruhan

Pada tingkat kekeruhan yang rendahproses destibilisasi akan sukar terjadi. Sebaliknya pada tingkat kekeruhan air yang tinggi maka proses destabilisasi akan berlangsung cepat. Tetapi apabila kondisi tersebut digunakan dosis koagulan yang rendah maka pembentukan flok kurang efektif.

6. Dosis koagulan

Untuk menghasilkan inti flok yang lain dari proses koagulasi dan flokulasi sangattergantung dari dosis koagulasi yang dibutuhkan Bila pembubuhan koagulan sesuai dengan dosis yang dibutuhkan maka proses pembentukan inti flok akan berjalan dengan baik.

7. Kecepatan pengadukan

Tujuan pengadukan adalah untuk mencampurkan koagulan ke dalam air. Dalam pengadukan hal-hal yang perlu diperhatikan adalah pengadukan harus benar-benar merata, sehingga semua koagulan yang dibubuhkan dapat bereaksi dengan partikel-partikel atau ion-ion yang berada dalam air. Kecepatan pengadukan sangat berpengaruh terhadap pembentukan flok bila pengadukan terlalu lambat mengakibaykan lambatnya flok terbentuk dan sebaliknya apabila pengadukan terlalu cepat berakibat pecahnya flok yang terbentuk

8. Alkalinitas

Alkalinitas dalam air ditentukan oleh kadar asam atau basa yang terjadi dalam air. Alkalinitas dalam air dapat membentuk flok dengan menghasil ion hidroksida pada reaksihidrolisa koagulan.2.4. PengadukanFaktor penting pada proses flokulator adalah pengadukan. Pengadukan merupakan operasi yang mutlak diperlukan pada proses flokulasi. Pengadukan cepat berperan penting dalam pencampuran koagulan dan destabilisasi partikel. Pengadukan lambat berperan dalam upaya penggabungan flok. Jenis pengadukan dapat dikelompokkan berdasarkan kecepatan pengadukan dan metoda pengadukan. Berdasarkan kecepatannya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan cepat dan pengadukan lambat. Berdasarkan metodanya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan mekanis, pengadukan hidrolis, dan pengadukan pneumatis. Kecepatan pengadukan dinyatakan dengan gradien kecepatan (G), yang merupakan fungsi dari tenaga yang disuplai (P):

Jenis-jenis pengadukan:

a. Pengadukan Cepat Tujuan pengadukan cepat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan turbulensi air sehingga dapat mendispersikan bahan kimia yang akan dilarutkan dalam air. Secara umum, pengadukan cepat adalah pengadukan yang dilakukan pada gradien kecepatan besar (300 sampai 1000 detik-1) selama 5 hingga 60 detik atau nilai GTd (bilangan Champ) berkisar 300 hingga 1700. Secara spesifik, nilai G dan td bergantung pada maksud atau sasaran pengadukan cepat.

Untuk proses koagulasi-flokulasi:

Waktu detensi = 20 - 60 detik

G = 1000 - 700 detik-1

Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

Waktu detensi = 20 - 60 detik

G = 1000 - 700 detik-1

Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat, dan lain-lain)

Waktu detensi = 0,5 - 6 menit

G = 1000 - 700 detik-1

Pengadukan cepat dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu:

1. Pengadukan mekanis

2. Pengadukan hidrolis

3. Pengadukan pneumatis b. Pengadukan Lambat Tujuan pengadukan lambat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan gerakan air secara perlahan sehingga terjadi kontak antar partikel untuk membentuk gabungan partikel hingga berukuran besar. Pengadukan lambat adalah pengadukan yang dilakukan dengan gradien kecepatan kecil (20 sampai 100 detik-1) selama 10 hingga 60 menit atau nilai GTd (bilangan Champ) berkisar 48000 hingga 210000. Untuk menghasilkan flok yang baik, gradien kecepatan diturunkan secara bertahap agar flok yang telah terbentuk tidak pecah lagi dan berkesempatan bergabung dengan yang lain membentuk gumpalan yang lebih besar.

Secara spesifik, nilai G dan waktu detensi untuk proses flokulasi adalah sebagai berikut:

- Untuk air sungai:

Waktu detensi = minimum 20 menit

G

= 10 - 50 detik-1

- Untuk air waduk: Waktu

= 30 menit

G

= 10 - 75 detik-1 - Untuk air keruh:

Waktu dan G lebih rendah

- Bila menggunakan garam besi sebagai koagulan:

G tidak lebih dari 50 detik-1

- Untuk flokulator 3 kompartemen:

G kompartemen 1 : nilai terbesar

G kompartemen 2 : 40 % dari G kompartemen 1

G kompartemen 3 : nilai terkecil

Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

Waktu detensi = minimum 30 menit

G

= 10 - 50 detik

Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat, dan lain-lain)

Waktu detensi= 15 - 30 menit

G

= 20 - 75 detik-1

GTd = 10.000 - 100.000

Pengadukan lambat dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain1. Pengadukan mekanis

2. Pengadukan hidrolisis c. Pengadukan mekanis Pengadukan mekanis adalah metoda pengadukan menggunakan peralatan mekanis yang terdiri atas motor, poros pengaduk (shaft), dan alat pengaduk (impeller). Peralatan tersebut digerakkan dengan motor bertenaga listrik. Berdasarkan bentuknya, ada tiga macam impeller, yaitu paddle (pedal), turbine, dan propeller (baling-baling).

Gambar 2.4.1. Tipe turbine dan propellerKeterangan: (a) turbine blade lurus, (b) turbine blade dengan piringan, (c) turbin dengan blade menyerong, (d) propeller 2 blade, (e) propeller 3 blade

Pengadukan mekanis dengan tujuan pengadukan cepat umumnya dilakukan dalam waktu singkat dalam satu bak (Gambar 2.4.2.). Pengadukan mekanis dengan tujuan pengadukan lambat umumnya memerlukan tiga kompartemen dengan ketentuan G di kompartemen I lebih besar dari pada G di kompartemen II dan G di kompartemen III adalah yang paling kecil. Pengadukan mekanis yang umum digunakan untuk pengadukan lambat adalah tipe paddle yang dimodifikasi hingga membentuk roda (paddle wheel), baik dengan posisi horisontal maupun vertikal (Gambar 2.4.3.).

d. Pengadukan hidrolisPengadukan hidrolis adalah pengadukan yang memanfaatkan aliran air sebagai tenaga pengadukan. Tenaga pengadukan ini dihasilkan dari energi hidrolik yang dihasilkan dari suatu aliran hidrolik. Energi hidrolik dapat berupa energi gesek, energi potensial (jatuhan) atau adanya lompatan hidrolik dalam suatu aliran.

Jenis pengadukan hidrolis yang digunakan pada pengadukan cepat haruslah aliran air yang menghasilkan energi hidrolik yang besar. Dalam hal ini dapat dilihat dari besarnya kehilangan energi (headloss) atau perbedaan muka air. Dengan tujuan menghasilkan turbulensi yang besar tersebut, maka jenis aliran yang sering digunakan sebagai pengadukan cepat adalah terjunan (Gambar 2.4.4.), loncatan hidrolik, dan parshall flume.

Jenis pengadukan hidrolis yang digunakan pada pengadukan lambat adalah aliran air yang menghasilkan energi hidrolik yang lebih kecil. Aliran air dibuat relatif lebih tenag dan dihindari terjadinya turbulensi agar flok yang terbentuk tidak pecah lagi. Beberapa contoh pengadukan hidrolis untuk pengadukan lambat adalah kanal bersekat (baffled channel, Gambar 2.4.5.), perforated wall, gravel bed dan sebagainya.

e. Pengadukan pneumatis Pengadukan pneumatis adalah pengadukan yang menggunakan udara (gas) berbentuk gelembung sebagai tenaga pengadukan. Gelembung tersebut dimasukkan ke dalam air dan akan menimbulkan gerakan pada air (Gambar 2.4.6.). Injeksi udara bertekanan ke dalam air akan menimbulkan turbulensi, akibat lepasnya gelembung udara ke permukaan air. Aliran udara yang digunakan untuk pengadukan cepat harus mempunyai tekanan yang cukup besar sehingga mampu menekan dan menggerakkan air. Makin besar tekanan udara, kecepatan gelembung udara yang dihasilkan makin besar dan diperoleh turbulensi yang makin besar pula.

2.5. Cara kerja Alat FlokulatorCara pengadukan dalam proses flokulasi ada dua cara yaitu pengadukan berdasarkan energi yang ada dalam air itu sendiri dan pengadukan berdasarkan energy mekanik dari luar.

Hal-hal yang perlu diperhatikan tentang susunan dan bentuk bak flokulator yakni antara lain:

Bak flokulator harus diletakkan di antara bak pencampur cepat dan bak pengendapan dan lebih baik lagi jika antara bak flokulator menyatu atau bergabung jadi satu.

Untuk bak flokulator yang standar (bentuk persegi pamjang), harus dilengkapi dengan peralatan pengadukan atau aliran dengan sekat (baffle flow) yang berfungsi untuk mendapatkan hasil yang optimal.

Kecepatan pengadukan harus dapat diatur atau dikontrol agar dapat disesuaikan dengan kondisi kualitas air bakunya.

Keccepatan pengadukan (kecepatan putar) untuk flokulator dengan pengadukan dari luar antara 15-18 cm/detik, sedangkan untuk flokulator tipe aliran dengan sekat, kecepatan rata-rata dalam bak antara 15-30 cm/detik.

Bentuk dan konstruksi bak flokulator harus sedemikian rupa agar terhindar terjadinya aliran singkat atau aliran stagnan (diam).

Baik flokulator harus dilengkapi dengan peralatan untuk penghilangan lumpur atau lebih atau buih yang mungkin terjadi.

Berdasarkan cara kerjanya flokulator dibagi menjadi tiga yaitu:1. Flokulator pneumatic yakni cara kerjanya sama seperti yang dilakukan pada aerasi, bedanya suplai udara yang diberikan ke bak flokulasi tidak sebesar pada bak aerasi.

2. Flokulator mekanis yakni cara kerjanya dengan cara pengadukan (mixing),karena bentuknya yang bermacam-macam inilah maka bentuk ini sangat familiar bagi seorang engineer.3. Flokulator baffle yakni cara kerjanya air limbah berjalan dengan cara mengitari sekat-sekat yang ada.Berikut adalah tahap pemisahan flok dengan cairan flok yang terbentuk harus dipisahkan dengan cairannya, yaitu dengan cara pengendapan atau pengapungan. Bila flok yang terbentuk dipisahkan dengan cara pengendapan, maka dapat digunakan alat klarifier, sedangkan bila flok yang terjadi diapungkan dengan menggunakan gelembung udara, maka flok dapat diambil dengan menggunakan skimmer. Image Klarifier berfungsi sebagai tempat pemisahan flok dari cairannya. Dalam klarifier diharapkan lumpur benar-benar dapat diendapkan sehingga tidak terbawa oleh aliran air limbah yang keluar dari klarifier, untuk itu diperlukan perencanaan pembuatan klarifier yang akurat. Kedalaman klarifier dipengaruhi oleh diameter klarifier yang bersangkutan. Misalkan dibuat klarifier dengan diameter lebih kecil dari 12m, diperlukan kedalaman air dalam klarifirer minimal sebesar 3,0 m.BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Dari pembahasan sebelumnya, dapat disimpulkan sebagai berikut:

Flokulasi adalah suatu proses penggabungan partikel-partikel menjadi satu sehingga ukurannya berubah menjadi besar, agar dapat disaring atau diendapkan.

Flokulator adalah alat yang digunakan untuk flokulasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya flok pada proses flokulator adalah suhu, pH, jenis koagulan, kadar ion terlarut, tingkat kekeruhan, dosis koagulan, kecepatan pengadukan, alkalinitas. Jenis-jenis pengadukan, antara lain:

1. Pengadukan cepat

2. Pengadukan lambat

3. Pengadukan mekanis

4. Pengadukan hidrolis

5. Pengadukan pneumatic

Tipe turbine dan propeller1. turbine blade lurus, 2. turbine blade dengan piringan, 3. turbin dengan blade menyerong, 4. propeller 2 blade, (e) propeller 3 bladeDAFTAR PUSTAKA

1. Kusnarjo, Utilitas Pabrik Kimia. 20122. Djokosetyardjo,M.J. Chapter II pdf Boiler. Universitas Sumatra Utara. Medan. 19903. Andini Putri. Sistem Boiler. ITS. Surabaya. 20084. www.google flokulator.com

Gambar 2.4.6. Pengadukan cepat secara pneumatis

Gambar 2.4.4. Pengadukan cepat dengan terjunan

Gambar 2.4.5. Denah pengadukan lambat dengan baffle channel

Gambar 2.4.3. pengadukan lambat dengan alat pengaduk

Gambar 2.4.2. pengadukan cepat dengan alat pengaduk

(e)

(d)

(c)

(b)

(a)

1OTK I FlOKULATOR INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG 12OTK I FLOKULATOR INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG 11