laporanpli_sedimentasi

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.

http://www.academia.edu/10038535/LAPORAN_PRAKTIKUM_LABORATORIUM_LINGKUNGAN_MODUL_IV_SEDIMENTASI_TIPE_2_DISUSUN_OLEH_KELOMPOK_II


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


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.

https://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/.../ppt-sedimentasi-fix.pp


Gambar 3. Bak Sedimentasi Berbentuk Lingkaran- periferal feed : (a) denah, (b) potongan

melintang


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


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 :


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






laporanpli_sedimentasi

Documents