pengadukan pada koagulasi - flokulasi

8/17/2019 Pengadukan Pada Koagulasi - Flokulasi

1/12

4/8/2016

Pengadukan pada Koagulasi-Flokulasi

Pengadukan

G= VP/JJ v

P = suplai tenaga ke air N.m/detik)

V = volume air yang diaduk, m3

l = viskositas absolut air, N detik/m2

1


2/12

4/8/2016

Pengadukan epat

• pengadukan yang dilakukan pada gradienkecepatan besar (300 sampai 1000 detik-1)selama 5 hingga 60 detik.

• koagulasi-flokulasi:- Waktu detensi = 20 - 60 detik- G = 1000 700 detik-1

Pengadukan Lambat• pengadukan yang dilakukan dengan gradien

kecepatan ke il (20 sampai 100 detik-1)selama 10 hingga 60 menit

• Untuk flokulator 3 ruang/kompartemen(biasanya):- G kompartemen 1 : nilai terbesar

- G kompartemen 2 : 40 % dari G kompartemen 1

- G kompartemen 3 : nilai terkecil

2


3/12

4/8/2016

Tenaga Pengadukan (mekanis)• Pada pengadukan mekanis J yang berperan dalam

menghasilkan tenaga adalah bentuk dan ukuran alatpengaduk serta kecepatan putaran alat pengaduk

• bilangan Reynold (NRe) lebih dari 10.000

P-KT,n. D s .p• nilai NRe kurang dari 20

P-K 2 3- L,n. I ~

• NRe= O j 2 , n . p ) / ~

KeteranganP = tenaga N-m/det.

T = konstanta pengaduk untuk aliran turbulen

n = kecepatan putaran, rpsi = diameter pengaduk, m

p = massa jenis air, kg/m3

Kl = konstanta pengaduk untuk a Iiran laminarl = kekentalan absolut cairan, {N-det/m2}.

3


4/12

4/8/2016

Jenis Impeller KL KTPropeller, pitch of 1, 3 blades 41,0 0,32Propeller, pitch o 2 3 blades 43,5 1,00Turbine, 4 flat blades, 60,0 5,31vaned disc Turbine, 6 flat blades.

vaned disc Turbine, 6 curvedblades

65,070,0

5,754,80

Fan turbine, 6 blades at 451 l 70,0 1,65Shroude turbine, 6 curved blades 97,5 1,08Shrouded turbine, with stator no 172,5 1,12bafliesFlat paddles, 2 blades singlepaddle), Di/Wi =4

43,036,5

2,251,70

Flat paddles, 2 blades , Oi/Wi " 6 33,0 1,15Flat paddles. 2 blades, Di/Wi " 8 49,0 2,75Flat paddles, 4 blades , Oi/Wi " 6Flat paddles, 6 blades, DI/WI " 8 71,0 3,82

paddle wheel• Besarnya tenaga yang dihasilkan oleh putaran

paddle wheel tergantung pada gaya drag dankecepatan relatif paddle wheel.

p= Co.A p. [ V3 )/(2)]

P = tenaga N.m/deto = koefisien drag

A = luas permukaan paddle wheel m2p = rapat massa air kg/ m3v = kecepatan relatif putaran paddle m/det


5/12

4/8/2016

Ratio li/Wi520

D

1,201,501,90

Keterangan:li = panjang paddleWi =lebar paddle

Pada pengadukan hidrolis)P= Q p g h

P = tenaga, N m/det

Q =debit aliran, m3/detp = beratjenis, kg/m3

g = percepatan g y gravitasi, 9,8 m/det2

h =tinggi jatuhan, m atau kehilangan energihead loss)

5


6/12

4/8/2016

tenaga pada flokulator kanal bersekat

• G=VP/p.v

• P= Q.p.g.h

• G= V Q.p.g.h /p.V- I . = JI P viskositas m2/detik

- td=V/Q, waktu tinggal hidrolik, detik

G= " g h/o td

Nilai h dapat dihitungAliran air dalam pipa :

hL= f (L.v2 /2.D.g)f = koefisien kekasaran pipal = panjang pipa, mv = Kecepatan aUran air, m/deto = diameter pipa, m

6


7/12

4/8/2016

Aliran air di baffled channel

hL f v2/2.g

f =koefisien kekasaran Ri Wv = Kecepatan ariran air m det

Jumlah kanal

•

•

frokulator aliran horizontal

n={[2Il t /p (l,44+f)] [H L G/Q]2}1/3flokulator a ran vertikal

n={[2Il t /p (l,44+f)] [w L G/Q]2}1/3

7


8/12

4/8/2016

h =head loss emv =kecepatan fluida em/det)g = konstata gravitasi ( 9,81 m/det2k = konstanta empiris ( 2,5 - 4)n =umlah kanalH =kedalaman air dalam kanal (m)l = panjang bak flokulator (m)G =gradien kecepatan (1 /det)Q =debit aliran (m3/det)t =waktu flokulasi (det)Ii =Kekenatalan dinamis air (kg/m.det)p = Berat jenls air (kg/m3)f =koefisien gesek sekatW = lebar bak (m)

• Sebuah bak pengaduk berbentuk bujursangkar digunakan untuk mengaduk airdengan debit 7500 m3/hari. Kedalaman airsama dengan 1,2 kali lebar. Diharapkan dalambak tersebut terjadi pengadukan dengan nilaigradien kecepatan 800 m/detik-m dengan

waktu tinggal hidrolik td = 45 detik. Suhu airadalah 25°C dan kecepatan putaran poros alatpengaduk adalah 100 rpm.

8


9/12

4/8/2016

• Ukuran bak pengaduk?

• Tenaga yang dibutuhkan?

• Tinggi jatuhan minimum jika dipergunakansistim terjunan hidrolik ?

• Volume tangki = Q x td

=7500 m 3 hari x 1 hari/1440 menit x 1 menit 60detik x 45 detik

= 3 90 m 3

• Volume =Pb x b x.Hb = b x b x 1 2 b =3 90m3

• Maka lebar bak = 1 48 m dan kedalaman = 1 2x 1 48 = 1 78 m

9


10/12

4/8/2016

• Tenaga yang dibutuhkan• Pada suhu air = 25°C, = 0,00089 N.detik/m2

- P= GZ)·I1·V• sistem hidrolik, maka tinggi jatuhan

H= G2X I1 td / p g)

Pada suhu air = 25°C, P = 997 kg/m 3

• Contoh Soal: Rancanglah suatu flokulator kanalbersekat (baffled channel) aliran horizontal untukmengolah air dengan kapasitas 12.000 m3/hari.Bak flokulator dibagi dalam tiga ruang dengangradien kecepatan masing-masing 75/detik,35/detik, dan 20/detik. Waktu flokulasikeseluruhan 24 menit dan suhu air 25 oC.

Dinding kanal memiliki nilai koefisien kekasaran f= 0,3. Panjang flokulator ditetapkan 12 m dankedalaman kana) 1,2 m.

10


11/12

4/8/2016

itung

• Volume total?

• Lebar total?

• Lebar per ruang (kompartemen)?

• Jumlah kanal msg2 ruang?

• Jarak antar kanal per ruang?

• Head loss per ruang?

• Head loss total?

• flokulator pertama dengan gradient kecepatan, G =75/detik dan waktu tinggal hidrolik, td = 8 menit (24/3krn ada 3 ruang/kompartemen).

• Total volume flokulator :V = 24 men it x 12.000 m 3 /hari x 1 hari/1440 menit

= 200 m 3

• Totallebar flokulator :.W= V/(L.H) = 200m 3/(12 mx l,2m)=13,89 m

• Lebar tiap kompartemen : W = 14 m 3 = 4,7 m• Pada suhu 25 OC nilai = 0,89 x 10 3 kg/m.det dan p

=997 kg/m 3

11


12/12

4/8/2016

• Jumlah kanal dalam flokulator pertama :• flokulator aliran horizontal

n={[21lt/P l,44+f)) [H.l.G/Q]2}1/3

=31

• Jarak antar sekat = 12/31 = 0,39 m• Head loss pada flokulator =

H= X 1l td / p g)=0,25 m

• hitung head loss untuk kompartment keduaO,OSm) dan ketiga O,02m)

• Total head loss = 0,25 + 0,05 + 0,02 = 0,32 m(inlet-outlet)

12

pengadukan pada koagulasi - flokulasi

Documents