sedimentasi dan filtrasi
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
1/65
SEDIMENTASI DANFILTRASI
KELOMPOK 3:
DESTRIAN HERVINA (2314100079)
YOHANES HADIANTO WIJAYA (2314100123)
RINALDI (2314100136)
MARIA CHRISTY (2314100151)
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
2/65
SENDIMENTASI
Suatu proses yang bertujuan untuk memisahkan
/mengendapkan zat-zat padat atau tersuspensi
non koloidal dalam air .
Sedimentasi merupakan salah satu contoh upaya
penjernihan air
Sedimentasi ini merupakan suatu proses
pengendapan material yang ditransport oleh
mata air, angin, es atau gletser di suatu
cekungan.
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
3/65
Sedimentasi adalah pemisahan solid dari liquid
menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk
menyisihkan suspended solid.
unit sedimentasi merupakan suatu unit operasi yangberfungsi untuk memisahkan solid dan liquid dari
suspensi untuk menghasilkan air yang lebih jernih dan
konsentrasi lumpur yang lebih kental melalui
pengendapan secara gravitasi.
PENGERTIAN UNIT SEDIMENTASI PADA
PROSES PENGOLAHAN AIR MINUM
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
4/65
Pengendapan air permukaan untuk penyisihan
partikel diskret khususnya pada pengolahan dengan
filter pasir cepat.
Pengendapan flok hasil koagulasi-flokulasi, khususnya
sebelum disaring dengan filter pasir cepat.
Pengendapan lumpur hasil pembubuhan soda-kapur
pada proses penurunan kesadahan.
Pengendapan lumpur pada penyisihan besi dan
mangan dengan oksidasi.
TUJUAN DAN FUNGSI UNIT SEDIMENTASI
PADA PROSES PENGOLAHAN AIR MINUM
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
5/65
Mengurangi beban kerja unit filtrasi dan
memperpanjang umur pemakaian unit penyaring
selanjutnya.
Mengurangi biaya operasi instalasi pengolahan.
FUNGSI UNIT SEDIMENTASI
DALAM INSTALASI PENGOLAHAN
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
6/65
GAMBAR 1. PROSES SEDIMENTASI
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
7/65
TIPE DAN BAGIAN BAK
SEDIMENTASI
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
8/65
EMPAT
Pada bak ini, air mengalir horizontal dari inlet menuju outlet, sementara
partikel mrengendap ke bawah
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
9/65
GAMBAR 3. BENTUK LINGKARAN ALIRAN
HORIZONTAL
GAMBAR 3. BENTUK LINGKARAN ALIRAN
VERTIKAL
Air masuk melalui sekelilinglingkaran dan secara horizontal
mengalir menuju ke outlet dibagian
tengah lingkaran, sementara partikel
mengendap di bawah
Pada bak ini, air masuk melalui pipamenuju inlet bak dibagian yengah bak,
kemudia air mengalir horizontal dari
inlet menuju outlet di sekeliling bak,
sementara partikel mengendap
dibawah
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
10/65
BAGIAN-BAGIAN DARI BAK
SEDIMENTASI
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
11/65
Zona inlet: tempat air masuk kedalam bak.
Zona pengendapan: tepat flok/partikel
mengalami proses pengendapanRuang lumpur: tempat lumpur mengumpul
sebelum diambil keluar bak. Kadang dilengkapi
dengan sludge collector/scrapper
Outlet: tempat dimana air akan meninggalkanbak, biasanya berbentuk pelimpahan(weir)
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
12/65
GAMBAR 6. CONTOH-CONTOH
KONSTRUKSI INLET KOLAM
PENGENDAPAN
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
13/65
TIPE SEDIMENTASI
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
14/65
merupakan pengendapan partikel diskret
Yaitu:
partikel yang dapat mengendap bebas secara
individual tanpa membutuhkan adanya interaksiantar partikel
Sedimentasi tipe I/ Plain
Settling / Discrete particle
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
15/65
pengendapan partikel flokulen dalam suspensi,
di mana selama pengendapan terjadi saling
interaksi antar partikel
Sedimentasi tipe II ( Flocculant
Settling)
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
16/65
pengendapan partikel dengan konsentrasi yang
lebih pekat, di mana antar partikel secara
bersama-sama saling menahan pengendapan
partikel lain disekitarnya.
Pada bagian atas zona terdapat interface yang
memisahkan antara massa partikel yang
mengendap dengan air jernih.
Sedimentasi tipe III dan IV/ Hindered Settling (Zone
Settling)
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
17/65
kelanjutan dari sedimentasi tipe III, dimana
terjadi pemampatan (kompresi) massa partikel
hingga diperoleh konsentrasi lumpur yang tinggi
SEDIMENTASI TIPE IV
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
18/65
GAMBAR 9. PENGENDAPAN PADA FINAL
CLARIFIER UNTUK PROSES LUMPUR AKTIF
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
19/65
GAMBAR 10. EMPAT TIPE
SEDIMENTASI
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
20/65
SEDIMENTASI PADA
PENGOLAHAN AIR MINUM
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
21/65
Bak prasedimentasi merupakan bagian dari
bangunan pengolahan air minum yang berfungsi
untuk mengendapkan partikel diskret yang
relatif mudah mengendap (diperkirakan dalam
waktu 1 hingga 3 jam).
PRASEDIMENTASI
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
22/65
Bak sedimentasi II merupakan bagian dari
bangunan pengolahan air minum yang berfungsi
untuk mengendapkan partikel hasil proses
koagulasi-flokulasi yang relatif mudah
mengendap (karena telah menggabung menjadipartikel berukuran besar)
SEDIMENTASI II
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
23/65
Sedimentasi II ini menggunakan teori
sedimentasi tipe II karena teori ini
mengemukakan bahwa pengendapan partikel
berlangsung akibat adanya interaksi antar
partikel
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
24/65
Waktu tinggal (detention time)
Laju luapan permukaan (overflow rate).
Kecepatan aliran
Laju luapan (weir overflow rate).
PARAMETER OPERASI PADA UNIT SEDIMENTASI
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
25/65
HUKUM STOKE PADA
SEDIMENTASI
W
K
d p
l
HUKUM STOKES :
2 . r2 .( p - l) . g
V = --------------------------
9 . η
Ket. :
v = kecepatan pengendapan
r = Jari-jari Partikel
P= Densiti Partikel
L= Densiti Cairan
Pendispersi
g = Grafitasi
η = Viskositas dinamis
medium
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
26/65
HUKUM STOKES INI HANYA BERLAKU PADA KECEPATAN
PENGENDAPAN LAMINAR , YANG DIUKUR DENGAN
BILANGAN
REYNOLD ( Re)
v . d . L
Re= ----------------- ( KECIL ATAU SAMA 0,25 )
η
d = DIAMETER PARTIKEL
UNTUK ANALISA , RUMUS STOKES INI DAPAT DIROBAHMENJADI
2 . ( ½ . d )2(P- L) . g
V = h/t = -----------------------------------
9 . η
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
27/65
d . (P- L) . g
h/t = ----------------------
18 . η
18 . η . h
d2 = ---------------------
(P- L) . g . t
18 . η .
d = ------------------ . h/t ………………… ( 2 )
(P- L) . g
Berdasarkan Hukum Stokes: Bahwa sedimentasi berkaitan
dengan ukuran partikel dari zat terdispersi dan
bergantung pada viskositas fase pendispersi
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
28/65
FILTRASI
Pengendapan tidakmenghilangkan semuagumpalan , perawatan lebihlanjut diperlukan
Filtrasi memberikankesempatan tambahan untukpemisahan gumpalan kecilatau partikel
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
29/65
FILTRASI
Fungsi : untuk memisah solid tersuspensi dari air baku
1. Filter dengan medium berupa granular (Granular-medium filtration)
Sebagai media penyaring digunakan bahan berbentuk
granular, seperti karbon aktip, karbon , pasir, kerikil, antracit
dll
Operasi : - Kontinyu - Semi kontinyu
- Batch
Proses : - penyaringan (filtration)
- pencucian (cleaning) atau disebut uga
back!ashing
TIPEFILTERBEDASARKAN
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
30/65
TIPE FILTER BEDASARKAN
KAPASITAS PRODUK AIR YANG
TEROLAH
Filter pasir cepat ataurapid sand filteradalah filter yang mempunyai kecepatan
filtrasi cepat, berkisar 4 hingga 21 m/jam.
Jika kekeruhan pada influen filter pasir cepat berkisar 5 – 10 NTU ,
maka efisiensi penurunan kekeruhannya dapat mencapai 90 – 98%.
"# $ilter Pasir %epat
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
31/65
KATEGORI FILTER PASIR
CEPAT
Bedasarkan
control
kecepatan
Berdasarkan
Arah
aliran
Berdasarkan
System
pengaliran
•Constant
rate
•Declining
rate/
constant
head
•Filter aliran down flow
(ke bawah)
•Filter aliran upflow
(ke atas)
•Filter aliran horizontal
• Filter dengan
aliran secara
grafitasi
(gravity
filter)
• Filter dengan
aliran
bertekanan
(pressure
filter)
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
32/65
TIPE FILTER BEDASARKAN KAPASITAS
PRODUK AIR YANG TEROLAH
Filter pasir lambat atau slow sand filteradalah filter yang mempunyai
kecepatan filtrasi lambat, yaitu sekitar 0,1 hingga 0,4 m/jam.
Kecepatan yang lebih lambat ini disebabkan ukuran Media pasir lebih kecil
( effective size= 0,15 – 0,35 mm).
$ilter Pasir lambat
32
B'*S*K*+ SS'.
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
33/65
Penyaring gaya berat (gravity filters)
gravitasi adalah sistem pengaliran air dari sumberke tempatreservoirdengan cara memanfaatkan
energi potensial gravitasi yang dimiliki air akibat
perbedaan ketinggian lokasi sumber dengan
lokasireservoir
B'*S*K*+ SS'.
P'+/*01*+
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
34/65
Penyaring tekanan (Pressure filters)
Suatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yangdidesain untuk menyediakan serangkaian ruang atau
kompartemen yang didalamnya padatan dikumpulkan.
Lumpur dapat mencapai tiap-tiap kompartemen dengan
tekanan tertentu; cairan melalui kanvas dan keluar kepipa pembuangan, meninggalkan padatan kue basah
dibelakangnya.
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
35/65
Penyaring vakum (Vacuum filters)
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
36/65
BERDASARKAN ARAH ALIRAN
Filter aliran upflow (ke atas)
sistem saringan dimana air baku didistribusikan
ke dalam alat penyaringan dengan arah aliran
air dari bawah ke atas.
Dengan sistem penyaringan dari arah bawah ke
atas (Up Flow), jika saringan telah jenuh atau
buntu , dapat dilakukan pencucian balik dengan
cara membuka kran penguras.FILTER ALIRAN DOWN FLOW
(KE BAWAH)
sistem saringan dimana air baku didistribusikan
kedalam alat penyaringan dengan arah aliran
air dari atas ke bawah.
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
37/65
FAKTOR-FAKTOR YANG
MEMPENGARUHI FILTRASI
Debit Filtrasi:Debit yang terlalu besar akan
menyebabkan tidak berfungsinya filter secara
efisien, hal ini menyebabkan berkurangnya
waktu kontak antara permukaan butiran media
penyaring dengan air yang akan disaring.Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat
melewati rongga butiran menyebabkan partikel
– pertikel yang terlalu halus yang tersaring
akan lolos.
Konsentrasi Kekeruhan:Konsentrasi kekeruhansangat mempengaruhi efisien dari filtrasi.
Konsentrasi kekeruhan air baku yang sangat
tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang
pori dari media.
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
38/65
Temperatur:Perubahan suhu atau temperatur
dari air yang akan difiltrasi, menyebabkan
massa jenis (density), viskositas absolut, dan
viskositas kinematis dari air akan mengalami
perunbahn. Selain itu juga dipengaruhi oleh
daya tarik menarik diantara partikel halus
penyebab kekeruhan, sehingga terjadi
perbedaan dalam ukuran besar partikel yangakan disaring
Kedalaman media, Ukuran, dan
Material:Pemilihan media dan ukuran
merupakan hal yang penting dalampenyaringan. Tebal dan tipisnya media akan
menentukan lamanya pengaliran dan daya
saring.
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
39/65
0apisan media pasir (silikat)
- pasir kasar : ∅ 2 &,3 mm
air yang disaring tidak terlalu kotor
pratreatment sudah baik rate fluida cukup tinggi
- pasir halus : ∅ 2 3,4 mm
rate fluida tidak terlalu tinggi
pratreatment hanya singkat
diharapkan uga mampu memisah bakteri dan
turbiditi semaksimal mungkin
0apisan kerikil 5 gra6el
bersifat uga sebagai support media di atasnya
7arus : tidak mengandung tanah
sebaiknya bulat dan keras
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
40/65
- Kerikil halus ∅ 2 8,3 mm
- Kerikil kasar ∅ 2 "3,3 mm
- /ra6el ∅ 2 &3,3 mm
93 cm, pasir
"3 cm, ",8 ; mm
mm
"8 cm ;> 94 mm
98 cm, pasir
"3 cm &8 83 mm
8 cm "; &8 mm
8 cm 9,8 "; mm
"3 cm ; - 9,8 mm
8 cm 9,8 "; mm8 cm "; &8 mm
"; cm &8 83 mm
0apisan gra6el asimetris 0apisan gra6el simetris
(direkomendasikan)
Dari : G.M. Fair, J.C.Geyer “Water Purification”
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
41/65
& ; ft
Pasir atau
antracit
%on6entional mono-
medium do!nflo!
"- & ft
"-& ft
antracit
pasir
%on6entional dual-
medium do!nflo!
4-> ft
*ntracit
%on6entional mono-medium
deep-bed do!nflo!
Pasir 9-"3 ft
/rid utk menaga
pasir angan terikut aliran
eep-bed upflo!
"3 in
?ent ke
atmosfer
Selama operasisistem drain
terbuka ke udaraPenampung
udara
Pulsed-bed filter
ra6eling-bridgeback!ash
Washwaterthrough
@ash!ater
pump
1ndi6idual
sand cell
Back!ash
hood
"" in
pasir
influent
'fflluent
Pasir
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
42/65
*ir masuk
*ir tersaring keluar
*ir pecuci keluar
*ir pencuci masuk
Pasir
/ra6el
Media yang digunakan dapat mono maupun multi-medium.
Umumnya digunakan untuk air dengan kekeruhan tidak tinggi
dengan laju aliran 2 – 4 gpm per ft2 luas permukaan filter.
Pencucian dilakukan secara priodek, iasanya setelah head loss ! –
"2 ft dengan laju air pencuci #ack$ashing% & 2' gpm per ft2
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
43/65
ibanding open filter, untuk pressure filter area yang
dibutuhkan tidak begitu besar#
Pressure filter bekera dalam range 8 "3 gpm5ft&
.edia penyaring yang digunakan dapat ber6ariasi, darimedia halus hingga kasar searah dengan arah aliran#
Antuk tipe horiontal, kompartemen dapat dibagi dalam
beberapa cell# Satu cell dapat dilakukan pencucian
setiap !aktunya# engan menutup 6al6e feed ke bagian
cell yang akan melakukan pencucian, dan membuka
6al6e ke drain, maka air tersaring pada cell tersebut
akan berfungsi sebagai air pencuci #
Antuk lau aliran lebih tinggi lagi digunakan Altra-
7igh-rate filter #
inggi media penyaring sekitar < ft
o!n flo! filter : filtration rate "8 &3 gpm5ft&
Apflo! filter : filtration rate 9 3 "3 gpm5ft&
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
44/65
Adara untuk
back!ashing
nole
distributor
*ir
cucian
*ir pencuci
1nfluent
effluent
o!n flo! ultra-high-rate
filter
Apflo! ultra-high-rate filter
/rid agar
media tidakterikut air
nole
*ir pencuci
*ir cucian
1nfluent
'ffluent
FILTER
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
45/65
FILTER
No Nama Media Fungsi Media
1 Pasir SilikaMenyaring lumpur, tanah dan partikel lainnya dalam air, biasanyadifungsikan debagai pre-filter untuk diproses dengan filter berikutnya,
seperti carbon filter, mangasnis filter, softener dll.
2 Karbon AktifMenghilangkan klorin bebas dan senyawa organik yang menyebabkan
bau, rasa dan warna dalam air.
3 Pasir Mangan
Efektif mengurangi zat besi dan mangan dalam air, dalam air zat ini
ditandai dengan perobahan warna air menjadi kemerah-merahan bila
diendapkan, air berbau besi.
4 Pasir AktifDigunakan untuk menyaring partikel dalam air, biasa dipakai sebagai
pengganti pasir silika pada pre-filter
5 Pasir Zeolit Meningkatkan kadar oksigen dalam air
6 Kartridge Filter
Menyaring partikel dalam air sesuai mesh filter, 0.1 micron, 0.5 micron
dst. Kartridge filter dipasaran tersedia dengan berbagai ukuran mulai 5
inci, 10 inch dst.
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
46/65
46
TATA LETAK DIAGRAM DARI FILTER PASIR
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
47/65
47
TIPIKAL PENYARINGAN
MULTIMEDIA
5
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
48/65
5 / 1 / 1 6
W a t e r fi l t r a
t i o n
48
Rincian konstruksi sand filter
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
49/65
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
50/65
50
OperasiPenyaringan
5
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
51/65
5 / 1 / 1 6
W a t e r fi l t r a
t i o n
51
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
52/65
W a t e r fi l t r a
t i o n
Beberapa contohtata letak dan
rincian
konstruksi
-
8/17/2019 Sedimentasi Dan Filtrasi
53/65
Penyaringan
Multimedia
5