sedimentasi, koagulasi dan flokulasi
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
1/26
Sedimentasi,
Koagulasi dan
FlokulasiPengeloaan Limbah Industri
6-7 Oktober 2009
1
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
2/26
Sedimentasi
Partikelmengendap
Tangki pengendapan
/clarifier
Bentuk tangki :
Rectangular
Sirkular
Terdiri 4 zona:Inlet
Settling
Outlet
Slugde storage
2
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
3/26
Untuk tangki yang selalu dibersihkan, lebih baik di desain lantai dg 10%
kemiringan dari sisi ke pusat dan kemiringan tidak kurang dari 5% dari
outlet ke inlet.
Pembersihan tangkimanualshut downsludgeincinerator
Pembersihan tangkiotomatis sludgedg pompa, mekanik
(scraper)
Desain outlet zone harus bisa memindahkan air dari tangki tanpamembawa partikel flok. Sifat dasar air kecepatan laju air akan sebanding
dengan kecepatan laju dibagi area dimana air tsb mengalir
3
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
4/26
4
Weir system
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
5/26
5
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
6/26
Konsep Sedimentasi
Settling velocity (vs)
Overflow rate (vo)
6
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
7/26
Laju dimana partikel mengendap adalah
partikel-settling velocity (vs)dan kecepatan
cairan naik adalah overflow rate (vo).
Jika partikel jatuh ke dasar clarifier dan tapi
tidak keluar dari settled water, maka harus vs>vo
Dalam mendesain, prosedur harus ditentukan
vsdan mengatur vopada nilai terendah.
Umumnya vodiatur adalah 80% dari vs
untuk upflow clarifier7
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
8/26
Overflow rate, vosaat air bergerak melebihi
permukaan tangki untuk masuk ke weir
system. Kadang disebut surface loading rate
m3/hari.m2
Makin besar vsdari vo, partikel akan
mengendap dan kedasar tangki tanpamemperhatikan kedalaman tangki. Zona
pengendapan beragam dari bbrp cm sampai
6m atau lebih 8
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
9/26
Ideal horizontal sedimentation tank
berdasarkan asumsi:
Partikel dan kecepatan selalu terdistribusi
menyeberangi tangki secara menyilang (cross
section). Fungsi dari inlet zone.
Cairan bergerak secara ideal slug down sepanjang
tangki
Beberapa partikel membentur dasar tangki dan
mengendap
9
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
10/26
Partikel dilepaskan dari titik A. Untuk mencapai dasar
harus mempunyai settling velocity (vs) yang cukup
agar mencapai dasar tangki selama detention time
(to) di air dalam tangki.
Kecepatan mengendap harus sama dengan
kedalaman tangki dibagi detention time:
Kecepatan mengendap partikel harus sama atau
lebih besar dari overflow rate dari tangki:
10
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
11/26
Volume tangki adalah panjang x lebar x dalam
Dan panjang x lebar (lxw) adalah luas permukaan
(As), jadi
11
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
12/26
Pada horizontal clarifier , pengendapan
tidak tergantung pada kedalaman tangki.
Partikel dg vslebih besar atau sama dg vo
akan mengendap pada tangki yangmempunyai kedalaman sama sampai
1,5xnya (Gb 3.25a).
Jika kedalaman sangat besar, partikel
yang mempunyai vssama dg votidak akanmengendap dg sempurna (Gb 3.25c).
Bbrp pengendapan akan terjadi sejak
partikel masuk tangki pada kedalamanrendah akan mendapat lintasan yang
tepat untuk mencapai dasar
pengendapan sebagian
12
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
13/26
Pada horizontal sedimentation tank, tidak sama dg upflow clarifier, partikel dg
vsyang lebih kecil dari votetap akan mengendap.
Contoh:
Partikel dg vs= 0,5 vomasuk settlingzone. Gb, 3-26 menunjukkan 50%partikel (dibawah kedalamantangki) akan mengendap. Partikelakan membentur dasar sebelum
dibawa keluar karena hanya perluuntuk mengendap kedalamantangki.
Demikian juga, partikel yang
mempunyai vs=0,25 voakan
diendapkan.
Persentase partikel yang diendapkan
adalah P, vsdalam tangki sedimentasi
di atur oleh overflow rate dari vo:
13
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
14/26
Suatu kota mempunyai existing horizontal flow sedimentation tank dengan overflow rate
17m3/d.m2dan mengendapkan partikel dengan settling velocities 0,1 mm/s; 0,2 mm/s dan 1
mm/s. Berapa persentase pengendapan tiap partikel pada ideal sedimentation tank
14
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
15/26
Menentukan settling velocity (vs)
Dalam mendesain tangki sedimentasi yang
ideal perlu:
Menentukan settling velocity (vs) dari partikel
untuk mengendap dan mengatur overflow rate
(vo) pada nilai yang lebih kecil atau sama denganvs.
3 kelompok pengendapan:
Tipe 1 Tipe 2
Tipe 3
15
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
16/26
Tipe sedimentasi
Tipe 1. Partikel yang mengendap dengan kecepatan konstan
(individual particle, bukan flok)pasirrapid sands filter,
grit chambers
Tipe 2. Partikel yang mengalami flokulasi selama proses
sedimentasi. Ukuran partikel selalu berubah, bertambah
berat, kecepatan pengendapan selalu berubahalum, Fe
koagulan pada pengendapan sekunder dan settling tank pada
trickling filtration.
Tipe 3. Partikel dengan konsentrasi yang sangat tinggi (lebihdari 1000 mg/L) yang cenderung akan mengendap dalam
massa dan terdapat zona bersih dan zona lumpurlime
softening, activated sludge dan sludge thickeners.
16
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
17/26
Menentukan overflow rate (vo)
17
Penghitungan
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
18/26
18
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
19/26
Driving force untuk percepatan partikel berbeda
antara grafitasi dan daya apung:
Saat daya tarik sama dengan driving force, kecepatan
partikel mencapai nilai konstan disebut terminal
settling velocity (vs):
Untuk partikel berbentuk bola dengan diameter = d:
Terminal settling velocity:
19
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
20/26
Koefisien tarik memerlukan nilai yang berbeda
tergantung dari flow regime disekitar partikel
(laminar, turbulen atau transisi). Osborne ReynoldsReynolds Number,
20
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
21/26
21
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
22/26
Thomas Camp membuat data empiris yang berhubungan dengan koefisien
tarik pada bilangan reynolds Gb. 3-28. pada kekuatan putaran bil Reynolds
(R>104), CDbernilai 0,4. Untuk viskositas pada bil reynolds rendah (R
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
23/26
Sedimentasi flokulan (lab) Settling tipe 2Stokes tidak dapat digunakan
karena ukuran dan bentuk berubah saat airterikat pada flok,grafitasi spesifik.
Konsentrasi suspended solid dihitung untuktiap sampel dan persen pengendapan :
23
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
24/26
Persen pengendapan vs kedalaman di plot pada Gb 3-29:
Overflow rate (vo):
24
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
25/26
Fraction of solids removed:
25
-
7/22/2019 Sedimentasi, Koagulasi dan Flokulasi
26/26
26