sedimentasi, koagulasi dan flokulasi

Upload: alfredo-nathanael

Post on 10-Feb-2018

294 views

Category:

Documents


2 download

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