seminar tugas akhir penyisihan kesadahan dengan proses...

SEMINAR TUGAS AKHIR

PENYISIHAN KESADAHAN DENGAN PROSES KRISTALISASI DALAM REAKTOR TERFLUIDISASI DENGAN MEDIA PASIR

OLEH:MYRNA CEICILLIA

3306100095

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

2. Rumusan Masalah

3. Batasan Masalah

4. Tujuan Penelitian

5. Manfaat Penelitian

1. Latar Belakang

• Kesadahan air tanah di Madura sangat tinggi

• Pembangunan jembatan Suramadu memicu perkembangan industri kecil di Madura

• Industri kecil di Madura, khususnya kota Pamekasan mulai berkembang

• Industri kecil di Pamekasan membutuhkan air rendah kesadahan sebagai air umpan bioler

2. Rumusan Masalah

• Bagaimananakah hubungan antara removal kesadahan dengan debit aliran dalam reaktor dan debit resirkulasi?

• Variabel manakah yang paling efektif untuk menurunkan kesadahan?

• Berapa lama reaktor dapat beroperasi dengan baik?

• Apakah effluent yang diperoleh dari hasil pengolahan memenuhi syarat untuk dimanfaatkan sebagai air umpan boiler?

3. Batasan Masalah• Tempat pengambilan sampel asli adalah di Dusun Jambul,

Desa Tanjung, Kecamatan Pademawu – Pamekasan.• Penelitian ini menggunakan sampel buatan dengan kadar

Ca2+ dan Mg2+ yang disesuaikan dengan sampel asli.• Penelitian akan dilakukan antara bulan Nopember –

Desember 2010.• Parameter yang dianalisa adalah:

– Calsium (Ca)– Magnesium (Mg)

• Penelitian ini menggunakan skala laboratorium Teknik Lingkungan ITS.

4. Tujuan Penelitian• Mengetahui hubungan antara variabel dependen

berupa kadar kesadahan dengan variabel independen yang berupa debit dalam reaktor dan faktor resirkulasi.

• Mengetahui variabel yang paling efektif untuk menurunkan kesadahan pada air tanah.

• Mengetahui waktu efektif pegoperasian reaktor dan penggantian media.

• Mengetahui kelayakan air dari hasil pengolahan untuk dimanfaatkan sebagai air umpan boiler.

5. Manfaat Penelitian

• Dapat memudahkan masyarakat Pamekasan untuk mendapatkan air yang rendah kesadahan.

• Penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk meningkatkan kualitas air tanah agar dapat dimanfaatkan sebagai air umpan boiler.

• Dapat dijadikan dasar untuk penelitian selanjutnya.

TINJAUAN PUSTAKA• Berdasarkan kandungan mineralnya, air sadah dapat

dibagi menjadi 2 (dua) golongan yaitu:– Air sadah sementara/temporer– Air sadah tetap/permanen disebut pula kesadahan

non karbonat• Berdasarkan kadar kalsium di dalam air, maka tingkat

kesadahan air digolongkan menjadi 4 (empat) kelompok yaitu:– Air lunak (soft water)– Air agak sadah (moderately hard water)– Air sadah (hard water)– Air sangat sadah (very hard water)

TINJAUAN PUSTAKA• Metode Menurunkan Kesadahan Air

– Pendidihan airCa(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

Kalsium Kalsium Air Karbonbikarbonat karbonat dioksida

– Penambahan kapur matiCa(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 + 2 H2OKalsium Kalsium Kalsium Airkarbonat hidroksida karbonat(Air sadah) (kapur mati) (tidak larut)

TINJAUAN PUSTAKA– Penambahan soda pencuci

CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4

Kalsium Natrium Kalsium Sodium

sulfat karbonat karbonat sulfat

(air sadah) (soda pencuci) (tidak larut) (larut)

– Proses pertukaran ion

Proses ini meliputi penggunaan resin alami dan resin buatan seperti zeolit. Air sadah dilewatkan melalui kolom yang diisi resin dan ion-ion kalsium dan magnesium dalam air ditukar ion natrium dalam resin.

TINJAUAN PUSTAKA• Kristalisasi

– Peristiwa pembentukan partikel-partikel zat padat terlarut dalam suatu fase homogen.

– Kristalisasi dari larutan dapat terjadi jika padatan terlarut dalam keadaan berlebih (di luar kesetimbangan), maka sistem akan mencapai kesetimbangan dengan cara mengkristalkan padatan terlarut

– Kristal terbentuk melalui 2 langkah, yaitu :

1. nukleasi, pembentukan inti kristal.

2. pertumbuhan kristal

TINJAUAN PUSTAKA

• Perhitungan Kebutuhan Pelunak– Perlu diketahui :

• Kadar CO2 terlarut dalam air

• Kadar HCO3-

• Kadar Ca2+

• Kadar Mg2+

yang dinyatakan dalam mg/L

TINJAUAN PUSTAKA

• Contoh perhitungan konsentrasi molekul

Air

baku

Data Analisa Ion Hasil Perhitungan Kadar Molekul Garam

Ca2+

mg//L

Mg2+

mg//L

HCO3-

mg//L

Ca(HCO3)2

mg//L

Mg(HCO3)2

mg//L

NaHCO3

mg//L

CaY2

mg//L

MgY2

mg//L

A 200 100 150 150 - - 50 100

B 200 100 250 200 50 - - 50

C 200 100 350 200 150 50 - -

TINJAUAN PUSTAKA• Perhitungan kebutuhan pelunak:

– 1 mg CO2/L memerlukan 1 mg Ca(OH)2 /L

– 1 mg Ca(HCO3)2/L memerlukan 1 mg Ca(OH)2/L

– 1 mg Mg(HCO3)2 /L memerlukan 2 mg Ca(OH)2/L

– 1 mg NaHCO3/L memerlukan 2 mg Ca(OH)2 /L

– 1 mg CaY2/L memerlukan 1 mg Ca(OH)2 /L

– 1 mg MgY2/L memerlukan 1 mg Ca(OH)2 /L + 1 mg Na2CO3 /L

TINJAUAN PUSTAKA

• Untuk mempercepat reaksi yang sempurna, dosisteoritis tersebut ditambah dengan 25 mg Ca(OH)2 /L sebagai CaCO3 dan 50 mg Na2CO3 /L sebagai CaCO3

• Berat masing-masing bahan pelunak dapat dihitungsebagai berikut:

– Dosis Ca(OH)2 mg/L = Dosis Ca(OH)2 sebagaiCaCO3 × 37/50

– Dosis Na2CO3 mg/L = Dosis Na2CO3

sebagai CaCO3 × 53/50

METODOLOGI PENELITIANIde Penelitian

Penyisihan Kesadahan Dengan Proses Kristalisasi Dalam ReaktorTerfluidisasi Menggunakan Media Pasir

Studi Literatur

Pengumpulan data Pemilihan variabel

Persiapan penelitian

Pelaksanaan penelitian

Pengolahan data

Persiapan alat dan bahan

Reaktor, air sampel, bahan pelunak

Analisa awal

Calsium (Ca) ; Magnesium (Mg)

Kesimpulan dan Saran

Skema Aliran

Aliran dalam reaktor

Air Baku Larutan Pelunak

ResirkulasiQ1 Q2Q3 = 0 Q1; 0,5Q1; Q1

Q4 = Q1 + Q2

Q5

METODOLOGI PENELITIAN• Menghitung kecepatan aliran upflow

minimum untuk ekspansi media.

• Menentukan variasi debit dan waktu detensi yang digunakan untuk pengoperasian reaktor.

• Menentukan variasi debit resirkulasi.

• Perhitungan kebutuhan bahan untuk pembuatan sampel buatan dan pelunak

• Pengoperasian reaktor

• Analisa effluent dan efisiensi removal

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Keterangan:Variabel 1 = Q = 12,5 L/dt ; R = 0QVariable 2 = Q = 12,5 L/dt ; R = 0,5 QVariable 3 = Q = 12,5 L/dt ; R = Q


Keterangan:Variabel 4 = Q = 6,25 mL/dt ; R = 0QVariable 5 = Q = 6,25 mL/dt ; R = 0,5 QVariable 6 = Q = 6,25m L/dt ; R = Q

HASIL ANALISA SEM

KESIMPULAN• Semakin besar debit yang masuk dan debit resirulasi,

menyebabkan ekspansi media semakin besar, sehingga efisiensi removal pun semakin tinggi

• Variabel yang paling efektif untuk menurunkan kesadahan adalah variable 3 yaitu Q = 12,5 L/dt dan R = Q

• Waktu efektif pengoperasian reaktor berbeda-beda, tergantung pada debit. Waktu efektif pengoperasian reator pada Q1, Q2 dan Q3 masing-masing adalah 4 jam, 6 jam dan 8 jam

KESIMPULAN

• Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar kesadahan pada effluent belum memenuhi untuk dijadikan sebagai air umpan boiler

• Dari hasil analisa SEM, diketahui bahwa partikel yang terbentuk bukan kristal melainkan endapan biasa, sehingga reaksi yang terjadi bukan reaksi kristalisasi melainkan reaksi pengendapan.

SARAN• Untuk mendapatkan efisiensi removal yang lebih

tinggi dan waktu efektif pengoperasian yang lebih lama, sebaiknya digunakan media yang lebih ringan atau media pasir dengan diameter yang lebih kecil.

• Hendaknya dilakukan uji kemurnian pada zat-zat yang akan digunakan dalam penelitian agar dapat dilakukan perhitungan yang lebih teliti dan diperoleh hasil yang lebih baik

• Hasil yang diperoleh belum memenuhi untuk air umpan boiler, oleh karena itu perlu dilakukan pengembangan pada penelitian ini.

TERIMA KASIH

seminar tugas akhir penyisihan kesadahan dengan proses...

Documents