SEDIMENTASI

Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair

oleh gaya gravitasi.

Pada umumnya proses Sedimentasi dilakukan setelah proses Koagulasi dan Flokulasi

dimana tujuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih

berat dan dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat.

Proses Sedimentasi

Cara yang sederhana adalah dengan membiarkan padatan mengendap dengan

sendirinya. Setelah partikel-partikel mengendap maka air yang jernih dapat

dipisahkan dari padatan yang semula tersuspensi di dalamnya.

Cara lain yang lebih cepat dengan melewatkan air pada sebuah bak dengan kecepatan

tertentu sehingga padatan terpisah dari aliran air tersebut dan jatuh ke dalam bak

pengendap

Sedimentasi bisa dilakukan pada awal maupun pada akhir dari unit sistim

pengolahan.

Jika kekeruhan dari influent tinggi,sebaiknya dilakukan proses sedimentasi awal

(primary sedimentation) didahului dengan koagulasi dan flokulasi, dengan demikian

akan mengurangi beban pada treatment berikutnya.

Sedangkan secondary sedimentation yang terletak pada akhir treatment gunanya

untuk memisahkan dan mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya (activated

sludge, OD, dlsb) dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan keunit

pengolahan lumpur tersendiri.

Sedimentasi merupakan proses pengendapan partikel-partikel zat padat dalam suatu

cairan sebagai akibat gaya gravitasi baik individu atau bersama-sama sehingga

menghasilkan cairan yang lebih jernih dan suspensi yang lebih kental.

Istilah lain yang sering digunakan adalah klarifikasi dan thickening. Klarifikasi lebih

meninjau pada cairan yang dijernihkan. Sedangkan thickening, mengutamakan proses

hasil sedimentasi berupa suspensi kentalnya.

Proses pemisahan partikel padat dari cairan dapat juga dilakukan dengan cara flotasi,

dimana padatannya diapungkan. Berdasarkan pada kepekatannya, suspensi terbagi

atas 3 (tiga) :

1. Suspensi encer bila ≤ 500 ppm;

2. Suspensi intermediate bila antara 500 ppm - 10000 ppm;

3. Suspensi kental bila ≥ 10000 ppm.

Sedangkan partikel pembangun suspensi tersebut dibedakan atas 2 (dua) jenis:

- Partikel diskrit: yakni partikel yang mengendap sebagai partikel tunggal

(tidak bergabung) misalnya; butiran pasir, batu bata, dan lain-lain.

- Partikel flokulen: yakni partikel yang mengendap akibat berat yang dibentuk

dengan cara menggabungkan diri agar menjadi lebih besar/flok. Misalnya;

senyawa asam organik.

Gambar.1 Ilustrasi Lintasan Partikel Diskrit Dan Flokulen

Pengendapan partikel dalam air dipengaruhi oleh faktor-faktor:

1. Ukuran partikel, semakin besar semakin cepat mengendap dan semakin

banyak yang terendapkan;

2. Bentuk partikel, bulat, pipih atau tak beraturan;

3. Berat jenis atau kerapatan massa partikel;

4. Berat jenis cairan;

5. Viskositas cairan;

6. Konsentrasi partikel dalam cairan;

7. Sifat partikel dalam suspensinya;

8. Temperatur.

Ukuran dan bentuk partikel akan mempengaruhi ratio permukaan terhadap volume

partikel. Sedangkan konsentrasi partikel mempengaruhi pemilihan tipe bak

sedimentasi. Temperatur mempengaruhi viskositas dan berat jenis cairan. Semua

faktor yang disebutkan diatas mempengaruhi kecepatan mengendap partikel pada bak

sedimentasi.

4 (empat) tipe sedimentasi :

1. Klarifikasi golongan 1. Proses sedimentasi tanpa pembubuhan kimiawi karena

yang diharapkan mengendap adalah partikel diskrit. Proses ini biasa terjadi

pada Grit Chamber dan bak prasedimentasi;

2. Klarifikasi golongan 2. Partikel mengendap sebagai kumpulan yang dikatalis

oleh zat kimiawi tertentu, misalnya Aluminium Sulfat;

3. Zone Settling. Kepekatan yang tinggi suatu suspensi menghasilkan ikatan dan

struktur plastis partikel-partikel akibat adanya gaya kohesi antar partikel

tersebut;

4. Kompresi. Struktur plastis partikel-partikel yang berlapis semakin lama

semakin tebal sehingga lapisan dibagian bawah akan mengalami pemadatan

dan lebih pekat.

Gambar 2. Diagram Paragenesis

Klarifikasi Golongan 1

Klarifikasi golongan I merupakan pengendapan tak terhalang dari suatu partikel

diskrit pada suatu suspensi encer. Proses ini diterapkan untuk mengendapkan air baku

yang berasal dari air permukaan misalnya; sungai dan danau. Dan biasanya pada unit

grit chamber dan atau bak prasedimentasi.

Dengan tujuan untuk menurunkan kekeruhan air baku, mempermudah proses atau

tidak memperberat beban kerja unit sesudahnya dan mengurangi pemakaian bahan

kimia pada proses selanjutnya. Suspensi bersifat encer dan kecepatan mengendapkan

tergantung berat jenis (BJ) dan diameter partikel (Dp)

Dalam tinjauan partikel yang mengendap ada 2 pengertian yang berbeda, dimana:

1. Partikel yang tertinggal (remaining particle), maksudnya adalah partikel yang

tertinggal dalam air hasil olahan sedimentasi dan terbawa ke dalam

proses/unit selanjutnya.

2. Partikel yang terendapkan, terpisahkan atau terambil (removal), adalah

partikel tertinggal pada bak sedimentasi.

Klarifikasi Golongan II

Klarifikasi golongan II ini ditujukan untuk mengendapkan partikel bersifat flokulen

dan untuk suspensi encer. klarifikasi tingkat II ini biasanya pada unit sedimentasi dan

tidak tergantung pada pengendapan asli, tetapi tergantung pada pembentukan flok

Sebelum proses sedimentasi terdapat unit koagulasi dan flokulasi. Yakni unit

pemberian senyawa kimia koagulan (biasanya aluminium sulfat, Al2(SO4)3) dan unit

pembentukan flok yang besarnya tidak menyebabkan pengendapan dini pada unit

flokulasi itu sendiri. Partikel yang besar akan menyusul partikel-partikel yang lebih

kecil dan akan mengadakan ikatan yang lebih besar dengan kecepatan yang lebih

besar dari kecepatan mula-mula dari masing-masing partikel. Maka pada klarifikasi II

ini tergantung pada kedalaman tangki, bedanya dengan klarifikasi I yang tergantung

pada kecepatan pengendapan. Namun masalahnya pada klarifikasi tingkat II adalah

waktu detensi (waktu proses pengendapan), jika terlalu lama dikhawatirkan flok yang

sudah terbentuk akan pecah lagi. Meskipun demikian belum terdapat suatu

perumusan yang baik untuk menilai efek flokulasi terhadap sedimentasi, sehingga

perlu dilakukan analisis kolom pengendapan (test batch) untuk menentukan efek ini.

Zone Settling

Pada suspensi yang pekat akan nampak ciri-ciri pengendapan yang berbeda dengan

suspensi encer. Perbedaan akan semakin jelas pada suspensi yang mempunyai sifa

flokulen dibanding dengan suspensi yang memiliki sift diskrit. Misalkan di dalam

suspensi encer terkandung partikel-partikel dari berbagai ukuran dan konsentrasi yang

seragam diseluruh cairan.suatu partikel pada saat t = 0 berada di permukaan akan

mengendap tanpa dihalangi dengan kecepatan mengendap yang sesuai dengan sifat-

sifat tersebut.

Kompresi

Saat partikel-partikel terendapkan, maka akan terbentuk lapisan partikel solid yang

terkompresi akibat gaya berat lapisan diatasnya. Kecepatan konsolidasi partikel-

partikel tersebut adalah :

- dZ’/dt = K (Z’ – Z’~)...........................................................................(3.31)

Dengan mengintegrasikannya maka :

Ln {( Z’c – Z’~)/( Z’t – Z’)} = K (t – tc).................................................(3.32)

Dengan : Z’ = tinggi kolom sludge

Z’~ = tinggi kolom sludge pada akhirnya

Tc = waktu pada saat Z’c

Contoh soal:

Carilah kecepatan mengendap dan ukuran partikel dengan berat jenisnya 1,001,

dimana 80 % nya diharapkan untuk disisakan pada kondisi pengendapan yang baik

dengan aliran 1000 gpd/sq, apabila temperatu air adalah 100C (500F).

Penyelesaian:

Q/A = 1000 x 1,547 x 10-6 x 30,48 = 4,72 x 10-2cm/sec

Dari persamaan bahwa Q/A= 1,8 untuk n=1/8 dan y/yo = 80 %,

vo = 1,8 x 4,72 x 10-2= 8,5 x 10-2cm/sec

Dari persamaan didapatkan d= 0,15

DAFTAR PUSTAKA

Rich, Linvil G. Unit Operations of Sanitary Engineering. London: John Wiley &

a Sons, Inc

www.google.com/sedimentasi akses tanggal 9 oktober 2010

www.wikipedia.com/sedimentasi akses tanggal 9 oktober 2010