PRAKTIKUM SATUAN OPERASI

PRASEDIMENTASI

TUJUAN

1. Membuat grafik hubungan kecepatan pengendapan dengan prosentase fraksi

tersisa

2. Menentukan nilai prosentase removal partikel diskrit

3. Menentukan nilai kecepatan pengendapan partikel diskrit sebagai dasar penentuan

dimensi bak prasedimentasi

DASAR TEORI

Prasedimentasi merupakan proses pengendapan partikel diskrit, yaitu partikel yang

dapat mengendap bebas secara individual tanpa membutuhkan adanya interaksi antar

partikel. Sebagai contoh adalah pengendapan partikel antara lain adalah pengendapan

partikel pasir pada grit chamber, dan pengendapan lumpur kasar pada prasedimentasi.

Prasedimentasi hanya diperlukan apabila dalam air baku terdapat partikel diskrit atau

partikel kasar atau lumpur dalam jumlah yang besar. Pengendapan dilakukan dalam bak

berukuran besar (biasanya membutuhkan waktu detensi selama 2 hingga 4 jam) dalam

aliran yang laminer, untuk memberikan kesempatan lumpur mengendap tanpa terganggu

oleh aliran. Pengendapan berlangsung secara gravitasi tanpa penambahan bahan kimia

sebelumnya.

Pengendapan partikel diskrit (non-flocculating) dapat dianalisis dengan hukum

sedimentasi Newton dan Stokes. Adapun formula hukum Newton diketengahkan

sebagai berikut:

FG = (ρp – ρw).g.Vp

dimana:

FG = gaya gravitasi (kg.m/s2)

ρp = densitas partikel (kg/m3)

ρw = densitas air (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/s2)

Vp = volume partikel (m3)

Gaya friksi tergantung oleh kecepatan partikel, densitas cairan, viskositas cairan,

diameter partikel dan koefisien CD, dengan formula sebagai berikut:

FD = (CD.Ap.ρw.Vp2) / 2

dimana:

FD = gaya friksi (kg.m/s2)

CD = koefisien drag

Ap = luas penampang melintang (m2)

Vp = kec. pengendapan partikel (m/s)

Gabungan perhitungan gaya gravitasi dengan gaya drag friksi untuk partikel spherical,

menghasilkan formula sbb:

Vp = ((4g/3CD).((ρp – ρw)/ρw).dp)1/2

atau

Vp = ((4g/3CD).(sgp-1).dp)1/2

dimana:

Vp = kecepatan partikel (m/s)

dp = diameter partikel (m)

sgp = spesific gravity

Ukuran partikel diskrit yang mengendap pada bak prasedimentasi sangatlah beragam,

oleh karena itu diperlukan 1 ukuran partikel sebagai acuan yang memiliki kecepatan

pengendapan sebesar Vo. Vo dapat juga disebut sebagai overflow rate. Dengan acuan

tersebut, maka dapat dinyatakan sebagai berikut:

1. Partikel yang memiliki kecepatan pengendapan yang lebih besar dari Vo, maka

100 % akan mengendap pada waktu yang sama.

2. Partikel yang memiliki kecepatan pengendapan yang lebih kecil dari Vo, maka

tidak semua akan mengendap pada waktu yang sama.

Jumlah dari keseluruhan partikel yang mengendap disebut penyisihan total (total

removal). Besarnya partikel yang mengendap dapat diperoleh dari uji laboratorium

dengan column settling test. Overflow rate dapat dihitung dengan formula:

Vo = H/t

dimana:

Vo = Overflow rate (m3/m2.detik)

H = Ketinggian kolom (mm)

t = Waktu detensi (detik)

ALAT

Pipa paralon PVC berdiameter 20 cm dan panjang 2,5 m.

Penutup pipa PVC berdiamater 20 cm sebanyak 2 buah.

Pengait/pengikat pipa PVC sebanyak 4 buah

Selang blower aquarium ukuran sedang berdiamater 5 mm

Lem pipa PVC atau lem plastik

Gelas ukur 100 mL

Beker Glass 100 mL

Turbidimeter

BAHAN

Air yang akan diuji harus dalam keadaan tercampur homogen

Air uji campuran pasir bangunan (artifisial)

Air uji campuran tanah sekitar sungai (artifisial)

Air uji campuran tanah pekarangan (artifisial)

Air uji campuran sedimen sungai (artifisial)

PROSEDUR

• Panjang paralon = 2,5 m

• Kedalaman sampling = 2 m dari atas kolom pengendapan

• Jumlah titik sampling = 1 titik

• Lama sampling = 8 menit

• Air yang akan diuji harus dalam keadaan tercampur homogen

Gambar 1. Column Settling Test for Sedimentation Type I

ANALISIS

1. Buat Tabel Hasil Sampling

Lama Sampling (menit)

Kedalaman Sampling (m)

Kecepatan Pengendapan

(m/detik)Fraksi Tersisa (%)

0,5 2,2

(analisis kekeruhan/kekeruhan

awal) x 100 %

1 2,2

2 2,2

4 2,2

6 2,2

8 2,2

Sumber: Hasil Pengamatan

2. Buat Grafik hubungan Kecepatan Pengendapan dengan Fraksi Tersisa dengan

menggunakan kertas milimeter secara manual.

3. Asumsikan kecepatan pengendapannya sebagai Vo. Dari Vo didapatkan nilai Fo

yang merupakan batas fraksi partikel besar yang semuanya mengendap dan fraksi

partikel lebih kecil yang mengendap sebagian saja. Besarnya fraksi partikel kecil

dapat dicari dari luasan daerah di atas kurva sampai batas Fo.

Gunakan formula untuk mendapatkan nilai removal total sebagai berikut:

dimana:

Fo = fraksi tersisa berdasarkan nilai asumsi Vo

= luasan diatas kurva antara 0 hingga Fo

4. Cari luas daerah diatas kurva. Kurva dibagi menjadi beberapa segmen dan dibuat

dalam bentuk segiempat.

5. Hitung luas daerah kurva tersebut.

Fraksi Tersisa (%)

Fraksi dxi Vxi (mm/detik) dF = dxi.Vxi

51 0,05 ? ?

0,1 ? ?

0,1 ? ?

0,1 ? ?

0,1 ? ?

0,1 ? ?

Total ? ?

Sumber: Hasil Perhitungan

6. Hitung prosentase removal total partikel diskrit dengan formula:

Xt = (1 – Xo) + (V.dF)/Vo asumsi = (1 – 0,51) + (V.dF)/Vo asumsi

7. Hitung diameter partikel dengan menggunakan hukum Stoke

Vs = Vo (yang diasumsikan sebelumnya)

Setelah diketahui spesific gravity dan Vo asumsi, tentukan diameter partikel

diskrit pada temperatur 10 oC menggunakan grafik sebagai berikut:

8. Dengan diketahuinya prosentase removal total partikel diskrit, maka gunakan

kurva performance untuk mendapatkan nilai Vo. Asumsikan pada posisi good

performance.

Gunakan formula: Vs/(Q/A) = Vs/Vo = .....? Berapa besar nilai Vo nya?

Kemudian bandingkan Vs dan Vo, jika Vs > Vo; maka 100 % partikel diskrit

dengan diameter sebesar ... cm dan specific gravity sebesar ... cm mengendap

pada waktu yang sama.

9. Cek nilai: Nre, CD, dan Vs (Hukum Stoke atau Newton). Tentukan nilai Vs yang

pasti secara iteratif dan lakukan koreksi dengan mengulang perhitungan diatas.

Newton

Diasumsikan Sg

Diukur Sg

Wf & Sf

Wv & Sv

Buat pembahasan dan kesimpulan.