LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA I
PENGOLAHAN AIR
Disusun oleh :
Kelompok I Kelas A
Dedi Meier Silaban 1007113662 Fajrina Qaishum 1007113681 Dwi Yuni Ernawati 1007113611
PROGRAM SARJANA TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU
Abstrak
BAB I
TINJAUAN PUSTAKA 1.1. Air
Air merupakan kebutuhan yang paling utama bagi makhluk hidup. Manusia dan makhluk hidup lainnya sangat bergantung dengan air demi mempertahankan hidupnya. Air yang digunakan untuk konsumsi sehari -hari harus memenuhi standar kualitas air bersih. Kualitas air bersih dapat ditinjau dari segi fisik, kimia, mikrobiologi dan radioaktif. Namun kualitas air yang baik ini tidak selamanya tersedia di alam sehingga diperlukan upaya perbaikan, baik itu secara sederhana maupun modern. Jika air yang digunakan belum memenuhi standar kualitas air bersih, akibatnya akan menimbulkan masalah lain yang dapat menimbulkan kerugian bagi penggunanya. Air juga banyak mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemar air berasal dari :
a. Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan sebagainya.
b.Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta sumber-sumber lainnya.
1.2. Karakteristik Air 1.1.1.Karakteristik Fisik Air A. Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan industri.
B. Temperatur
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi.
C. Warna
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
D. Solid (Zat padat)
Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air.
E. Bau dan rasa
Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu
1.2.2.Karakteristik Kimia Air
A. pH
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH.
B. DO (dissolved oxygent)
C. BOD (biological oxygent demand)
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas self purification badan air penerima.
Reaksi:
Zat Organik + m.o + O2 CO2 + m.o + sisa material organik (CHONSP) D. COD (chemical oxygent demand)
COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
Reaksi:
Zat Organik + O2 CO2 + H2O E. Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri (air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air.
F. Senyawa-senyawa kimia yang beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l). Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau ligam, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia.
1.2.3. Proses Pengolahan Air
Proses pengolahan air menjadi air bersih harus melalui beberapa tahapan-tahapan, yaitu :
1. Screening
2. Tangki sedimentasi
Tangki sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan kotoran-kotoran berupa lumpur dan pasir. Pada tangki sedimentasi terdapat waktu tinggal. Ke dalam tangki sedimentasi ini diinjeksikan klorin yang berfungsi sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada air.
3. Klarifier (clearator)
Klarifier berfungsi sebagai tempat pembentukan flok dengan penambahan larutan Alum (Al2(SO4)3 sebagai bahan. Pada klarifier terdapat mesin agitator yang berfungsi sebagai alat untuk mempercepat pembentukan flok. Pada klarifier terjadi pemisahan antara air bersih dan air kotor. Air bersih ini kemudian disalurkan dengan menggunakan pipa yang besar untuk kemudian dipompakan ke filter. Klarifier terbuat dari beton yang berbentuk bulat yang dilengkapi dengan penyaring dan sekat.
Dari inlet pipa klarifier, air masuk ke dalam primary reaction zone. Di dalam prymari reaction zone dan secondary reaction zone, air dan bahan kimia (Koagulan yaitu tawas) diaduk dengan alat agitataor blade agar tercampur homogen. Maka koloid akan membentuk butiran-butiran flokulasi.
Air yang telah bercampur dengan koagulan membentuk ikatan flokulasi, masuk melalui return floc zone dialirkan ke clarification zone. Sedimen yang mengendap dalam concentrator dibuang. Hal ini berlangsung secara otomatis yang akan terbuka setiap satu jam sekali dalam waktu 1 menit. Air yang masuk ke dalam clarification zone sudah tidak dipengaruhi oleh gaya putaran oleh agitator, sehingga lumpurnya mengendap. Air yang berada dalam clarification zone adalah air yang sudah jernih.
4. Sand Filter
Media penyaring biasanya lebih dari satu lapisan, yaitu pasir kwarsa dan batu dengan mesh tertentu. Air mengalir ke bawah melalui media tersebut.Zat-zat padat yang tidak larut akan melekat pada media, sedangkan air yang jernih akan terkumpul di bagian dasar dan mengalir keluar melalui suatu pipa menuju reservoir.
5. Reservoir
Reservoir berfungsi sebagai tempat penampungan air bersih yang telah disaring melalui filter, air ini sudah menjadi airyang bersih yang siap digunakan dan harus dimasak terlebih dahulu untuk kemudian dapat dijadikan air minum.
Gambar 1.1 Proses pengolahan air minum
1.4. Zat-zat kimia yang digunakan 1.4.1.Tawas
Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
Al2(SO4)3 2 Al+3 + 3(SO4)-2 Air akan mengalami :
H2O H+ + OH -Selanjutnya :
2 Al+3 + 6OH- 2Al(OH)3 Selain itu akan dihasilkan asam :
3(SO4)-2 + 6H+ H2SO4
Dengan demikian makin banyak dosis tawas yang ditambahkan maka pH akan semakin turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga perlu dicari dosis tawas yang efektif antara pH 5,8-7,4. Apabila alkalinitas alami dari air tidak seimbang dengan dosis tawas perlu ditambahkan alkalinitas, biasanya ditambahkan larutan kapur (Ca(OH)2) atau soda abu (Na2CO3). Reaksi yang terjadi :
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH3) + 3CaSO4 + 6CO2 Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH3) + 3Na2SO4 + 3CO2 Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 2Al(OH3) + 3CaSO4
1.1. Kapur
Pengaruh penambahan kapur (Ca(OH)2 akan menaikkan pH dan bereaksi dengan bikarbonat membentuk endapan CaCO3. Bila kapur yang ditambahkan cukup banyak sehingga pH = 10,5 maka akan membentuk endapan Mg(OH)2. Kelebihan ion Ca pada pH tinggi dapat diendapkan dengan penambahan soda abu.
Reaksinya :
2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 2CaCO3↓ + Mg(OH)2↓ + 2H2O
Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3↓ + 2NaOH 1.2. Klorin
Klorin banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator, klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada pengolahan air bersih. Untuk mengoksidasi Fe(II) dan Mn(II) yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe(III) dan Mn(III).
Yang dimaksud dengan klorin tidak hanya Cl2 saja akan tetapi termasuk pula asam hipoklorit (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl-), juga beberapa jenis kloramin seperti monokloramin (NH2Cl) dan dikloramin (NHCl2) termasuk di dalamnya. Klorin dapat diperoleh dari gas Cl2 atau dari garam-garam NaOCl dan Ca(OCl)2. Kloramin terbentuk karena adanya reaksi antara amoniak (NH3) baik anorganik maupun organik aminoak di dalam air dengan klorin.
Bentuk desinfektan yang ditambahkan akan mempengaruhi kualitas yang didesinfeksi. Penambahan klorin dalam bentuk gas akan menyebabkan turunnya pH air, karena terjadi pembentukan asam kuat. Akan tetapi penambahan klorin dalam bentuk natrium hipoklorit akan menaikkan alkalinity air tersebut sehingga pH akan lebih besar. Sedangkan kalsium hipoklorit akan menaikkan pH dan kesadahan total air yang didesinfeksi.
.5.1 Sedimentasi
Sedimentasi adalah pemisahan solid-liquid menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk menyisihkan suspensi. Pada umumnya sedimentasi digunakan pada pengolahan air minum, pengolahan air limbah, dan pada pengolahan air limbah tingkat lanjutan.
Pada pengolahan air minum, terapan sedimentasi khususnya untuk:
2. Pengendapan flok hasil koagulasi-flokulasi, khususnya sebelum disaring dengan filter pasir cepat.
3. Pengendapan flok hasil penurunan kesadahan menggunakan soda-kapur. 4. Pengendapan lumpur pada penyisihan besi dan mangan. Pada pengolahan
air limbah, sedimentasi umumnya digunakan untuk : a. Penyisihan grit, pasir, atau silt (lanau).
b. Penyisihan padatan tersuspensi pada clarifier pertama.
c. Penyisihan flok / lumpur biologis hasil proses activated sludge pada clarifier akhir.
d. Penyisihan humus pada clarifier akhir setelah trickling filter. Pada pengolahan air limbah tingkat lanjutan, sedimentasi ditujukan untuk penyisihan lumpur setelah koagulasi dan sebelum proses filtrasi.
Selain itu,pada prinsip sedimentasi juga digunakan dalam pengendalian partikel di udara.Prinsip sedimentasi pada pengolahan air minum dan air limbah adalah sama,demikian juga untuk metoda dan peralatannya.
Gambar 1.2 Bak sedimentasi
lebih dari 1,8 meter.Klasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuan partikel untuk berinteraksi.Klasifikasi ini dapat dibagi kedalam empat tipe,yaitu :
a. Settling tipe I: pengendapan partikel diskrit, partikel mengendap secara individual dan tidak ada interaksi antar-partikel.
b. Settling tipe II: pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi antar-partikel sehingga ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan bertambah.
c. Settling tipe III: pengendapan pada lumpur biologis, dimana gaya antar partikel saling menahan partikel lainnya untuk mengendap
d. Settling tipe IV: terjadi pemampatan partikel yang telah mengendap yang terjadi karena berat partikel.
Gambar 1.3 Empat tipe sedimentasi 1. Sedimentasi Tipe 1/Plain Settling/Discrete particle
penggunaan perlengkapan penyisihan lumpur dan faktor lain diabaikan untuk menghitung performance bak yang lebih sering disebut dengan ideal settling basin.
Gambar 1.4 Sedimentasi Tipe 1
Partikel yang mempunyai rapat masa lebih besar dari rapat masa air akan bergerak vertical ke bawah. Gerakan partikel di dalam air yang tenang akan diperlambat oleh gaya hambatan akibat kekentalan air (drag force) sampai dicapai suatu keadaan dimana besar gaya hambatan setara dengan gaya berat efektif partikel di dalam air. Setelah itu gerakan partikel akan berlangsung secara konstan dan disebut terminal settling velocity. Gaya hambatan yang dialami selama partikel bergerak di dalam air dipengaruhi oleh kekasaran, ukuran, bentuk, dan kecepatan gerak partikel serta rapat masa dan kekentalan air.
2. Sedimentasi Tipe 2 (Flocculant Settling)
Partikel yang berada dalam larutan encer sering tidak berlaku sebagai partikel mandiri (discrete particle) tetapi sering membentuk gumpalan (flocculant particle) selama mengalami proses sedimentasi. Bersatunya beberapa partikel membentuk gumpalan akan memperbesar rapat masanya, sehingga akan mempercepat pengendapannya.
Pengaruh dari variabel-variabel tersebut dapat ditentukan dengan percobaan sedimentasi.
Pengendapan material koloid dan solid tersuspensi terjadi melalui adanya penambahan koagulan, biasanya digunakan untuk mengendapkan flok-flok kimia setelah proses koagulasi dan flokulasi. Pengendapan partikel flokulen akan lebih efisien pada ketinggian bak yang relatif kecil. Karena tidak memungkinkan untuk membuat bak yang luas dengan ketinggian minimum, atau membagi ketinggian bak menjadi beberapa kompartemen, maka alternatif terbaik untuk meningkatkan efisiensi pengendapan bak adalah dengan memasang tube settler pada bagian atas bak pengendapan untuk menahan flok–flok yang terbentuk.
Faktor-faktor yang dapat meningkatkan efisiensi bak pengendapan adalah: Luas bidang pengendapan;
Penggunaan baffle pada bak sedimentasi; Mendangkalkan bak;
Pemasangan plat miring. 3. Sedimentasi Tipe III dan IV
Gambar 1.5 Pengendapan pada final klarifier untuk proses lumpur aktif Berdasarkan konsentrasi dan kecenderungan partikel berinteraksi, proses sedimentasi terbagi atas tiga macam:
b. Aliran melalui bak terdistribusi merata melintasi sisi melintang bak c. Partikel terdispersi merata dalam air
d. Pengendapan partikel yang dominan terjadi pada dasar bak sedimentasi
Terdapat beberapa bentuk bak sedimentasi yaitu: a. Segi empat (rectangular).
Pada bak ini air mengalir horizontal dari inlet menuju outlet, sementara partikel mengendap ke bawah.
(a) (b)
Gambar 1.6 Bak sedimentasi berbentuk segi empat: (a) denah, (b) potongan Memanjang
Pada bak ini air masuk melalui pipa menuju inlet bak dibagian tengah bak, kemudian air mengalir horizontal dari inlet menuju outlet disekeliling bak, sementara partikel mengendap ke bawah. Secara tipikal bak persegi mempunyai rasio panjang : lebar antara 2:1 – 3:1.
(a) (b)
Gambar 1.7 Bak sedimentasi berbentuk lingkaran-center feed (a) denah, (b) potongan melintang
c. Lingkaran (circular) – periferal feed.
(a) (b)
Gambar 1.8 Bak sedimentasi berbentuk lingkaran – periferal feed: (a) denah, (b) potongan melintang
Sebuah bak sedimentasi ideal dibagi menjadi 4 zona, yaitu: a. Zona inlet
Dalam zona ini aliran terdistribusi tidak merata melintasi bagian melintang bak. Aliran meninggalkan zona inlet mengalir secara horisontal dan langsung menuju bagian outlet.
b. Zona pengendapan
Dalam zona ini, air mengalir pelan secara horisontal ke arah outlet. Dalam zona ini terjadi proses pengendapan. Lintasan partikel diskret tergantung pada besarnya kecepatan pengendapan.
c. Zona lumpur
Dalam zona ini lumpur terakumulasi. Sekali lumpur masuk area ini ia akan tetap disana.
d. Zona outlet
Gambar 1.9 Sedimentation Basin Zones Zona Inlet atau struktur influen.
Zona inlet mendistribusikan aliran air secara merata pada bak sedimentasi dan menyebarkan kecepatan aliran yang baru masuk. Jika dua fungsi ini dicapai, karakteristik aliran hidrolik dari bak akan lebih mendekati kondisi bak ideal dan menghasilkan efisiensi yang lebih baik.
Zona influen didesain secara berbeda untuk kolam rectangular dan circular. Khusus dalam pengolahan air, bak sedimentasi rectangular dibangun menjadi satu dengan bak flokulasi. Sebuah baffle atau dinding memisahkan dua kolam dan sekaligus sebagai inlet bak sedimentasi. Desain dinding pemisah sangat penting, karena kemampuan bak sedimentasi tergantung pada kualitas flok.
Zona outlet atau struktur efluen.
dilengkapi dengan settler. Settler dipasang pada zona pengendapan dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi pengendapan.
1.6 Parameter TSS,TDS dan TS
Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal 2μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. Yang termasuk TSS adalah lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida, ganggang, bakteri dan jamur. TSS umumnya dihilangkan dengan flokulasi dan penyaringan. TSS memberikan kontribusi untuk kekeruhan (turbidity) dengan membatasi penetrasi cahaya untuk fotosintesis dan visibilitas di perairan. Sehingga nilai kekeruhan tidak dapat dikonversi ke nilai TSS.
Kekeruhan adalah kecenderungan ukuran sampel untuk menyebarkan cahaya. Sementara hamburan diproduksi oleh adanya partikel tersuspensi dalam sampel. Kekeruhan adalah murni sebuah sifat optik. Pola dan intensitas sebaran akan berbeda akibat perubahan dengan ukuran dan bentuk partikel serta materi. Sebuah sampel yang mengandung 1.000 mg / L dari fine talcum powder akan memberikan pembacaan yang berbeda kekeruhan dari sampel yang mengandung 1.000 mg / L coarsely ground talc . Kedua sampel juga akan memiliki pembacaan yang berbeda kekeruhan dari sampel mengandung 1.000 mg / L ground pepper. Meskipun tiga sampel tersebut mengandung nilai TSS yang sama.
Perbedaan antara padatan tersuspensi total (TSS) dan padatan terlarut total (TDS) adalah berdasarkan prosedur penyaringan. Padatan selalu diukur sebagai berat kering dan prosedur pengeringan harus diperhatikan untuk menghindari kesalahan yang disebabkan oleh kelembaban yang tertahan atau kehilangan bahan akibat penguapan atau oksidasi.
diameter pori-pori saringan perlu diperbesar atau mengurangi volume contoh uji. Untuk memperoleh estimasi TSS, dihitung perbedaan antara padatan terlarut total dan padatan total.
TSS(mgL)=(A−B)
V x1000 (1.1)
Dengan:
A = berat kertas saring + residu kering (mg) B = berat kertas saring (mg)
BAB II
METODOLOGI PERCOBAAN
2.1 Bahan – bahan yang digunakan 1. Air kran
2. Aquades
2.2 Alat – alat yang digunakan Tabel 2.1 Alat-alat yang digunakan
NO Nama Alat Ukuran Jumlah
1 Gelas Ukur 100 ml 1 buah
2 Corong - 1 buah
3 Gelas Piala 100 8 buah
4 Kertas Saring - 8 buah
2.3 Prosedur Percobaan
1. Langkah awal dalam percobaan ini ialah pemeriksaan alat sehingga aliran air dapat mengalir , mudah diamati, dan mudah diolah sehingga aliran air dapat mengalir , mudah diamati , dan mudah dioperasikan . Skema / susunan alat dapat dilihat pada gambar :
2. Langkah kedua siapkan sampel air.
3. Kemudian lakukan pemeriksaan sampel air sebelum dialirkan ke bak equalisasi dengan parameter TS, TSS dan TDS.
4. Kemudian alirkan sampel air kedalam bak equalisasi dengan variasi perlakukan , antara lain :
Perbedaan debit aliran yaitu 10 L/s dan 20 L/s.
Perbedaan jumlah plat yaitu 4 plat dan 8 plat.
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Percobaan
Percobaan ini menggunakan proses sedimentasi dengan variabel jumlah plat dan debit aliran. Sedimentasi merupakan pengolahan air dengan pengendapan secara gravitasi untuk memisahkan padatan yang terdapat dalam air untuk menghasilkan cairan yang lebih jernih. Tipe sedimentasi yang digunakan pada praktikum yaitu sedimentsi tipe 1 (discrete settling) dimana proses ini tidak menggunakan zat koagulan. Percobaan ini menggunakan bak sedimentasi empat (rectangular). Air baku yang digunakan adalah air lumpur. Air baku mengalir horizontal dari inlet menuju outlet sementara partikel mengendap ke bawah. Dari percobaan didapatkan nilai total suspended solid (TSS), total dissolved solid (TDS), dan total solid (TS). Data hasil percobaan tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Nilai TSS, TDS, dan TS pada Percobaan Debi
t
Jumla h plat
TSS TDS TS
Cin (g/ml) Cout (g/ml) Cin (g/ml) Cout (g/ml) Cin (g/ml) Cout (g/ml)
10 4 10-3 6x10-4 3,3x10-4 3,29 x10-4 1.33x10-3 9,29x10-4 10 8 10-3 2x10-4 3,3x10-4 3,28 x10-4 1.33x10-3 5,28x10-4 20 4 1,4x10-3 1,2x10-4 3,15x10-4 3,14 x10-4 1,715x10-3 4,34x10-4 20 8 1,4x10-3 6x10-4 3,15x10-4 3,13 x10-4 1,715x10-3 9,13x10-4
3.2 Pembahasan
3.2.1 Pengaruh Jumlah Plate Settler dan Debit terhadap Kandungan TSS pada Air
dilakukan secara sedimentasi. Jumlah plate settler dan debit air mempengaruhi jumlah Total Suspended Solid (TSS) yang didapat.
TSS diukur dengan metode gravimetri. Padatan yang terperangkap pada proses penyaringan air outlet dipanaskan dengan oven kemudian ditimbang sampai nilai hasil penimbangan konstan. Massa tersebut dikurangkan dengan massa kertas saring yang digunakan. Dari nilai TSS inlet dan outlet dapat dihitung efisiensi proses sedimentasi.
Tabel 3.2 Efisiensi Sedimentasi terhadap Kandungan TSS Debit (l/s) Jumlah Plate Settler Efisiensi Sedimentasi (%)
10 4 40
10 8 80
20 4 15,2
20 8 57,1
Dari Tabel 3.2 dapat dilihat pengaruh debit dan jumlah plate settler terhadap TSS dengan menggunakan grafik.
10 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
debit 10 l/s debit 20 l/s
Jumlah plate settler
E fs ie n s i T S S ( % )
Gambar 3.1 menjunjukkan bahwa semakin banyak jumlah plate settler maka efisiensi penyaringan TSS semakin besar. Hal ini dikarenakan plate settler membantu penahanan partikel pada bak sedimentasi, selain itu plate settler juga akan membuat partikel dalam air saling bertumbukkan.
Dari Gambar 3.1, jumlah plate settler 8 lebih efisien dibandingkan dengan 3 plate settler, yaitu 80, dan 57,1% untuk debit 10 dan 20 l/s. Sedangkan pada jumlah plate settler 4 adalah 40, dan 15,2% untuk debit 10 dan 20 l/s. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan jumlah plate settler akan menaikkan efisiensi penghilangan TSS pada proses sedimentasi. Hal ini sudah sesuai dengan terori yang ada bahwa jumlah plate settler pada proses sedimentasi akan menaikkan efisiensi proses sedimentasi. Pada Grafik 3.1 juga dapat diketahui bahwa debit berbanding terbalik dengan efisiensi penghilangan TSS pada proses sedimentasi. Hal ini dikarenakan debit pada proses semakin besar sehingga pola aliran akan semakin turbulen. Aliran turbulen memungkinkan proses pengendapan yang lama dan dapat menurunkan efisiensi kerja unit sedimentasi (Cancerita,2012).
3.2.2 Pengaruh Jumlah Plate Settler dan Debit terhadap Kandungan TDS pada Air
Tabel 3.3 Efisiensi Sedimentasi terhadap Penghilahan Kandungan TDS pada Air
Debit (l/s) Jumlah Plate Settler Efisiensi Sedimentasi (%)
10 4 0,303
10 8 0,606
20 4 0,317
20 8 0,634
Dari Tabel 3.3 dapat dilihat pengaruh debit dan jumlah plate settler terhadap TSS dengan menggunakan grafik.
10 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
debit 10 l/s debit 20 l/s
Jumlah Plate Settler
E f s ie n s i P e n g h il a n g a n g T D S ( % )
Gambar 3.2 Diagram Hubungan Jumlah Plate Settler dan Debit terhadap Efisiensi Penghilangan TDS
Gambar 3.2 menggambarkan hubungan antara plate settler dan debit terhadap efisiensi penghilanan kandungan TDS pada proses sedimentasi. Untuk laju alir fluida 10 l/s didapatkan efisiensi penghilangan TDS dengan jumlah plate settler 4 dan 8 secara berurutan adalah 0,303 dan 0,606%. Sedangkan laju alir 20 l/s efisiensi penghilangan TDS dengan jumlah plate settler 4 dan 8 secara berurutan adalah 0,317 dan 0,634%.
Hasil percobaan yang didapatkan bahwa efisiensi penghilangan TDS pada laju alir 20 l/s lebih baik daripada 10 l/s (Gambar 3.2). Seharusnya efisiensi pengendapan akan turun jika adanya kenaikan laju alir fluida dan karakteristik aliran, sehingga perlu diketahui karakteristik aliran pada unit tersebut (lopez, 2008). Aliran turbulen memungkinkan proses pengendapan yang lama dan dapat menurunkan efisiensi kerja unit sedimentasi (Cancerita,2012). Kesalahan tersebut terjadi karena lumpur pada bak penampungan tidak tercampur merata dengan air, adanya lumpur yang tertinggal di proses sebelumnya yaitu pada bak equalisasi, sehingga lumpur tersebut terakumulasi pada proses sedimentasi selanjutnya.
3.2.3 Pengaruh Kondisi Proses Jumlah Plate Settler dan Debit Air Terhadap Efisiensi Kadar TS
TS (total soli) merupakan jumlah dari TSS dan TDS. Total solid merupakan banyaknya partikel padatan baik yang terlarut dalam air, maupun yang tidak terlarut dalam air.
Tabel 3.4 Efisiensi Sedimentasi terhadap Kandungan TS Debit (l/s) Jumlah Plate Settler Efisiensi TS (%)
10 4 30,15
10 8 60,3
20 4 74,69
10 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80
debit 10 l/s debit 20 l/s
Jumlah Plate Settler
E f s ie n s i P e n g h il a n g a n T S ( % )
Gambar 3.3. Diagram Hubungan Jumlah Plate Settler dan Debit terhadap Efisiensi Penghilangan TS
BAB IV KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan yaitu:
1. Nilai effesiensi TSS pada debit 10 l/s dengan jumlah plate settler 4 dan 8 adalah 40 dan 80% ,sedangkan pada debit 20 l/s dengan jumlah plate setter 4 dan 8 adalah 15,2 dan 57,1%. Nilai effesiensi TDS pada debit 10l/s dengan jumlah plate settler 4 dan 8 adalah 0,303 dan 0,606% ,sedangkan pada debit 20 l/s dengan jumlah plate setter 4 dan 8 adalah 0,317 dan 0,634 %. Nilai effesiensi TS pada debit 10l/s dengan jumlah plate settler 4 dan 8 adalah 30,15 dan 60,3% ,sedangkan pada debit 20 l/s dengan jumlah plate setter 4 dan 8 adalah 74,69 dan 46,76 %.
2. Jumlah plat yang digunakan berbanding lurus dengan efesiensi pengendapan, sehingga kualitas air semakin baik.
DAFTAR PUSTAKA
Bhupalaka,2010,Sedimentasi.http://bhupalaka.files.wordpress.com/2010/12/sedim entasi.pdf Diakses pada tanggal 21 Desember 2012
Hanum, Farida. 2002. Proses Pengolahan Air Sungai untuk Keperluan Air Minum. Diakses tanggal 25 November 201
Kawamura, S. 2000. Integrated Design and Operation of Water Treatment Facilities. Kanada: John Wiley dan Sons, Inc.
Lopez, P.R., Lavin, A.G., Lopez, M.M., dan Heras, J.L. 2008. “Flow Models for Rectangular Sedimentation Tanks”. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 47, 9-10: 1705-1716.
Rahmat,2010.Pengolahan Air dengan Sedimentasi. http://dc346.4shared.com/ doc/tSg9MBKW/preview.html.Diakses pada tanggal 21 Desember 2012 Tim Penyusun, 2012. Penuntun Praktikum Laboratarium Teknik Kimia I,
Pekanbaru : Universitas Riau
Yayan, subagyo. 2009. Proses Pengolahan Air. yayan-industri.blogspot.com/ 2009/11/proses-pengolahan-air.html Diakses pada tanggal 21 Desember 2012
LAMPIRAN B
CONTOH PERHITUNGAN
A. Rumus Umum Efisiensi Proses Pengendapan
η =
C¿−¿Ceff C¿
x100
¿
B. Perhitungan Efesiensi Proses Pengendapan Dengan Variasi Debit Alirannya
1. Efesiensi TS
Pada debit alirannya 10 L/s Pada aliran masuk
TSS =
(berat kertas saring+sampel)−berat kertas saring volume sampel
= 1,03−0,98 50 = 10-3 gram/mL TS = TDS + TSS
= 3,3 ×10-4 + 10-3 = 1,33 × 10-3 gram/mL a. Pada 4 plat
Pada aliran keluar
TSS =
(berat kertas saring+sampel)−berat kertas saring volume sampel
= 1,1250−1,09 = 6 ×10-4 gram/mL TS = TDS + TSS
= 3,29 × 10-4 + 6 ×10-4 = 9,29 × 10-4
η = 1,33×10
−3–9,29×10−4
b. Pada 8 plat
Pada aliran keluar
TSS =
(berat kertas saring+sampel)−berat kertas saring volume sampel
= 1−500,99 = 2 ×10-4 TS = TDS + TSS
= 3,28 × 10-4 + 2 ×10-4 = 5,28 × 10-4 gram/mL η = 1,33×10
−3
−5,28×10−4
1,33×10−3 × 100 % = 60,3 %
Pada debit alirannya 20 L/s Pada aliran masuk
TSS =
(berat kertas saring+sampel)−berat kertas saring volume sampel
= 1,05−0,98 50 = 1,4 × 10-4 TS = TDS + TSS
= 3,15 × 10-4 + 1,4 × 10-4 = 1,715 × 10-3 gram/mL
a. Pada 4 plat Pada aliran keluar
TSS =
(berat kertas saring+sampel)−berat kertas saring volume sampel
= 3,14 × 10-4 +1,2 ×10-4 = 4,34 × 10-4 gram/mL
η = 1,715×10
−3
−4,34×10−4
1,715×10−3 × 100 % = 74,69 %
b. Pada 8 plat Pada aliran keluar
TSS =
(berat kertas saring+sampel)−berat kertas saring volume sampel
= 1,0250−0,99 = 6 ×10-4 TS = TDS + TSS
= 3,13 × 10-4 + 6 ×10-4 = 9,13 × 10-4 gram/mL η = 1,715×10
−3
−9,13×10−4
1,715×10−3 × 100 % = 46,76 %
2. Efesiensi TDS a. Pada debit aliran 10 L/s
Aliran masuk
TDS = 3,3 ×10-4 mg/L 1. Pada 4 plat
Aliran keluar
TDS = 3,29 × 10-4 mg/L η = 3,3×10
−4
−3,29×10−4
3,3×10−4 × 100 % = 0,303 %
2. Pada 8 plat Aliran keluar
η = 3,3×10
−4
−3,28×10−4
3,3×10−4 × 100 % = 0,606 %
b. Pada debit aliran 20 L/s Aliran masuk
TDS = 3,15 × 10-4 mg/L 1. Pada 4 plat
Aliran keluar
TDS = 3,14 × 10-4 mg/L η = 315−314
315 × 100 % = 0,317 %
2. Pada 8 plat Aliran keluar
TDS = 3,13 × 10 -4mg/L
η = 3,15×10−4−3,13×10−4
315 × 100 %
= 0,634 %
3. Efesiensi TSS
a. Pada aliran 10 L/s Pada aliran masuk TSS = 10-3 1. Pada 4 plat
Aliran keluar TSS = 6 ×10-4
η = 10
−3
−6×10−4
10−3 × 100 % = 40 %
η = 10
−3
−2×10−4
10−3 × 100 % = 80 %
b. Pada aliran 20 L/s Pada aliran masuk TSS = 1,4 × 10-3
1. Pada 4 plat Aliran keluar TSS = 1,6 ×10-3
η = 1,4×10
−3
−1,6×10−4
1,4×10−3 × 100 % = 57,1 %
2. Pada 8 plat Aliran keluar TSS = 6 ×10-4 η = 1,4×10
−3
−6×10−4
1,4×10−3 × 100 % = 14,2 %
Gambar 1. Air dengan Flokulen Lumpur
Gambar 3. Bak Ekualisasi
[image:35.595.333.522.318.471.2]Gambar 5. Proses Sedimentasi
Gambar 2. Plate Bak Sedimentasi
Gambar 4. Bak Sedimentasi
[image:35.595.105.299.339.485.2] [image:35.595.335.523.517.656.2] [image:35.595.105.298.529.671.2]Gambar 7. Air ditampung pada Wadah
[image:36.595.118.308.322.460.2]Gambar 9. Cin dan Cout tampak Atas
Gambar 11. TDS
[image:36.595.342.501.322.464.2]Gambar 8. Cin dan Cout tampak Depan
Gambar 10. Cin dan Cout disaring untuk
mendapatkan TSS dan TDS
[image:36.595.130.518.540.712.2]
