SIDANG LISAN TUGAS AKHIR

SIDANG LISAN TUGAS AKHIR

STUDI VARIASI GRAVITY AERATOR UNTUK

MENINGKATKAN KANDUNGAN OKSIGEN TERLARUT

PADA AIR BOEZEM KALIDAMI SURABAYA

Disusun Oleh :

Muhammad Gama P.

3306 100 012

BAB I

LATAR BELAKANG

P

E

N

D

A

H

U

L

U

A

N

Tercemarnya Saluran Drainase dan Boezem Kondisi dan Septik Langkah untuk Memperbaiki kualitas Boezem AERASI !!!

PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang yang telah

disampaikan, permasalahan yang ditinjau

adalah apakah alat

gravity aerator

ini

mampu meningkatkan kadar oksigen

terlarut pada air Boezem Kalidami

Surabaya, dan Bagaimana variasi terbaik

yang diperlukan untuk meningkatkan

kandungan oksigen terlarut yang sesuai

standart kriteria?

P

E

N

D

A

H

U

L

U

A

N

RUANG LINGKUP

1.

Obyek yang diteliti adalah air limbah yang

masuk ke dalam Boezem Kalidami

Surabaya.

2.

Parameter yang diteliti meliputi Kadar DO

dan suhu.

3.

Penelitian mengenai aerasi menggunakan

gravity aerator

dengan prinsip terjunan

secara prototype

4.

Titik pengambilan sampel adalah pada inlet

Boezem Kalidami Surabaya

P

E

N

D

A

H

U

L

U

A

N

5.

Variasi yang digunakan dalam penelitian ini :



Variasi lebar jatuhan air

15 cm ; 30 cm ; 45 cm



Variasi tinggi terjunan air

25 cm ; 50 cm



Variasi debit

-Bukaan penuh (75 ml/detik) ;

-Setengah bukaan (38 ml/detik)

6.

Pengoperasian dengan menggunakan

gravity

aerator

sistem terjunan bertingkat, dengan 3x

terjunan

P

E

N

D

A

H

U

L

U

A

N

RUANG LINGKUP

TUJUAN PENELITIAN

Berdasarkan permasalahan yang akan

diselesaikan di dalam Tugas Akhir ini, maka

tujuan rinci dari diadakannya penelitian tugas

akhir ini adalah sebagai berikut:



Mengetahui apakah

gravity aerator

yang

digunakan mampu meningkatkan kadar

oksigen terlarut pada air Boezem Kalidami

hingga memenuhi batasan standart kriteria.



Mengetahui variasi dan ketinggian total yang

dibutuhkan untuk meningkatkan kadar oksigen

terlarut pada air Boezem Kalidami yang

memenuhi batasan standart kriteria.

P

E

N

D

A

H

U

L

U

A

N

MANFAAT PENELITIAN



Memberi masukan terhadap alternatif

re-aerasi air limbah di Boezem Kalidami

Surabaya dan boezem-boezem lain yang

memiliki karakteristik sejenis yang lebih

ekonomis dan efisien



Sebagai bahan literatur bagi

penelitian-penelitian berikutnya.

P

E

N

D

A

H

U

L

U

A

N

BAB II



Definisi Air Limbah

Air buangan yang berasal dari rumah tangga termasuk

tinja dari manusia dari lingkungan permukiman (PP

no.16 tahun 2005)



Oksigen Terlarut

Kadar oksigen terikat dalam air yang berasal dari

proses fotosintesis, difusi dan aliran air (Alaerts dan

Santika, 1987) dengan kelarutan oksigen atmosfer

pada air murni adalah antara 14,6 mg/l pada 0

0

_C

hingga 7,0 mg/l pada 35

0

_{C di bawah 1 tekanan}

atmosfer (Kaul, dan Gautam,2002).

Proses penambahan Kandungan Oksigen Terlarut dapat

dilakukan dengan menggunakan sistem aerasi

(Wardoyo, 1981)

T

I

N

J

A

U

A

N

P

U

S

T

A

K

A

 Aerasi

Aerasi merupakan salah satu cara untuk menambah oksigen terlarut pada suatu perairan sehingga

konsentrasi Oksigen bertambah sampai titik jenuh yang digunakan untuk melakukan respirasi. (Wardoyo, 1981)

 Oxygen Transfer

Transfer Oksigen merupakan proses dimana oksigen berpindah dari fase gas ke fase larutan. Proses ini adalah proses yang penting pada pengolahan secara

aerobik. Koefisien dari Oksigen transfer adalah K_Lα yang dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai

berikut :

)

(

C

C

K

dt

dC

s L







T

I

N

J

A

U

A

N

P

U

S

T

A

K

A

dimana : K_Lα = Koofisien Transfer Oksigen

C = Konsentrasi oksigen terlarut pada larutan C_s = DO Saturasi (Konsentrasi DO jenuh)

 Nilai K_La dapat ditentukan dalam skala percobaan

dengan melakukan inegrasi terhadap persamaan diperoleh persamaan garis lurus :

ln(Cs – C_t) = ln(C_s – C_o) – K_La.t

 Dari data percobaan dengan konsentrasi awal oksigen

C₀ dan konsentrasi oksigen dalam interval waktu

percobaan Ct, maka dapat diplot ln(Cs – Ct) vs t, dalam sebuah grafik dan diperoleh garis lurus dengan

besarnya sudut arah (slope) adalah K_La (Masduqi, 2002).

T

I

N

J

A

U

A

N

P

U

S

T

A

K

A

BAB III

KERANGKA PENELITIAN

Ide Studi

“Studi Model Aerasi untuk Meningkatkan Kandungan Oksigen Terlarut pada Air Limbah (Studi Kasus : Boezem Kalidami Surabaya)

Studi Literatur

Persiapan Penelitian

Pelaksanaan Penelitian Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran

Persiapan Sampling Persiapan Alat dan Bahan Pembuatan Reaktor

M

E

T

O

D

O

L

O

G

I

P

E

N

E

L

I

T

I

A

N

Gambar Prototype untuk Analisa

M

E

T

O

D

O

L

O

G

I

P

E

N

E

L

I

T

I

A

N

PELAKSANAAN PENELITIAN

Sampling dan Analisa



Pelaksanaan Sampling

pemilihan lokasi, pengukuran dan pengambilan

sampel. Lokasi sampling yang dipilih adalah pada

daerah inlet Boezem Kalidami Surabaya



Analisa

a. Analisa Kandungan DO dan temperatur air diukur

setiap air melimpah pada setiap bak.

b. Perhitungan nilai koefisien transfer oksigen (K

_L

a)

untuk menentukan kombinasi lebar jatuhan, tinggi

terjunan air, dan debit yang paling optimum

M

E

T

O

D

O

L

O

G

I

P

E

N

E

L

I

T

I

A

N

BAB IV

Kinetika Transfer Oksigen

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Persamaan Reaksi Orde 1 :

1 t kla Co Cs Ct Cs Ln  .   

Persamaan Reaksi Orde 2 :

1







 Ct Co dt kla C Cs dc 1 0 ) (







 Ct Co dt kla C Cs dc 1 0 2 ) ( t kla Co Cs Ct Cs . 1 1 _   

Kinetika Transfer Oksigen

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Nilai R2 _{pada analisa pertama}

1

No Lebar Tinggi Debit R2 orde 1 R2 orde 2 (cm) (cm) (ml/detik) 1 15 25 75 0,9942 0,9729 38 0,9931 0,9833 2 30 75 0,9965 0,9917 38 0,9919 0,9875 3 45 75 0,9913 0,9961 38 0,9887 0,9957 4 15 50 75 0,9985 0,9773 38 0,9940 0,9890 5 30 75 0,9997 0,9849 38 0,9863 0,9984 6 45 75₃₈ 0,9903_0,9881 0,9975_0,9964

Penentuan Nilai

Koefisien Transfer Oksigen (K

_L

a)

Contoh perhitungan nilai Koefisien Transfer Oksigen (K_La) ; akan dipaparkan perhitungan pada pengukuran pertama lebar

jatuhan 15 cm, tinggi terjunan 25 cm, dan debit 75 ml/dtk

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Data Hasil Percobaan, sebagai berikut :

No Waktu (t) _(menit) DO (C) _(mg/l) Suhu_(OC)

1 0 0,8 29,7

2 10 2,3 29,7

3 17 3,0 29,8

4 24 3,9 29,8

DO saturasi (Cs) air limbah, didapat melalui percobaan sebesar 7,4 mg/l

Penentuan Nilai

Koefisien Transfer Oksigen (K

_L

a)

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Data Hasil Percobaan diolah sebagai berikut :

Perhitungan Nilai KLa berdasarkan persamaan :

t (detik) Ct (mg/l) Cs – Co Cs – Ct Cs – Ct Cs – Co -ln Cs – Ct Cs – Co 0 0,8 6,6 6,6 1 0 10 2,3 5,1 0,773 0,258 17 3 4,4 0,667 0,405 24 3,9 3,5 0,530 0,634 – Ln Cs – Ct Cs – Co = KLa.t ln(Cs – C_t) = ln(Cs – Co) – K_La.t ln(Cs – Ct) – ln(Cs – Co) = – K_La.t

Penentuan Nilai

Koefisien Transfer Oksigen (K

_L

a)

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Selanjutnya dibuat grafik hubungan antara – Ln Cs – Ct

Cs – Co vs t

Nilai K

_L

a pada Percobaan Pertama

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Sumber : Hasil Perhitungan

No Lebar

(cm)

Nilai Kla (detik-1₎

Debit 75 ml/dtk Debit 38 ml/dtk tinggi 25cm tinggi 50cm tinggi 25cm tinggi 50cm 1 15 0,026 0,016 0,015 0,009 2 30 0,016 0,010 0,009 0,006 3 45 0,012 0,008 0,007 0,005

Nilai K

_L

a pada Percobaan Kedua

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Sumber : Hasil Perhitungan

No Lebar

(cm

Nilai Kla (detik-1₎

Debit 75 ml/dtk Debit 38 ml/dtk tinggi 25cm tinggi 50cm tinggi 25cm tinggi 50cm 1 15 0,020 0,012 0,011 0,007 2 30 0,012 0,008 0,007 0,005 3 45 0,009 0,006 0,005 0,004

Nilai Kenaikan DO Rata-Rata

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

No Lebar (cm) Nilai Kenaikan DO (mg/l) Tinggi 25 cm Tinggi 50 cm Debit 75 Debit 38 Debit 75 Debit 38 1 15 2,6 2,8 3,0 3,2 2 30 2,9 3,2 3,4 3,8 3 45 3,2 3,4 3,7 4,1

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Dari data percobaan diketahui :

Persamaan Transfer Oksigen Orde 1 :

Cs = 7,4 mg/l K_La = 0,026/detik Co= 0,8 mg/l t Kla e Co Cs Ct Cs _  _.   t kla Co Cs Ct Cs Ln  .    t e Ct _0,026. 8 , 0 4 , 7 4 , 7 _    t

e

Ct



7

,

4



6

,

6

0,026. t

Ct

026

,1

6

,

6

4

,

7





x

y

026

,1

6

,

6

4

,

7





H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Lebar Debit k t _-k.t e-k.t {a} Co Cs Cs-Co {b} {a} .{b} Ct (mg/l) (cm) (ml/detik) (detik-1_{) (detik) (mg/l) (mg/l) Cs-({a}.{b})}

15 75 0,0259 0 0 1 0,8 7,4 6,6 6,6 0,80 0,0259 7 -0,1813 0,834 5,506 1,89 0,0259 28 -0,725 0,484 3,196 4,20 0,0259 49 -1,2688 0,281 1,856 5,54 0,0259 91 -2,3564 0,095 0,625 6,77 0,0259 147 -3,8064 0,022 0,147 7,25 0,0259 196 -5,0752 0,006 0,041 7,36 0,0259 245 -6,344 0,002 0,012 7,388

Tabel Perhitungan untuk Mencari nilai Ct

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Gambar Grafik Nilai Ct

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Hasil Perhitungan Nilai Ct pada Percobaan Pertama

Aplikasi dan Penggunaan Nilai K

_L

a

No Lebar Tinggi Debit

t tiap terjunan (detik) Ct t _Jumlah Terjunan Tinggi Terjunan (cm) (cm) (cm) (ml/s) (mg/l) (detik) 1 15 25 75 7 4,2 28 4 100 38 14 4,55 56 4 100 2 30 75₃₈ 14₂₈ 4,01_4,26 42₈₄ 3₃ 75₇₅ 3 45 75 21 4,33 63 3 75 38 42 4,58 126 3 75 4 15 50 75 14 4,13 42 3 150 38 28 4,37 84 3 150 5 30 75₃₈ 28_{56 4,09}4,5 ₁₁₂84 3₂ 150₁₀₀ 6 45 75₃₈ 42₈₄ 4,00_{4,28 168}84 2₂ 100₁₀₀

H

A

S

I

L

D

A

N

P

E

M

B

A

H

A

S

A

N

Hasil Perhitungan Nilai Ct pada Percobaan

Kedua

No

Lebar Tinggi Debit t tiap terjunan (detik) Ct t Jumlah Tinggi Terjunan (cm) (cm) (cm) (ml/s) (mg/l) (detik) Terjunan 1 15 25 75 7 4,06 42 6 150 38 14 4,43 84 6 150 2 30 75₃₈ 14₂₈ 4,13_{4,55 140}70 5₅ 125₁₂₅ 3 45 75 21 4,46 105 5 125 38 42 4,22 168 4 100 4 15 50 75 14 4,14 70 5 250 38 28 4,44 140 5 250 5 30 75₃₈ 28₅₆ 4,12_4,67 112₂₂₄ 4₄ 200₂₀₀ 6 45 75 42 4,52 168 4 200 38 84 4,27 252 3 150

BAB V

KESIMPULAN

K

E

S

I

M

P

U

L

A

N

D

A

N

S

A

R

A

N

1. Gravity Aerator yang digunakan dalam penelitian mampu meningkatkan kadar oksigen terlarut pada air Boezem

Kalidami dimana pada lebar pelimpah 45 cm, tinggi terjunan 50 cm, dan debit 38 mg/L didapatkan kadar oksigen terlarut di dalam air boezem sebesar 4,1 mg/L yang memenuhi

batasan standar kriteria (nilai DO berkisar antara 4 mg/L s.d 5 mg/L).

2. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa variasi yang

memenuhi batasan standart kriteria (nilai DO berkisar antara 4 mg/L s.d 5 mg/L), pada percobaan pertama adalah pada variasi lebar pelimpah air 30 cm, tinggi terjunan air 3 x 25 cm, dan debit air 75 ml/detik, yang menghasilkan nilai DO sebesar 4,01 mg/L sedangkan pada percobaan kedua dengan ketinggian terjunan air sebesar 5 x 25 cm menghasilkan nilai DO sebesar 4,13 mg/L.

SARAN

K

E

S

I

M

P

U

L

A

N

D

A

N

S

A

R

A

N

1. Pada penelitian selanjutnya, diharapkan menambah variasi pengukuran ditinjau dari banyaknya jumlah terjunan. Hal ini penting untuk menambah data agar terlihat jelas perbedaan orde reaksi pada percobaan 2. Keberhasilan percobaan sangat bergantung pada

kondisi alam, karena itu sebenarnya pengkondisian suhu dan sampel air secara buatan sebaiknya juga diperlukan.

3. Perlu dilakukan penelitian dengan variasi beban pencemar pada sampel air, sehingga potensi keoptimuman alat dapat lebih tergali