TESIS STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM PENGOLAHAN AIR SADAH

Oleh:

Oktavina G. LP. Manulangga 330 8201 014

TESIS

STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM

PENGOLAHAN AIR SADAH

Latar Belakang dan Permasalahan

Per MENKES RI, 2010 yaitu 500 mg/L CaCO₃.

Mata air Namosain di Kota Kupang memiliki tingkat kesadahan 606 mg/L CaCO₃

Perlu dibuat sutu metode pengolahan yang dapat digunakan untuk mengolah air baku yang memiliki kesadahan tinggi sehingga layak untuk di konsumsi terutama bagi penggunaan air rumah tangga maupun industri.

Lamella. Separator yang umumnya digunakan untuk menurunkan kekeruhan air, akan diuji kemampuan untuk menurunkan kesadahan.

Kesadahan air disebabkan adanya ion Ca²⁺ dan Mg²⁺

Air ini digunakan oleh PDAM untuk memenuhi kebutuhan air bagi penduduk.

PDAM tersebut tidak memiliki instalansi pengolahan air. Sehingga air yang diterima masyarakat masih mengandung kesadahan yang tinggi

 Tujuan Penelitian

.

 Manfaat Penelitian

1. Untuk menurunkan kesadahan dan kekeruhan menggunakan air sadah buatan dengan unit lamella separator yang dimodifikasi.

2. Untuk menentukan perencanaan aplikasi lamella separator dalam skala rumah tangga.

Diharapkan dapat memberi saran dan rekomendasi terhadap pihak terkait mengenai penerapan teknologi ini sebagai salah satu alternatif pengolahan air untuk menurunkan kesadahan dan kekeruhan dengan proses pengolahan yang sederhana dan dapat menghemat pemakaian area.

 Tujuan Penelitian

 Manfaat Penelitian

Menurut definisinya, kesadahan adalah air yang memiliki Ca²⁺ dan Mg²⁺

Kesadahan pada dasarnya dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

1. Kesadahan sementara ion – ion bikarbonat seperti Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Dapat dieliminir dengan pemanasan sehingga terbentuk endapan CaCO₃ dan MgCO₃.

2. Kesadahan tetap ion – ion klorida, sulfat, dan karbonat.

Misalnya CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl_2. Dapat dikurangi dengan penambahan larutan CaO dan Na₂CO₃ sehingga terbentuk endapan CaCO₃dan Mg(OH)2.

Air sadah tidak hanya mengakibatkan kerugian ekonomi, tapi juga memberi dampak terhadap kesehatan

• Peralatan dapur cepat rusak

• Boros penggunaan sabun

• Boros bahan bakar

• Dapat mengakibatkan pecahnya pipa boiler pada pembangkit tenaga uap.

•Menyebabkan kekeringan yang berlebihan terhadap kulit.

•Pengendapan pada dinding pembuluh darah, dapat mengakibatkan kolesterol, pengapuran, dan penyumbatan pembuluh darah.

•Timbunan pada empedu akan mengakibatkan batu empedu.

Tinjauan Pustaka

Definisi

Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang terkemuka, ekonomis dan hemat lahan, terbuat dari baja tahan karat. Alat ini berfungsi untuk penjernihan dan mendaur ulang air, serta memisahkan partikel penyebab kekeruhan dari air kotor.

Lamella Separator terdiri atas tiga kompartemen, sisi kiri dan kanan berfungsi sebagai plate settler dan sisi tengah nya sebagai inlet channel. Zona lumpur berbentuk limas, plate settler berbentuk biasa (lembaran). Bentuk zona pengendap dan plate settler persegi panjang dan diberikan kemiringan sebesar 45º.

Lamella Separator

Metodologi Penelitian

Persiapan Awal

Bahan kimia yang akan digunakan untuk pelunakan air sadah adalah CaO dan Na₂CO₃

Dosis Ca(OH)₂ = Dosis Ca(OH)₂mg/L CaCO₃ x 37/50 Dosis Na₂CO₃ = Dosis Na₂CO₃mg/L CaCO₃ x 53/50

Air dianalisis terlebih dahulu untuk mengetahui kesadahan total, Ca²⁺ , Mg²⁺ ,CO_2, HCO3-.

Air kran di Laboratorium Teknik Lingkungan ITS Air sadah buatan sebesar 1000 mg/L CaCO₃

Running Test Menggunakan Lamella Separator

Pelaksanaan Penelitian

Penelitian dilakukan untuk mengetahui penurunan kesadahan dan kekeruhan pada air sadah buatan dengan menggunakan Lamella Separator.

 Parameter pH, kesadahan dan kekeruhan

 Lamella Separator Jarak baffle pengendapan 2,5 cm Sudut kemiringan 60º

Volume 180 L

 Sampling menit ke – 10, 20, 30, 40, 50, 60 sejak alat dioperasikan pada tiap siklus satu running test.

Analisis Pembuatan Air Sadah

Kebutuhan bahan kimia dengan kemurnian 60%:

887 mg/L CaCl₂ x 60% = 1478 mg/L CaCl₂ 803 mg/L MgCl²⁺ x 60% = 1338 mg/L MgCl²⁺

319 mg/L NaHCO₃x 60% = 531 mg/L NaHCO₃

Bahan kimia diencerkan dalam 200 L air:

CaCl₂ = 295600 mg MgCl²⁺ = 267600 mg NaHCO₃ = 106200 mg

• Kesadahan kalsium (Ca²⁺)

= 151 x 4 = 604 mg/L CaCO₃

• Kesadahan magnesium (Mg²⁺)

= 99 x 4 = 396 mg/L CaCO₃ Jadi K.Total = 1000 mg/L CaCO₃

Analisis Dan Pembahasan

Penambahan Ca(OH)₂ 25 mg/L CaCO₃dan Na₂CO₃50 mg/L CaCO₃ (proses kapur berlebih):

Dosis Ca(OH)₂ = 776 mg/L CaCO₃ x 37/50 = 574,2 mg/L CaCO₃ massa Ca(OH)₂ = 599,2 mg/L CaCO₃ x 200 L air = 119840 mg CaCO₃

Dosis Na₂CO₃ = 620 mg/L CaCO₃ x 53/50 = 657,2 mg/L CaCO₃ massa Na₂CO₃ = 707,2 mg/L CaCO₃ x 200 L air = 141440 mg CaCO₃

Debit Ca(OH)₂ dan Debit Na₂CO₃

Debit air 4,5 L/menit = 112,5 ml/menit Debit air 2,25 L/menit = 56,25 ml/menit Debit air 1,125 L/menit = 28,125 ml/menit

Analisis Kebutuhan Kapur (CaO) dan Abu Soda (Na2CO3)

Analisis Percobaan Dengan Lamella Separator

Konsentrasi akhir air:

 Debit 1,125 L/menit:

K. Total = 107,130 mg/L CaCO₃ (89,287%) K. Ca²⁺ = 71,420 mg/L CaCO₃ (59,527%) K. Mg²⁺ = 35,710 mg/L CaCO₃ (29,760 %) pH = 7,28 ; Kekeruhan = 0 FTU

Konsentrasi awal air:

• K. Total = 1000 mg/L CaCO₃

• K. Ca²⁺ = 642,78 mg/L CaCO₃

• K. Mg²⁺ = 361,24 mg/L CaCO₃

• pH = 11,32

• kekeruhan = 16 FTU

Penduduk kota Kupang ± 275.066 jiwa

 Asumsi 5 orang per kk

 Pemakaian air bersih untuk kota kecil 130 L/orang/hari dengan asumsi:

 Mandi dan membersihkan diri 60 L

 Mencuci pakaian 40 L

 Masak 25 L

 Minum 5 L

 Volume lamella separator 180 L

Air yang diolah 30 L/orang/hari

Debit 2,25 L/menit

150 L air per hari membutuhkan 1,1 jam

Mata air Namosain di Kota Kupang:

 Kesadahan total = 606 mg/L CaCO₃

 Kesadahan Ca²⁺ = 392 mg/L CaCO₃

 Kesadahan Mg²⁺ = 214 mg/L CaCO₃

 CO₂ = 67 mg/L CaCO₃

 HCO₃^- = 198 mg/L CaCO₃

Untuk mengolah 150 L air sadah per hari:

Ca(OH)₂ = 49,470 gr/hari (Na₂CO₃) = 72,375 gr/hari

Perencanaan Aplikasi Lamella Separator Untuk

Skala Rumah Tangga

Rencana Anggaran Biaya

Pembuatan lamella separator dari acrylic

Pembuatan lamella separator dari baja

Biaya operasional per bulan untuk CaO, Na₂CO₃ dan listrik sebesar Rp 196.500

Biaya per bulan per kk untuk operasional sebesar Rp 8.931.

Biaya per kk untuk pembuatan lamella separator dari baja sebesar Rp 527.409

Biaya per kk untuk pembuatan lamella separator dari acrylic sebesar Rp 135.045

22 kk pembagian anggaran biaya pembuatan alat dan biaya operasional

150 L air per hari diperlukan waktu 1,1 jam

Disarankan perencanaan aplikasi lamella separator dalam skala komunal dengan adanya partisipasi dari setiap rumah tangga

Operasional Dan Pemeliharaan Alat

Sistem operasional lamella separator:

 Persiapan alat, yaitu: lamella separator, pengaduk cepat, tempat pembubuhan larutan bahan kimia, pompa air, tempat penampung air baku yang akan diolah dan tempat penampang air hasil olahan.

 Persiapan Ca(OH)₂ dan Na₂CO₃ harus mencukupi kebutuhan pembubuhan selama waktu yang telah disiapkan.

 Atur kecepatan debit air baku sesuai dengan yang telah ditentukan.

 Atur kecepatan pembubuhan bahan kimia sesuai dengan yang telah ditentukan.

Pemeliharaan rutin:

 Pemeriksaan katub lumpur dan bersihkan kotoran, lumut dan kerak yang menempel dengan menggunakan sikat.

 Pemeriksaan dan pembersihan lumpur.

 Pemeriksaan dan kebersihan setiap sudut dari unit lamella separator.

 Pemeriksaan dan pengurasan unit lamella separator.

 Pembersihan unit lamella separator dan melakukan penggelontoran

 Pemeriksaan kondisi fisik alat dan kelengkapan unit lamella separator dan perbaikan pada bagian yang mengalami kerusakan.

 Kebersihan tempat penyimpan bahan kimia

 Kebersihan tempat penampuangan air hasil olahan

Kesimpulan

1. Nilai penurunan terbesar : Debit 1,125 L/menit K. Total = 107,130 mg/L CaCO₃ (87,195%) K. Ca²⁺ = 89,287 mg/L CaCO₃ (59,527%) K. Mg²⁺ = 35,710 mg/L CaCO₃ (29,760%) Nilai bilangan Reynold 0,0163 NRe.

Kekeruhan 0 FTU (100%)

2. Aplikasi lamella separator direncanakan untuk skala rumah tangga di kota Kupang dengan asumsi 5 orang per kk

dengan kebutuhan air 30 L/orang/hari membutuhkan waktu pengolahan 1.1 jam untuk mengolah air sebesar 150 L/hari.

Disarankan aplikasi lamella separator dalam skala

komunal melibatkan 22 kk dengan perhitungan pembagian anggaran biaya pembuatan alat dari acrylic Rp 135.045 per kk, baja Rp 527.409 per kk dan biaya operasional Rp 8.931 per kk per bulan.

Saran

 Penelitian ini dapat dilanjutkkan untuk pengolahan kesadahan dengan konsentrasi yang lebih tinggi dengan menggunakan air sadah alami.

 Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan perencanaan aplikasi lamella separator untuk skala komunal.

Kesimpulan Dan Saran

T e r i m a K a s i h