EFEKTIFITAS FLUIDISASI 3 FASE DALAM
MENURUNKAN PARAMETER ORGANIK DALAM AIR
O l e h :
B AGUS DWI CAHYONO
0852010026
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMB ANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURAB AYA
SKRIPSI
EFEKTIFITAS FLUIDISASI 3 FASE DALAM
MENURUNKAN PARAMETER ORGANIK
DALAM AIR
untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh Gelar Sarjana Teknik ( S-1)
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
O l e h :
B AGUS DWI CAHYONO
0852010026
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMB ANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURAB AYA
MENURUNKAN PARAMETER ORGANIK
DALAM AIR
Oleh :
B AGUS DWI CAHYONO
0852010026
Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada hari : Rabu Tanggal : 23 Mei 2012
Menyetujui,
Pembimbing
Ir. Novirina Hendrasarie, MT. NIP : 19681126 199403 2 00 1
Penguji I
Ir. Tuhu Agung R., MT.
NIP : 19620501 198803 1 00 1
Mengetahui,
Penguji II
Dr. Ir. Munawar, MT.
NIP : 19600401 198803 1 00 1
Ketua Program Studi
Dr. Ir. Munawar, MT.
NIP : 19600401 198803 1 00 1
Penguji III
Ir. Dewa Gede Okayadnya W., MT. NIP : 19571105 198503 1 00 1
Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal 23 Mei 2012
Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan
CURRICULUM VITAE
Penelit i
Nama Lengkap : Bagus Dwi Cahyono
NPM : 0852010026
Tempat/ tanggal lahir
: Sidoarjo, 19 Desember 1990
Alamat : Dsn. Serbo Rt 05 Rw 02, Desa
Bogempinggir, Balongbendo,
Sidoarjo Nomor Hp. : 085646974785
Email : [email protected]
Pendi dik an
No Nama Univ / Sekolah Program Studi
Mulai
Keterangan Dari Sampai
1 FTSP UPN ”Veteran” Jatim
Teknik
Lingkungan 2008 2012 Lulus
2 SMAN 2 Mojokerto I PA 2005 2008 Lulus
3 SMPN 1 Balongbendo
Sidoarjo Umum 2002 2005 Lulus
4 SDN Bogempinggir Umum 1996 2002 Lulus
Tugas Ak ad em ik
No. Kegiatan Tempat/ Judul Selesai tahun
1 Kuliah Lapangan PT. SI ER, PT. Royal Fisheries, PT. PI ER, Balai Konservasi hutan Mangrove Denpasar-Bali, PDAM Denpasar-Bali, PDAM Ubud-Bali
2011
2 KKN Desa Jangur, Kec Sumberasih. Probolinggo 2011
3 Kerja Praktek Pengelolaan dan Pengolahan Limbah Cair
Unit Produksi I I I PT. Petro Kimia Gresik 2011
4 PBPAM Perencanaan Bangunan Pengolahan Air
Buangan I ndustri Rumah Pemotongan Hewan (RPH)
2011
5 SKRI PSI Efektifitas Fluidisasi 3 Fase Dalam
Menurunkan Parameter Organik Dalam Air
2012
Orang Tua
Nama : H. Sumarsono
Alamat : Dsn. Serbo Rt 05 Rw 02, Desa Bogempinggir, Balongbendo, Sidoarjo
Telp : -
Atas rahmat dan Hidayah Allah SWT, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir
“Efektivitas fluidisasi tiga fase dalam menurunkan parameter organik”.
Adapun tujuan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan di Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Pembangunan “Veteran” Jawa
Timur.
Selama menyelesaikan tugas ini, penulis telah banyak memperoleh bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, saya ingin mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Tuhan YME yang telah memberikan dan mengabulkan doa saya selama ini sehingga
Tugas Akhir saya dapat terselesaikan ,walaupun dengan kerja keras yang lebih, serta
dapat selesai sesuai waktunya.
2.
Ir.Naniek Ratni J.A.R,Mkes, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
3.
Dr.Ir.Munawar.,MT selaku Ketua Progdi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan Universitas Pembangunan ”Veteran” Jawa Timur.
4.
Ir.Novirina Hendrasarie.,MT selaku dosen Pembimbing saya yang tiada henti- hentinya
memberikan ilmu, dukungan,kesabaran serta kasih sayaangnya pada saya dan juga telah
memberikan saya satu pelajaran baru yang saya ambil dari beliau.
5.
Bapak Ir Tuhu Agung Rahmanto, MT. yang telah memberikan saran dan masukan bagi
penulis. Serta senantiasa memberikan semangat bagi penulis.
6.
Kedua orang tua saya yang telah memberikan dukungan moril dan material yang sangat
berarti bagi saya.
Hasil penelitian ini, diharapkan dapat memberikan informasi mengenai efektivitas
fluidisasi tiga fase dalam menurunkan parameter organik (COD). Semoga hasil penelitian
ini dapat diterapkan sebagai salah satu cara untuk pengolahan air bersih. Penulis
menyadari skripsi ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran yang bersifat
membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, besar harapan penulis terharap karya
sederhana ini agar dapat bermanfaat bagi berbagai pihak.
Surabaya, Mei 2012
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATAPENGANTAR…….……….. …….. i
DAFTAR ISI………...……….... ……… ii
INTISARI………..……… ………..…... iv
ABSTRAK ……… v
DAFTAR TABEL
……….. vi
DAFTAR GAMBAR
………. vii
DAFTAR NOTASI
……….. viii
BAB I PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang………..………. ……….. 1
1. 2 Perumusan Masalah……….……….. .……. 3
1.3 Tujuan Penelitian……….. …….. 3
1.4 Manfaat Penelitian……….……… ……. 4
1.5 Ruang Lingkup……….. …….. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Air Bersih……….…. ……… 5
2.2 Syarat Kualitas Air Bersih ………... ……… 5
2.2.1 Suhu ……… 6
2.2.2 pH
……….. 8
2.3 Pengertian COD, DOdan TSS……… ……..……… 8
2.4 Proses Fluidisasi..………... ….………. 11
2.4.1 Fenomena Fluidisasi ……… 14
2.4.2 Jenis Fluidisasi ……… 18
2.4.3 Pola Penyebaran Unggun
……….. 21
2.4.4 Regime Gelembung
……….. 22
2.4.5 Perpindahan Massa
……… 24
2.5.1 Jenis Aerasi
……….. 27
2.6 Media Fluidisasi
……….. 28
2.5.1 Pasir Kuarsa ……… 29
2.6 Penelitian Terdahulu ……… 30
BAB III METODE PENELITIAN
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian
……….. 32
3.2 Peralatan Penelitian
……….. 32
3.3 Variabel
……… 32
3.4 Prosedur penelitian……… …... 33
3.4.1 Prosedur penelitian fluidisasi bermedia ……… 33
3.4.2 Prosedur penelitian fluidisasi tidak bermedia (Aerasi) ………. 34
3.5 GambarReaktor
……….. 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Konsentrasi Oksigen Terlarut……… ……….…….. 37
4.2 Konsentrasi COD Dalam Air………. …………..…. 41
4.3 Konsentrasi Padatan Tersuspensi……….……… ……….…… 45
4.4 Suhu dan pH
……….. 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan……...……… 49
5.2 Saran... ……… 50
DAFTAR PUSTAKA………. …… 51
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
iv
INTISARI
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kemampuan reaktor fluidisasi tiga fase dalam
meningkatkan kandungan DO dan menurunkan kandungan organik yaitu COD dan mempelajari
pengaruh waktu kontak pada penurunan kandungan organik yaitu COD.
Pada penelitian ini, menggunakan reaktor fluidisasi tiga fase berbentuk Kolom kaca
dengan ukuran diameter 10cm dan ketinggian 150 cm. Variable yang digunakan adalah variable
kecepatan superficial air 7 cm/dt dan kecepatan superficial udara 1,229 cm/detik dengan waktu
kontak 0, 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 menit. Air sampel yang digunakan untuk penelitian adalah air
dari kali Surabaya, dan untuk kontrol digunakan air PDAM. Pemilihan variable ini didasarkan
pada penelitian terdahulu dan kemampuan peralatan serta kemudahan bukaan valve.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin lama waktu kontak, konsentrasi COD
dalam air sampel semakin menurun. Penurunan kandungan COD tertinggi terjadi pada menit ke
60 dengan persentase penurunan 85 %. Dengan nilai COD yang memenuhi standart air bersih
menurut PP No. 82 tahun 2001 dengan nilai konsentrasi 12 mg/l.
ABSTRAK
This study aims to determine the ability of three-phase fluidization reactor in increasing
DO content and lower organic content of the COD and study the effect of contact time on the
COD reduction in organic content.
In this study, using a three-phase fluidization reactor-shaped glass column with a
diameter of 10cm and height of 150 cm. Variable used is variable superficial velocity of water 7
cm / sec and the air superficial velocity 1.229 cm / sec with a contact time of 0, 10, 20, 30, 40, 50
and 60 minutes. Water samples used for research is the water of Surabaya times, and to control
water use PDAM water. The selection of variables was based on previous research and
equipment capabilities and ease of valve opening.
The results showed that the longer the contact time, concentration of COD in water
samples decreased. Decrease in COD content was highest at minute 60 with a percentage
decrease of 85%. With COD values that meet clean water standards according to the PP. 82 in
2001 with the concentration of 12mg/l.
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Kriteria Mutu Air Berdasarkan Kelas PP No.21 Tahun 2001 ………….. 6
Tabel 2.2
Pengaruh Suhu Terhadap Konsentrasi Jenuh Oksigen Terlarut pada
Tekanan 1 atm
……… 7
Tabel 2.3
Table harga Фs ……… 29
Tabel 2.4
Tabel Peningkatan Kadar DO Pada Klom Fluidisai Tiga Fase ………… 31
Tabel 4.1
Konsentrasi Oksigen Terlarut Dalam Air ……… 37
Tabel 4.2
Persentase Peningkatan Konsentrasi Oksigen Terlarut Dalam Air …….. 39
Tabel 4.3
Konsentrasi COD Dalam Air ………..………. 41
Tabel 4.4
Persentase Penurunan Konsentrasi COD Dalam Air ……… 43
Tabel 4.5
Konsentrasi Padatan Tersuspensi ……… 45
Table 4.6
Suhu Pada Air ……….. 47
Gambar 2.1
Fenomena Fluidisasi Dengan Variasi Laju Alir Gas ……… 15
Gambar 2.2
Fenomena Fluidisasi Pada Sistem Gas – Padat ……… 15
Gambar 2.3
Fenomena Fixed Bed
……….. 16
Gambar 2.4
Fenomena Minimum Or Incipent Fluidisation
……….. 16
Gambar 2.5
Fenomena Smooth Or Homogrnously Fluidisation
……… 16
Gambar 2.6
Fenomena Bubbling Fluidization.
………. 17
Gambar 2.7
Fenomena Slugging Fluidization
……….. 17
Gambar 2.8
Fenomena Chanelling Fluidization. ……… 17
Gambar 2.9
Fenomena Disperse Fluidization ………. 18
Gambar 2.10 Tipe Fluidized Bed
……… 19
Gambar 2.11 Bentuk-bentuk Pola Aliran Dalam Fluidisasi Tiga Fase
……… 22
Gambar 2.12 Garis Batas Regime Disperse, Coalesced, Slugging Pada Berbagai
Kecepatan Superficial Liquid dan Gas ………. 23
Gambar 3.1
Reaktor Fluidisasi Tiga Fase ……… 35
Gambar 4.1
Grafik Peningkatan Konsentrasi Oksigen Terlarut Dalam Air ………….. 37
Gambar 4.2
Grafik Persentase Peningkatan Konsentrasi Oksigen Terlarut Dalam Air 39
Gambar 4.3
Grafik Konsentrasi COD Dalam Air ……… 41
Gambar 4.4
Grafik Persentase Penurunan Konsentrasi COD Dalam Air ………. 43
viii
DAFTAR NOTASI
d
= diameter kolom, cm
z
= tinggi kolom, cm
U
L= kecepatan superficial liquid, cm/dt
U
G= kecepatam superficial gas, cm/dt
ρ
L =densitass liquid, gr/cm
3ρ
G= densitass gas, gr/cm
3µ
L= viskositas liquid, gr/cm dt
µ
G= viskositas gas, gr/cm dt
DL
= diffusivitas liquid, cm
2/dt
DG
= diffusivitas gas, cm
2/dt
DV
= diffusivitas gas – solid, cm
3/dt
Kla
= koefisien perpindahan massa liquid, gr mol/ cm
2dt atm
Kga
= koefisien perpindahan massa gas, gr mol/ cm
2dt atm
A
= luas permukaan perpindahan massa, cm
2P
= Tekanan, atm
H
= bilangan Henry
NRe
= bilangan Reynold
NSc
= bilangan Schmidt
NSh
= bilangan Sherwood
NSt
= bilangan Stanton
N
= laju perpindahan massa, mol/dt
ε
= porositas
Δ P
= pressure drop, atm
t
= waktu, dt
Øs
= factor koreksi
Umf
= kecepatan minimum fluidisasi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan unsur yang vital dalam kehidupan manusia. Seseorang tidak dapat bertahan hidup tanpa air, karena itulah air merupakan salah satu penopang hidup bagi manusia.
Masalah air bersih merupakan hal yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Disamping bertambahnya populasi manusia, kerusakan lingkungan merupakan salah satu penyebab berkurangnya sumber air bersih. Kemajuan industri dan teknologi seringkali berdampak terhadap keadaan air lingkungan, baik air sungai, air laut, air danau maupun air tanah. Dampak ini disebabkan oleh adanya pencemaran air yang disebabkan oleh berbagai parameter yang terkandung dari air buangan. Salah satu cara untuk menilai seberapa jauh air lingkungan telah tercemar adalah dengan melihat kandungan oksigen yang terlarut di dalam air. (Pratama,2008)
di dalam air, makin sedikit sisa kandungan oksigen yang terlarut di dalamnya.(Julius, et.al, 2010)
COD dan DO merupakan parameter organik yang sangat penting dalam air bersih. Apabila parameter COD terlalu tinggi maka akan mengakibatkan penurunan parameter DO dalam air karena dengan kenaikan COD maka BOD juga akan naik. Oleh karena itu perlu dilakukan pengolahan sampai memenuhi standart kualitas air bersih yang berlaku.
Fluidisasi merupakan salah satu teknik pengontakan fluida baik gas maupun cairan dengan butiran padat. Pada fluidisasi kontak antara fluida dan partikel padat terjadi dengan baik karena permukaan kontak yang luas. Teknik ini banyak digunakan di industri kimia dengan penggunaannya meningkat pesat pada dekade terakhir ini. (Rachmanto dan Laksmono, 2011)
3
Penelitan ini bertujuan untuk mengetahui besar peningkatan oksigen pada system fluidisasi tiga fase serta penurunan kandungan organic dalam air . Karena pengembangan teknik sistem fluidisasi tiga fasa di dalam aplikasi penggunaannya, terutama di dalam kriteria perencanaan pada unit instalasi pengolahan air sangat terbatas.
Diharapkan hasil penelitian yang diperoleh dapat dijadikan bahan pertimbangan bagi pengolahan air bersih.
1.2 Per u musan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
a. Semakin menurunnya kualitas air permukaan akibat pencemaran lingkungan
b. Pengembangan sistem fluidisasi tiga fasa dalam unit instalasi pengolahan air bersih sangat terbatas.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Menentukan kemampuan reaktor fluidisasi tiga fase dalam meningkatkan kandungan DO dan menurunkan kandungan organik yaitu COD.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah
a. Membantu dalam sistem pengolahan air bersih yang lebih efektif. b. Dapat memberikan metode baru dalam pengolahan air bersih
yaitu dengan metode fluidisasi tiga fase. I.5 Ruang Lingkup
Ruang lingkup penelitian ini adalah :
a.
Parameter kandungan organik air yang diteliti adalah COD dan DO. b. Sampel yang digunakan adalah air dari kali Surabaya.c. Untuk air kontrol digunakan air Kemasan.
d. Media yang digunakan adalah pasir kuarsa dengan ukuran 0,7-1,18 mm.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Defenisi Air Ber sih
Air adalah semua air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah kecuali air laut dan air fosil. Sumber air adalah wadah air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini akuifer, mata air, sungai, rawa, danau, telaga, waduk dan muara. (PP. No. 82 Tahun 2001).
Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi persyaratan kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. (Permenkes RI no 416 tahun 1990). Sedangkan di dalam KEPUTUSAN MENTERI KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA NOMOR 1405/MENKES/SK/XI/2002 menyatakan bahwa air bersih adalah adalah air yang dipergunakan untuk keperluan sehari-hari dan kualitasnya memenuhi persyaratan kesehatan air bersih sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku dan dapat diminum apabila dimasak.
2.2 Syarat Kualitas Air Ber sih
Tabel 2.1 Kriteria Mutu Air Berdasarkan Kelas PP No.21 Tahun 2001
PARAM ETER SAT UAN KE L AS K ETERANG AN
I I I III IV
FISIK A
Tempelatur o
C deviasi 3 deviasi 3 deviasi 3 deviasi 5
Deviasi temperatur dari keadaan almiahnya
Residu Terlarut mg/ L 1000 1000 1000 2000
Residu Tersuspensi mg/L 50 50 400 400
Bagi pengolahan air minum secara konvesional, residu tersuspensi ≤ 5000 mg/ L
KIM IA ANO RGANIK
pH 6-9 6-9 6-9 5-9
Apabila secara alamiah di luar rentang tersebut, maka ditentukan berdasarkan kondisi alamiah
BOD mg/L 2 3 6 12
COD mg/L 10 25 50 100
DO mg/L 6 4 3 0 Angka batas minimum
Nilai di atas merupakan batas maksimum, kecuali untuk pH dan DO. Bagi pH merupakan nilai rentang yang tidak boleh kurang atau lebih dari nilai yang tercantum. Nilai DO merupakan batas minimum.
Arti (-) di atas menyatakan bahwa untuk kelas termasuk, parameter tersebut tidak dipersyaratkan.
Tanda ≤ adalah lebih kecil atau sama dengan Tanda < adalah lebih kecil
2.2.1 Suhu
7
berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.
Suhu juga disebut temperatur yang diukur dengan alat termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah Celsius, Reumur, Fahrenheit dan Kelvin. Suhu air sangat berpengaruh terhadap jumlah oksigen terlarut didalam air. Jika suhu tinggi, air akan lebih lekas jenuh dengan oksigen dibanding dengan suhunya rendah. Peningkatan suhu air mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia, evaporasi dan volatisasi serta penurunan kelarutan gas dalam air seperti O2, CO2, N2, CH4 dan sebagainya.
Tabel 2.2 Pengaruh Suhu Terhadap Konsentrasi Jenuh Oksigen Terlarut pada Tekanan 1 atm
Suhu Air (oC) Cs (mg/l)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 14,62 13,84 13,13 12,48 11,87 11,33 10,83 10,37 9,95 9,54 9,17 8,83 8,53 8,22 7,92 7,63 Sumber : Benefield & Randal (1982)
2.2.2 pH (Derajat Keasaman).
kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.
Mikroba biasanya tumbuh baik pada pH tertentu.berikut adalah batasan pH untuk berbagai jenid mikroba:
Bakteri tumbuh baik pada rentang pH 4-8 Ragi pada rentang pH 3-6
Fungi dan eukariot lain pada pH 6,5 – 7,5 E. coli pada pH 6,5 – 8
Thiobacillus ferrooxidans tumbuh baik pada pH 2
pH yang berbeda ini dapat disebabkan oleh karena proses metabolism yang terjadi di dalam sel, misalnya akumulasi produk metabolism yang asam atau basa, sesuai dengan kebutuhan pertumbuhannya.
2.3 Penger tian COD, DO dan TSS
9
11
beban pencemaran pada perairan secara alami maupun secara perlakuan aerobik yang ditujukan untuk memurnikan air buangan industri dan rumah tangga.
Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal 2μ m 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 t alcum pow der akan memberikan pembacaan yang berbeda kekeruhan dari sampel yang mengandung 1.000 mg / L coarsely ground t alc . 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.
2.4 Pr oses Fluidisasi
Kecepatan superfisial adalah laju alir udara pada kolom yang kosong, sedangkan kecepatan interstitial adalah kecepatan udara di antara partikel unggun. Pada kecepatan superfisial rendah, ungun mula-mula diam. Jika kecepatan superfisial dinaikkan maka pada suatu saat gaya seret fluida menyebabkan unggun mengembang dan menyebabkan tahanan terhadap aliran udara mengecil, sampai akhirnya gaya seret tersebut cukup untuk mendukung gaya berat partikel unggun. Hal ini menyebabkan unggun terfluidisasi dan sistem solid-fluida menunjukkan sifat-sifat seperti fluida. Kecepatan superfisial terendah yang dibutuhkan agar terjadi fluidisasi disebut minimum fluidization velocity (Umf).
Dalam dunia industri dapat diaplikasikan dalam banyak hal seperti transportasi serbuk padatan (conveyer solid), pencanpuran padatan halus, perpindahan permukaan logam, proses drying dan sizing pada pembukaan, proses pertumbuhan partikel, dan kondensasi bahan yang dapat mengalami sublimasi, adsorbsi (untuk pengering udara dan adsorben) dan masih banyak aplikasi lain.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi fluidisasi antara lain: 1. Kecepatan Minimum Fluidisasi
Kecepatan minimum fluidisasi didefinisikan sebagai kecepatan superficial fluida minimum dimana fluidisasi mulai terjadi. Kecepatan minimum fluidisasi dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan yang diturunkan oleh Ergun sebagai berikut:
13
2. Hilang Tekan
Hilang tekan (pressure drop) pada keadaan minimum fluidisasi dinyatakan dalam persamaan berikut :
……….(2) 3. Porositas Unggun
Pada saat mulai terjadi fluidisasi, porosita unggun ε = ε mf sehingga diperoleh rumusan :
……….(3)
4. Diameter Partikel
Harga porositas untuk persamaan di atas jika pertikel tidak berbentuk bola harus dilakukan koreksi. Besarnya factor koreksi didefinisikan sebagai beriku :
………..(4)
5. Diameter Partikel (Dp) = 6/Sv
Dimana Sv adalah luas permukaan partikel per satuan volume partikel. Untuk unggun yang tersusun dari satu ukuran partikel, maka Dp menjadi :
………..(5)
Apabila Dp merupakan diameter bola yang mempunyai volume yang sama dengan volume partikel maka :
………..(6)
Maka selanjutnya dapat ditulis dalam persamaan berikut: ………(8)
ε mf dan Фs ditentukan dengan korelasi yang dituliska oleh wend an yus sebagai berikut :
= 11 dan ……….(9)
2.4.1 Fenomena Fluidisasi
Jika suatu aliran udara melewati suatu partikel unggun yang ada dalam tabung, maka aliran tersebut akan memberikan gaya seret (drag force) pada partikel dan memberikan pressure drop sepanjang unggun. Pressure drop akan naik jika kecepatan superficial naik (kecepatan superficial adalah kecepatan aliran jika tabung kosong).
Pada kecepatan superficial rendah, unggun mula-mula diam. Jika kecepatan superficial dinaikkan maka pada suatu saat gaya seret fluida menyebabkan unggun mengembang dan tahanan terhadap aliran udara mengecil, sampai akhirnya gaya seret tersebut cukup untuk mendukung gaya berat partikel unggun dan unggun akan terfluidisasi.
Sementara itu, pressure drop akan tetap walaupun kecepatan superficial terus dinaikkan dan sama dengan berat efektif unggun persatuan luas. Kecepatan superficial terendah yang dibutuhkan untuk terjadinya fluidisasi disebut Minimum Fluidization Velocity(Umf).
15
gambar di bawah ini:
Gambar 2.1. Fenomena fluidisasi dengan variasi laju alir gas
Fenomena fluidisasi pada sistem gas-padat juga dapat diilustrasikan pada gambar berikut ini:
P2
Bed x
P1
Gas in
Gambar 2. 2. Fenomena fluidisasi pada sistem gas-padat
Gambar 2.3. Fenomena fixed bed
Fenomena minimum or incipient fluidization, terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Pada kondisi ini partikel- partikel padat mulai terekspansi. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 2.4 Fenomena minimum or incipient fluidization
Fenomena smooth or homogenously fluidization, terjadi saat kecepatan dan distribusi aliran fluida merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun sama atau homogen sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan seragam. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 2. 5. Fenomena smooth or homogrnously fluidization
17
tidak homogen. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 2.6. Fenomena bubbling fluidization
Fenomena slugging fluidization, terjadi ketika gelembung-gelembung besar yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikel padat. Pada kondisi ini terjadi penolakan sehingga partikel-partikel padat seperti terangkat. Kondisi ini dapat dilihat pada gambar 7.
Gambar 2.7. fenomena slugging fluidization
Fenomena chanelling fluidization, terjadi ketika dalam unggun partikel padatan terbentuk saluran-saluran seperti tabung vertikal. Kondisi ini
ditunjukkan pada gambar 8
Fenomena disperse fluidization, terjadi saat kecepatan alir fluida melampaui kecepatan maksimum aliran fluida. Pada fenomena ini sebagian partikel akan terbawa aliran fluida dan berekspansi mencapai nilai maksimum. Kondisi ini ditunjukkan pada gambar 9.
Gambar 2.9. Fenomena disperse fluidization
Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut dipengaruhi oleh faktor-faktor: Laju alir fluida dan jenis fluida
Ukuran partikel.
Jenis dan densitas partikel serta faktor intrlok antar partikel. Porositas unggun
Distribusi aliran.
Distribusi bentuk ukuran fluida Diameter kolom
Tinggi unggun 2.4.2 J enis Fluidisasi
19
Convesional Three Phase Fluidized Bed (TFB) Draft Tube Fluidized Beds (DTFB)
Inverse Three Phase Fluidized Bed (ITFB) Two Phase System
Pada tipe 1-3, proses aerasi terjadi dalam kolom fluidisasi. Sedangkan pada tipe 4 menggunakan preaerator guna menghasilkan konsentrasi oksigen yang tinggi dalam kolom fluidisasi system solid-liquid.
Gambar dibawah ini menunjukkan contoh dari masing-masing tipe fluidized bed di atas.
Gambar 2.10 Tipe Fluidized Bed
terhadap perubahan kecepatan superfisial dan sifat fisika fluida. Gaya friksi antara partikel padat dan liquid berkeseimbangan dengan gaya gravitasi dan gaya apung. Besarnya gaya gravitasi dan gaya apung pada partikel padat adalah konstan, sedangkan besarnya gaya friksi antara partikel padat dan liquid tergantung pada kecepatan relatif dari partikel padat dengan liquid di sekitarnya (Joshi, 1983). Gaya friksi yang merupakan gaya drag pada partikel padat akan meningkat dengan meningkatnya kecepatan superfisial liquid. Selain itu gaya friksi yang terjadi juga dipengaruhi oleh kebulatan partikel padat. yang dapat dinyatakan sebagai faktor bentuk atau spericity (Φ s) yang merupakan perbandingan luas permukaan partikel bulat terhadap luas permukaan partikel tak bulat dengan volume yang sama, di mana untuk partikel bulat harga Φ ≅
Φ S≤
padat
(Ulmf<U<Ut).
pressure drop
21
bulk fluidized bed freeboard
-liquid
fluidized
bed
2.4.4 Regime Gelembung.
23
2.1.2 Perpindahan Massa
C = H . p
CL = H . p*
25
27
2.5.1 J enis J enis Aer asi
Per mukaan
Difuser aer ator
Tur bin
29
Фs
Peneliti Bahan Фs
Leva et al
Uchida & Fujita Shirai
Pasir Katalis besi Bituminous Pecahan padatan Pasir Silica
Serbuk batubara
0.600-0.861 0.578 0.625 0.630 0.534-0.628 0.554-0.628 0.696
(Sumber : Rachmanto dan Laksmono, 2011) 2.6.1 Pasir Kuar sa
Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar. Hasil pelapukan kemudian tercuci dan terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai, danau atau laut.
Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, CaO, MgO, dan K2O, berwarna putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya, kekerasan 7 (skala Mohs), berat jenis 2,65, titik lebur 1715oC, bentuk kristal hexagonal, panas sfesifik 0,185, dan konduktivitas panas 12 – 1000C.
baku utama, misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide bahan abrasit (ampelas dan sand blasting). Sedangkan sebagai bahan ikutan, misal dalam industri cor, industri perminyakan dan pertambangan, bata tahan api (refraktori), dan lain sebagainya. Cadangan pasir kuarsa terbesar terdapat di Sumatera Barat, potensi lain terdapat di Kalimantan Barat, Jawa Barat, Sumatera Selatan, Kalimantan Selatan, dan Pulau Bangka dan Belitung.
2.7 Penelitian Ter dahulu.
Pada penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya diperoleh bermacam-macam variabel yang mempengaruhi besar pelarutan oksigen pada reaktor fluidisasi tiga fase. Seperti penelitian yang dilakukan oleh Rachmanto dan Laksmono pada tahun 2011. Pada penelitian ini didapatkan bahwa diameter partikel serta kecepatan superficial air dan udara sangat berpengaruh pada proses pelarutan oksigen dalam air. Peningkatan pelarutan oksigen tertinggi terjadi pada kecepatan superficial air 5,8 cm/dtk dan pada kecepatan superficial udara 2 cm/dtk yaitu sebesar 5,6 mg/l.
31
Tabel 2.4 Tabel peningkatan kadar DO pada kolom fluidisasi tiga fase.
T (menit) Konsentrasi Oksigen terlarut
1,229 cm/dt 1,778 cm/dt 2,075 cm/dt
0 0,3 0,8 2 4 6 8 10 16 0 3 3,8 4,4 5 5,4 5,6 5,8 6 0 2,6 3 3,6 4 4,6 5 5,4 5,6 0 2,2 2,8 3,2 3,6 4 4,6 5 5,2 (Sumber : Penelitian 2004)
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai M e i 2012. Pengambilan sampel air dilakukan di Kali Surabaya, dengan lokasi pengambilan pada daerah Jagir. Dimana di daerah ini merupakan inlet dari PDAM Jagir.
Volume sampel air yang diambil sekitar 200 liter, untuk selanjutnya digunakan sebagai bahan percobaan pengolahan air bersih di Laboratorium riset Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional Jawa Timur.
3.2 Peralatan Penelitian
1. Kolom kaca dengan ukuran diameter 10cm dan ketinggian 150 cm. 2. Kompresor
3. Pompa air 4. Manometer 5. Orificemeter 6. Pipa penghubung 7. Valve
3.3 Var iabel
33
a. Kecepatan air 5,9 cm/dtk. b. Kecepatan udara 1,91 cm/dtk
c. Media tertahan yang digunakan adalah kelereng dengan diameter 1,5 cm setinggi 5 cm dan 1 cm setinggi
d. Media terfluidakan yang digunakan pasir kuarsa dengan diameter0,7 - 1.18mm dan dengan ketinggian 10 cm.
e. Sampel yang digunakan untuk metode fluidisasi bermedia dan tidak bermedia( sistem aerasi) adalah air kali Surabaya. Dan air kontrol untuk fluidisasi bermedia adalah air kemasan.
2. Variabel yang diteliti
a. Waktu tinggal : 0, 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 menit 3.4 Pr osedur Penelitian
3.4.1 Pr osedur penelitian fluidisasi ber media.
1. Reaktor di cuci menggunakan air aquades. Hal ini dilakukan untuk membersihkan reaktor.
2. Media pasir Kuarsa di cuci Dengan Menggunakan Air Panas, setelah itu di masukkan kedalam rektor hingga 10 cm.
3. Memasukkan air sampel kedalam bak penampung.
4. Mengatur tekanan udara dan tekanan air sesuai tekanan yang diperlukan 5. Mengalirkan Udara dan air sesuai dengan laju yang diperlukan kedalam
kolom.
analisa COD dan TSS.
7. Mengulangi langkah (7) pada menit ke 0, 10, 20, 30, 40, 50 dan 60. Disertai dengan pengukuran suhu dan pH air.
3.4.2 Pr osedur penelitian fluidisasi tidak ber media. 1. Mengeluarkan media pasir kuarsa pada reaktor.
2. Reaktor di cuci menggunakan air aquades. Hal ini dilakukan untuk membersihkan reaktor.
3. Memasukkan air kemasan kedalam bak penampung.
4. Mengatur tekanan udara dan tekanan air sesuai tekanan yang diperlukan 5. Mengalirkan Udara dan air sesuai dengan laju yang diperlukan kedalam
kolom.
6. Mengambil sampling dengan hati – hati dengan menggunakan botol winkler untuk analisa kadar oksigen terlarut (DO) dan botol air mineral untuk analisa COD dan TSS.
35
3.5 Gambar Reaktor
a. Reaktor Ber media b. Reak tor tidak ber media (Aerasi)
Gambar 3.1 Reaktor Fluidisasi Tiga Fase (Rachmanto dan Laksmono, 2011)
Keterangan gambar : 1. Tangki overflow 2. media pasir kuarsa 3. media glass beads
4. Kompresor 5. orificemeter
6. Bak penampung limbah 7. pompa
8. Valve
9. manometer
1 2 3
5 9 8 4 6
7 1 3
5 9 8 4 6
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kemampuan reaktor fluidisasi tiga
fase dalam meningkatkan kandungan DO dan menurunkan kandungan organik yaitu
COD dilakukan serta membandingkan efektifitas fluidisasi tiga fase dengan aerasi
dalam menurunkan parameter organik yaitu COD dengan menggunakan variable
kecepatan superficial air 5,9 cm/dt dan kecepatan superficial udara 1,91 cm/detik
dengan waktu kontak 0, 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 menit. Pemilihan variable ini
didasarkan pada penelitian terdahulu dan kemampuan peralatan serta kemudahan
bukaan valve.
Partikel yang digunakan dalam penelitiian ini adalah pasir kuarsa dengan
ukuran 0,7 – 1,18mm. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan reaktor
fluidisasi bermedia dan tidak bermedia. Reaktor fluidisasi tidak bermedia
dimaksudkan sebagai metode Aerasi. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui
perbandingan antara metode fluidisasi dengan metode aerasi. Sedangkan pada
variable kontrol digunakan air kemasan untuk menghindari terlalu besarnya aktifitas
37
4.1 Konsentrasi Oksigen Ter larut.
Tabel 4.1 Konsentrasi Oksigen Terlarut Dalam Air.
t (menit)
Konsentrasi Oksigen Terlarut (mg/l)
Air kemasan
Air Kali Surabaya
Kontrol
Tanpa Media (Aerasi)
Dengan Media
0
7,39
3,15
3,15
10
7,68
5,09
5,59
20
7,87
5,16
5,38
30
8,06
5,23
5,23
40
8,16
5,09
5,3
50
8,26
5,16
5,09
60
8,35
5,16
5,09
(Sumber : Penelitian)
Grafik diatas menunjukkan bahwa peningkatan oksigen tertinggi terjadi pada
reaktor fluidisasi dengan media. Peningkatan tertinggi terjadi pada menit ke 10 yaitu
sebesar 5,59 mg/l. Dan mengalami sedikit penurunan pada menit selanjutnya. Tetapi
masih pada nilai stabil yaitu pada konsentrasi 5,..mg/l. Sedangakan pada reaktor
fluidisasi tidak bermedia (Aerasi) mengalami peningkatan tertinggi pada menit ke 30,
yaitu sebesar 5,23mg/l. Dan mengalami sedikit penurunan pada menit selanjutnya.
Tetapi masih pada nilai stabil yaitu pada konsentrasi 5,..mg/l. Perbedaan ini
menunjukkan bahwa besar peningkatan kandungan oksigen terlarut pada reaktor
fluidisasi bermedia lebih cepat dan lebih besar dibandingkan pada reaktor tidak
bermedia (Aerasi).Hal ini dikarenakan pada reaktor fluidisasi bermedia mengalami
regime dispers yang disebabkan adanya gaya saling menabrak antar partikel
terfluidakan. Yang menyebabkan pecahnya gelembung udara besar menjadi
gelambung udara kecil-kecil.
Sedangkan pada air kontrol. Peningkatan konsentrasi oksigen terlarut semakin
meningkat. Hal ini disebabkan karena aktifitas penguraian bahan organik yang terjadi
pada air kontrol sangat sedikit. Sehingga kandungan oksigen terlarut hanya sedikit
39
Tabel 4.2 Persentase Peningkatan Konsentrasi Oksigen Terlarut Dalam Air.
t (menit)
Persentase Pelarutan Oksigen (%)
Air Kemasan
Air Kali Surabaya
Kontrol
Tanpa Media (Aerasi)
Dengan Media
0
0
0
0
10
3,92
61,59
77,46
20
6,50
63,81
70,79
30
9,07
66,03
68,25
40
10,42
61,59
66,03
50
11,77
63,81
61,59
60
12,99
63,81
61,59
(Sumber : Penelitian)
.
Grafik diatas menunjukkan bahwa persen peningkatan oksigen tertinggi
terjadi pada reaktor fluidisasi dengan media. Peningkatan tertinggi terjadi pada menit
ke 10 yaitu sebesar 77,46%. Dan mengalami penurunan pada menit selanjutnya. Pada
reaktor fluidisasi tidak bermedia (Aerasi) mengalami persen peningkatan tertinggi
pada menit ke 30, yaitu sebesar 66,03%. Perbedaan ini menunjukkan bahwa persen
peningkatan kandungan oksigen pada reaktor fluidisasi bermedia lebih besar
dibandingkan pada reaktor tidak bermedia (Aerasi). Dari persentase ini dapat dilihat
bahwa fluidisasi bermedia lebih efektif dalam meningkatkan kandungan oksigen
dibandingkan dengan fluidisasi tidak bermedia (Aerasi).
Peningkatan yang terjadi pada reaktor fluidisasi dengan media terjadi
dikarenaka pola aliran cenderung mengikuti pola regime disperse. Hal ini yang
mengakibatkan pelarutan oksigen semakin besar. Selain itu dengan adanya media
pada reaktor fluidisasi bermedia, waktu kontak antara udara dengan air semakin lama.
Dikarenakan udara yang mengalir tertahan oleh media yang terfluidakan. Sedangkan
pada fluidisasi tanpa media (Aerasi), pola aliran cenderung mengikuti pola regime
Coalessed. Sehingga pelarutan oksigen lebih sedikit dibandingkan pada reaktor
fluidisasi bermedia.
Peningkatan yang terjadi pada air kontrol tidak setinggi pada yang lain
dikarenakan pada air kontrol kandungan oksigen terlarut sudah mendekati titik jenuh
kandungan oksigen terlarut pada suhu 24
oC, yaitu 8,53 mg/l. hal ini yang
41
4.2 Konsentrasi COD Dalam Air.
Tabel 4.3 Konsentrasi COD Dalam Air.
.t (menit)
Konsentrasi COD (mg/l)
Air Kemasan
Air Kali Surabaya
Kontrol
Tanpa Media (Aerasi)
Dengan Media
0
38
80
80
10
28
76
68
20
20
72
64
30
12
56
36
40
8
52
32
50
0
40
32
60
0
32
12
(Sumber : Penelitian)
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pada reaktor fluidisasi bermedia pada
menit ke 0 sampai 20 aktifitas mikroorganisme masih dalam proses penyesuaian
sehingga penurunan masih stabil sedangkan pada menit ke 20 sampai 30 penurunan
kandungan COD menurun sangat tinggi. Hal ini dikarenakan pada menit ke 20
samapi 30 merupakan fase perkembang biakan mikroorganisme sehingga penguraian
bahan organik sangat tinggi. Dan selanjutnya mengalami proses kematian pada menit
ke 30 sampai 50 dan mengalami regenerasi atau perkembangbiakan pada menit ke 50
sampai 60.
Sedangkan pada reaktor fluidisasi tidak bermedia (Aerasi) pada menit ke 0
sampai 20 aktifitas mikroorganisme masih dalam proses penyesuaian sehingga
penurunan masih stabil. Sedangkan pada menit ke 20 sampai 30 juga mengalami fase
perkembangbiakan tetapi penurunan kandungan organik lebih rendah dibandingkan
fluidisasi bermedia. Dan mengalami penurunan stabil sampai menit ke 60.
Dari hasil diatas membuktikan bahwa reaktor fluidisasi bermedia lebih efektif
dari pada reaktor fluidisasi tidak bermedia (Aerasi) dalam menurunkan parameter
organik. Hal ini dikarenakan suplai udara pada reaktor fluidisasi bermedia lebih
tinggi dibandingkan dengan fluidisasi tidak bermedia (Aerasi). Sehinggga memicu
pertumbuhan mikroorganisme yang ada didalam air. Selain itu adanya media pada
reaktor fluidisasi bermedia juga mengakibatkan peningkatan mikroorganisme yang
terjadi. Karena media akan dimanfaatkan untuk berkembang biak oleh
43
Tabel 4.4 Persentase Penurunan Konsentrasi COD Dalam Air.
.t (menit)
% Penurunan COD (%)
Air Kemasan
Air Kali Surabaya
Kontrol
Tanpa Media (Aerasi)
Dengan Media
0
0
0
0
10
26,32
5
15
20
47,37
10
20
30
68,42
30
55
40
78,95
35
60
50
100
50
60
60
100
60
85
(Sumber : Penelitian)
.
Grafik diatas menunjukkan bahwa besar penurunan konsentrasi tertinggi ada
pada reaktor bermedia, pada menit ke-60 yaitu sebesar 85%. Hal ini disebabkan
karena adanya aktifitas penguraian bahan organik yang terdapat didalam air. Semakin
lama waktu pemaparan, konsentrasi COD semakin menurun. Hal ini dikarenakan
suplai oksigen didalam air cukup tingi untuk menguraikan bahan-bahan organik
didalam air.
Nilai COD pada reaktor bermedia pada menit ke-60 sebesar 12 mg/l. nilai ini
sudah memenuhi baku mutu air untuk golongan 2. Yaitu air yang peruntukannya
dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan tawar,
peternakan, air untuk mengairi pertamanan, dan atau peruntukan lain yang
mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut. (pp no. 82 tahun
2001).
Sedangkan pada reaktor fluidisasi tidak bermedia (Aerasi) peningkatan
tertinggi ada pada menit ke 60 yaitu sebesar 60 % dengan nilai konsentrasi 32 mg/l.
Dari hasil ini dapat dilihat bahwa reaktor fluidisasi bermedia lebih efektif dalam
menurunkan kandungan organik (COD) didalam air. Hal ini dikarenakan besar
penurunan konsentrasi organik sudah masuk pada baku mutu air untuk golongan 2
dan mendekati golongan 1. Sedangkan pada reaktor tidak bermedia (Aerasi) masih
belum mendekati golongan 2.
Sedangkan pada air kontrol penurunan kandungan organik lebih cepat habis
45
organiknya sangat sedikit. Sehingga dengan suplay udara yang cukup. Maka COD
didalam air akan lebih cepat habis atau 0.
4.3 Konsentrasi Padatan Tersuspensi.
Tabel 4.5 Konsentrasi Padatan Tersuspensi.
.t (menit)
Konsentrasi Tss (mg/l)
Air Kemasan
Air Kali Surabaya
Kontrol
Tanpa Media (Aerasi)
Dengan Media
0
48
248
248
10
50
260
272
20
51
268
280
30
51
280
300
40
52,5
284
308
50
53
284
324
60
54
296
340
(Sumber : Penelitian)
.
Grafik diatas menunjukkan bahwa peningkatan padatan tersuspensi pada
reaktor bermedia mengalami paningkatan yang lebih besar dari reaktor tidak
bermedia (Aerasi). Hal ini menunjukkkan bahwa pada reaktor bermedia mengalami
peningkatan jumlah mikroorganisme yang lebih banyak dibandingkan pada reaktor
tidak bermedia. Peningkatan jumlah mikroorganisme ditandai oleh semakin keruhnya
air sample. Apabila semakin keruh air sample, semakin banyak pula mikroorganisme
yang terkandung didalam air sampel tersebut. Juga sebaliknya. Peningkatan ini terjadi
dikarenakan pada reaktor fluidisasi bermedia mempunyai media yang digunakan
sebagai tempat berkembangbiak mikroorganisme. Dikarenakan adanya tumbukan
antar partikel media yang terjadi, biofilm yang terbentuk pada media akan terlepas
dan mengakibatkan air semakin keruh.
Peningkatan jumlah mikroorganisme dikarenakan suplay udara pada reaktor
bermedia lebih bagus daripada pada reaktor tidak bermedia. Peningkatan ini
dikarenakan regime gelembung yang terjadi pada reaktor bermedia adalah regime
disperse. Dengan regime ini, peningkatan oksigen terlarut akan semakin bagus karena
semakin bnyaknya permukaan udara yang kontak dengan air sampel. Selain itu,
adanya media pada reaktor ini dapat digunakan sebagai tempat tumbuh kembangnya
mikoorganisme pada air.
Peningkatan mikroorganisme ini yang mengakibatkan oksigen terlarut pada
47
mikroorganisme malakukan aktifitasnya, yaitu mendegradasi zat – zat organik yang
terkandung didalam air.
4.4 Suhu dan pH
Suhu air sangat berpengaruh terhadap jumlah oksigen terlarut didalam air.
Jika suhu tinggi, air akan lebih lekas jenuh dengan oksigen dibanding dengan
suhunya rendah.
Sedangkan pH mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Setiap
mikroorganisme memilki rentang pH yang berbeda. Hal ini dikarenakan proses
metabolisme yang terjadi di dalam sel, misalnya akumulasi produk metabolism yang
asam atau basa, sesuai dengan kebutuhan pertumbuhannya.
Tabel 4.6 Suhu pada air
.t (menit)
Suhu
oC
Air Kemasan
Air Kali Surabaya
Kontrol
Tanpa Media (Aerasi)
Dengan Media
0
24
28
28
10
24
27
27
20
24
27
27
30
24
27
27
40
24
27
27
50
24
27
27
60
24
27
27
Pada tabel diatas suhu didalam air mengalami perubahan pada menit ke 10.
suhu didalam air menurun. Semakin banyak oksigen yang terlarut didalam air maka
suhu air akan semakin menurun.
Tabel 4.7 pH dalam Air
.t (menit)
pH
Air PDAM
Air Kali Surabaya
Kontrol
Tanpa Media (Aerasi)
Dengan Media
0
7
7
7
10
7
7
7
20
7
6,9
6,9
30
7
6,9
6,9
40
7
6,9
6,9
50
7
6,9
6,9
60
7
6,9
6,9
Pada table menunjukkan bahwa pH berada pada angka netral. Hal ini
menunjukkan bahwa pH air tidak mengalami perubahan. Pada kondisi netral banyak
mikroorganisme yang dapat berkembang biak dengan baik. Sehingga mengakibatkan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5. 1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan, dapat diperoleh kesimpulan bahwa :
1.
Reaktor Fluidisasi tiga fase mampu meningkatkan kandungan DO dalam
air dengan konsentrasi tertinggi terjadi pada menit ke 10 yaitu sebesar
5,59mg/l, dan mampu menurunkan kandungan organic pada air (COD)
dengan konsentrasi terendah terjadi pada menit ke 60 yaitu sebesar 12
mg/l.
2.
Dari hasil penelitian dapat dilihat bahwa reaktor fluidisasi bermedia lebih
efektif dalam menurunkan kandungan organik (COD) didalam
air.Penurunan parameter organik tertinggi terjadi didalam reaktor
fluidisasi tiga fase bermedia pada menit ke 60 yaitu 12 mg/l. dengan %
penurunan 85%. Sedangkan pada reaktor fluidisasi tidak bermedia
(Aerasi) peningkatan tertinggi ada pada menit ke 60 yaitu sebesar 60 %
dengan nilai konsentrasi 32 mg/l. Hal ini menunjukkan bahwa pada menit
yang sama penurunan COD pada reaktor fluidisasi lebih besar
dibandingkan dengan reaktor tidak bermedia (AERASI). Oleh karena itu
rekator fluidisasi tiga fase lebih efektif dalam menurunkan kandungan
5. 2 Sar an
1.
Diharapkan pada waktu penelitian selalu mengecek tekanan superficial air dan
udara.sehingga tidak terjadi penurunan tekanan.
2.
Diharapkan untuk pengukuran DO harus langsung dianalisa. Untuk memperoleh
ketepatan konsentrasi DO yang akurat.
3.
Diharapkan pada penelitian selanjutnya digunakan rentang waktu yang lebih lama
untuk mengetahui titik puncak peningkatan DO dan penurunan COD pada reaktor
fluidisasi tiga fase.
4.
Diharapkan untuk penelitian selanjutnuya memakai air limbah yang mempunyai
konsentrasi organik yang lebih besar serta mempunyai karakteristik lain yang
DAFTAR PUSTAKA
Arifianto dan Indarto, 2006. Studi Karakteristik Fluidisasi dan Aliran Dua Fase
Padat- Gas (Pasir Besi dan Udara) Pada Pipa Lurus Vertikal.
Asmuni, 2006. Karakteristik Pasir Kuarsa (SiO
2) Dengan Metode XRD
Fluidisasi Tiga Fase Terhadap Transfer Oksigen.
Aprilasani
, 2011, LaporanPraktikum Teknik Kimia IV Fluidisasi.
J ulius, et.al, 2010. Analisis Kandungan BOD dan COD Dalam Penentuan Baku Mutu
Air Limbah.
Kerobeary, 2012. BOD dan COD.
ht t p:/ / kerobeary.blogspot .com/ 2012/ 04/bod-dan-cod.ht ml.
Diakses tanggal 08 Januari 2012
Kimia Lingkungan. 2012, TSS.
http://environmentalchemistry.wordpress.com/
2012/01/11/total-suspended-solid-tss-2/
Diakses tanggal 08 Januari 2012
Kur niawan dan Lisnasari, 2004. Penentuan Koefisien Perpindahan Sisi Cair Pada
Kolom Fluidisasi Tiga Fase.
Mandaazzahra,
2008.
Krisis
Air
Bersih
Di
Indonesia.
ht t p:/ / mandaazzahra.w ordpress.com/ 2008/ 06/ 10/
krisis-air-bersih-di-indonesia/
. Diakses tanggal 19 Desember 2011.
Pr atama, 2008. Analisis Kandungan BOD dan COD Dalam Sampel air Limbah
Rachmanto dan Laksmono, 2011, Perilaku partikel Padat Dalam Kolom Unggun
Teknologikimiaindustri, 2011. Oksigen Terlarut Ot Dissolved Oxygen (DO).
http://teknologikimiaindustri.blogspot.com/2011/02/oksigen-terlarut-ot-dissolved-oxygen-do.html
. Diakses tangggal 19 desember 2011
Wikipedia, 2012. Air Bersih.
ht t p:/ / id.w ikipedia.org/ w iki/ Air_bersih. Diakses tanggal
08 Januari 2012
Wikipedia, 2012. Suhu.
htt p:/ / id.w ikipedia.org/ w iki/ Suhu. Diakses tanggal 08 Januari
2012
