Sedimentasi Dan Filtrasi

SEDIMENTASI DAN

FILTRASI

KELOMPOK 3: DESTRIAN HERVINA (2314100079) YOHANES HADIANTO WIJAYA (2314100123) RINALDI (2314100136) MARIA CHRISTY (2314100151)

SENDIMENTASI

 Suatu proses yang bertujuan untuk memisahkan /mengendapkan zat-zat padat atau tersuspensi non koloidal dalam air .

 Sedimentasi merupakan salah satu contoh upaya penjernihan air

 Sedimentasi ini merupakan suatu proses pengendapan material yang ditransport oleh mata air, angin, es atau gletser di suatu cekungan.

 Sedimentasi adalah pemisahan solid dari liquid

menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk menyisihkan suspended solid.

 unit sedimentasi merupakan suatu unit operasi yang

berfungsi untuk memisahkan solid dan liquid dari suspensi untuk menghasilkan air yang lebih jernih dan konsentrasi lumpur yang lebih kental melalui pengendapan secara gravitasi.

PENGERTIAN UNIT SEDIMENTASI PADA

PROSES PENGOLAHAN AIR MINUM

 Pengendapan air permukaan untuk penyisihan

partikel diskret khususnya pada pengolahan dengan filter pasir cepat.

 Pengendapan flok hasil koagulasi-flokulasi, khususnya sebelum disaring dengan filter pasir cepat.

 Pengendapan lumpur hasil pembubuhan soda-kapur pada proses penurunan kesadahan.

 Pengendapan lumpur pada penyisihan besi dan mangan dengan oksidasi.

TUJUAN DAN FUNGSI UNIT SEDIMENTASI

PADA PROSES PENGOLAHAN AIR MINUM

 Mengurangi beban kerja unit filtrasi dan

memperpanjang umur pemakaian unit penyaring selanjutnya.

 Mengurangi biaya operasi instalasi pengolahan.

FUNGSI UNIT SEDIMENTASI

TIPE DAN BAGIAN BAK

SEDIMENTASI

GAMBAR 2. BAK SEDIMENTASI BERBENTUK SEGI EMPAT

Pada bak ini, air mengalir horizontal dari inlet menuju outlet, sementara partikel mrengendap ke bawah

GAMBAR 3. BENTUK LINGKARAN ALIRAN

HORIZONTAL GAMBAR 3. BENTUK LINGKARAN ALIRAN VERTIKAL

Air masuk melalui sekeliling lingkaran dan secara horizontal mengalir menuju ke outlet dibagian tengah lingkaran, sementara partikel mengendap di bawah

Pada bak ini, air masuk melalui pipa menuju inlet bak dibagian yengah bak, kemudia air mengalir horizontal dari inlet menuju outlet di sekeliling bak, sementara partikel mengendap

BAGIAN-BAGIAN DARI BAK

SEDIMENTASI

 Zona inlet: tempat air masuk kedalam bak.  Zona pengendapan: tepat flok/partikel

mengalami proses pengendapan

 Ruang lumpur: tempat lumpur mengumpul

sebelum diambil keluar bak. Kadang dilengkapi dengan sludge collector/scrapper

 Outlet: tempat dimana air akan meninggalkan bak, biasanya berbentuk pelimpahan(weir)

GAMBAR 6. CONTOH-CONTOH

KONSTRUKSI INLET KOLAM

PENGENDAPAN

 merupakan pengendapan partikel diskret Yaitu:

partikel yang dapat mengendap bebas secara

individual tanpa membutuhkan adanya interaksi antar partikel

Sedimentasi tipe I/ Plain

 pengendapan partikel flokulen dalam suspensi, di mana selama pengendapan terjadi saling

interaksi antar partikel

Sedimentasi tipe II (Flocculant

 pengendapan partikel dengan konsentrasi yang lebih pekat, di mana antar partikel secara

bersama-sama saling menahan pengendapan partikel lain disekitarnya.

 Pada bagian atas zona terdapat interface yang memisahkan antara massa partikel yang

mengendap dengan air jernih.

Sedimentasi tipe III dan IV/Hindered Settling (Zone

 kelanjutan dari sedimentasi tipe III, dimana terjadi pemampatan (kompresi) massa partikel hingga diperoleh konsentrasi lumpur yang tinggi

GAMBAR 9. PENGENDAPAN PADA FINAL

GAMBAR 10. EMPAT TIPE

SEDIMENTASI

SEDIMENTASI PADA

 Bak prasedimentasi merupakan bagian dari bangunan pengolahan air minum yang berfungsi untuk mengendapkan partikel diskret yang relatif mudah mengendap (diperkirakan dalam waktu 1 hingga 3 jam).

 Bak sedimentasi II merupakan bagian dari bangunan pengolahan air minum yang berfungsi untuk mengendapkan partikel hasil proses koagulasi-flokulasi yang relatif mudah mengendap (karena telah menggabung menjadi partikel berukuran besar)

 Sedimentasi II ini menggunakan teori sedimentasi tipe II karena teori ini mengemukakan bahwa pengendapan partikel berlangsung akibat adanya interaksi antar partikel

 Waktu tinggal (detention time)

 Laju luapan permukaan (overflow rate).  Kecepatan aliran

 Laju luapan (weir overflow rate).  

HUKUM STOKE PADA

SEDIMENTASI

W K d _p _l HUKUM STOKES : 2 . r2 . (  p - l ) . g V = 9 . η Ket. : v = kecepatan pengendapan r = Jari-jari Partikel _P = Densiti Partikel _L = Densiti Cairan Pendispersi g = Grafitasi η = Viskositas dinamis medium

HUKUM STOKES INI HANYA BERLAKU PADA KECEPATAN PENGENDAPAN LAMINAR , YANG DIUKUR DENGAN

BILANGAN

REYNOLD ( R_e )

v . d . _L

R_e = --- ( KECIL ATAU SAMA 0,25 ) η

d = DIAMETER PARTIKEL

UNTUK ANALISA , RUMUS STOKES INI DAPAT DIROBAH MENJADI

2 . ( ½ . d ) 2 (

P - L ) . g V = h/t = --- 9 . η

d . (_P - _L ) . g h/t = --- 18 . η 18 . η . h d2 = --- (_P - _L ) . g . t 18 . η . d = --- . h/t ……… ( 2 ) (_P - _L ) . g

Berdasarkan Hukum Stokes: Bahwa sedimentasi berkaitan dengan ukuran partikel dari zat terdispersi dan

FILTRASI

 Pengendapan tidak

menghilangkan semua

gumpalan , perawatan lebih lanjut diperlukan

 Filtrasi memberikan

kesempatan tambahan untuk pemisahan gumpalan kecil atau partikel

FILTRASI

Fungsi : untuk memisah solid tersuspensi dari air baku

1. Filter dengan medium berupa granular (Granular-medium filtration)

Sebagai media penyaring digunakan bahan berbentuk granular, seperti karbon aktip, karbon , pasir, kerikil, antracit dll

Operasi : - Kontinyu

- Semi kontinyu - Batch

Proses : - penyaringan (filtration)

- pencucian (cleaning) atau disebut juga backwashing

TIPE FILTER BEDASARKAN

KAPASITAS PRODUK AIR YANG

TEROLAH

 Filter pasir cepat atau rapid sand filter adalah filter yang mempunyai kecepatan filtrasi cepat, berkisar 4 hingga 21 m/jam.

Jika kekeruhan pada influen filter pasir cepat berkisar 5 – 10 NTU , maka efisiensi penurunan kekeruhannya dapat mencapai 90 – 98%.

KATEGORI FILTER PASIR

CEPAT

Bedasarkan control kecepatan Berdasarkan Arah aliran Berdasarkan System pengaliran •Constant rate •Declining rate/ constant head

•_{Filter aliran down flow} (ke bawah)

•_{Filter aliran upflow} (ke atas)

•Filter aliran horizontal

• _{Filter dengan} aliran secara grafitasi (gravity filter) • Filter dengan aliran bertekanan (pressure filter)

TIPE FILTER BEDASARKAN KAPASITAS PRODUK AIR YANG TEROLAH

Filter pasir lambat atau slow sand filter adalah filter yang mempunyai kecepatan filtrasi lambat, yaitu sekitar 0,1 hingga 0,4 m/jam.

Kecepatan yang lebih lambat ini disebabkan ukuran Media pasir lebih kecil (effective size = 0,15 – 0,35 mm).

2. Filter Pasir lambat

 Penyaring gaya berat (gravity filters)

gravitasi adalah sistem pengaliran air dari sumber ke tempat reservoir dengan cara memanfaatkan energi potensial gravitasi yang dimiliki air akibat perbedaan ketinggian lokasi sumber dengan

lokasi reservoir

BERDASARKAN SYSTEM

PENGALIRAN

  Penyaring tekanan (Pressure filters)

Suatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatan dikumpulkan. Lumpur dapat mencapai tiap-tiap kompartemen dengan tekanan tertentu; cairan melalui kanvas dan keluar ke pipa pembuangan, meninggalkan padatan kue basah dibelakangnya.

BERDASARKAN ARAH ALIRAN

Filter aliran upflow (ke atas)

sistem saringan dimana air baku didistribusikan

ke dalam alat penyaringan dengan arah aliran air dari bawah ke atas.

Dengan sistem penyaringan dari arah bawah ke

atas (Up Flow), jika saringan telah jenuh atau buntu , dapat dilakukan pencucian balik dengan cara membuka kran penguras.

FILTER ALIRAN DOWN FLOW (KE BAWAH)

sistem saringan dimana air baku didistribusikan kedalam alat penyaringan dengan arah aliran

FAKTOR-FAKTOR YANG

MEMPENGARUHI FILTRASI

 Debit Filtrasi:Debit yang terlalu besar akan

menyebabkan tidak berfungsinya filter secara efisien, hal ini menyebabkan berkurangnya

waktu kontak antara permukaan butiran media penyaring dengan air yang akan disaring.

Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat

melewati rongga butiran menyebabkan partikel – pertikel yang terlalu halus yang tersaring

akan lolos.

 Konsentrasi Kekeruhan:Konsentrasi kekeruhan

sangat mempengaruhi efisien dari filtrasi.

Konsentrasi kekeruhan air baku yang sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori dari media.

 Temperatur:Perubahan suhu atau temperatur

dari air yang akan difiltrasi, menyebabkan massa jenis (density), viskositas absolut, dan viskositas kinematis dari air akan mengalami perunbahn. Selain itu juga dipengaruhi oleh daya tarik menarik diantara partikel halus penyebab kekeruhan, sehingga terjadi

perbedaan dalam ukuran besar partikel yang akan disaring

 Kedalaman media, Ukuran, dan

Material:Pemilihan media dan ukuran merupakan hal yang penting dalam

penyaringan. Tebal dan tipisnya media akan menentukan lamanya pengaliran dan daya saring.

Lapisan media pasir (silikat)

- pasir kasar :  = 2,0 mm

air yang disaring tidak terlalu kotor pratreatment sudah baik

rate fluida cukup tinggi

- pasir halus :  = 0,4 mm

rate fluida tidak terlalu tinggi pratreatment hanya singkat

diharapkan juga mampu memisah bakteri dan turbiditi semaksimal mungkin

Lapisan kerikil / gravel

bersifat juga sebagai support media di atasnya Harus : tidak mengandung tanah

- Kerikil halus  = 5,0 mm - Kerikil kasar  = 10,0 mm - Gravel  = 20,0 mm 60 cm, pasir 10 cm, 1,5 – 3 mm 7,5 cm 3 – 6,4 mm 5 cm 6,4 – 12,7 mm 7,5 cm 12,7 – 19 mm 7,5 cm 19 – 38 mm 15 cm 38 – 64 mm 65 cm, pasir 10 cm 25 – 50 mm 5 cm 13 – 25 mm 5 cm 6,5 – 13 mm 10 cm 3 - 6,5 mm 5 cm 6,5 – 13 mm 5 cm 13 – 25 mm 13 cm 25 – 50 mm

Lapisan gravel asimetris Lapisan gravel simetris (direkomendasikan)

2 – 3 ft Pasir atau antracit Conventional mono-medium downflow 1- 2 ft 1-2 ft antracit pasir Conventional dual-medium downflow 4-8 ft Antracit Conventional mono-medium deep-bed downflow Pasir 6-10 ft

Grid utk menjaga

pasir jangan terikut aliran

Deep-bed upflow 10 in  Vent ke atmosfer Selama operasi sistem drain terbuka ke udara Penampung udara Pulsed-bed filter Traveling-bridge

backwash Washwater through

Washwater pump Individual sand cell Backwash hood 11 in pasir influent Efflluent Pasir

Air masuk

Air tersaring keluar

Air pecuci keluar

Air pencuci masuk

Pasir

Gravel

Media yang digunakan dapat mono maupun multi-medium.

Umumnya digunakan untuk air dengan kekeruhan tidak tinggi dengan laju aliran 2 – 4 gpm per ft2 _{luas permukaan filter.}

Pencucian dilakukan secara priodek, biasanya setelah head loss 8 – 12 ft dengan laju air pencuci (backwashing) : 20 gpm per ft2

Dibanding open filter, untuk pressure filter area yang dibutuhkan tidak begitu besar.

Pressure filter bekerja dalam range 5 – 10 gpm/ft2

Media penyaring yang digunakan dapat bervariasi, dari media halus hingga kasar searah dengan arah aliran.

Untuk tipe horizontal, kompartemen dapat dibagi dalam beberapa cell. Satu cell dapat dilakukan pencucian setiap waktunya. Dengan menutup valve feed ke bagian cell yang akan melakukan pencucian, dan membuka valve ke drain, maka air tersaring pada cell tersebut akan berfungsi sebagai air pencuci .

Untuk laju aliran lebih tinggi lagi digunakan Ultra-High-rate filter.

Tinggi media penyaring sekitar 7 ft

Down flow filter : filtration rate 15 – 20 gpm/ft2

Udara untuk backwashing nozzle distributor Air cucian Air pencuci Influent effluent

Down flow ultra-high-rate filter

Upflow ultra-high-rate filter

Grid agar media tidak terikut air nozzle Air pencuci Air cucian Influent Effluent

FUNGSI MEDIA

FILTER

No Nama Media Fungsi Media

1 Pasir Silika

Menyaring lumpur, tanah dan partikel lainnya dalam air, biasanya difungsikan debagai pre-filter untuk diproses dengan filter berikutnya, seperti carbon filter, mangasnis filter, softener dll.

2 Karbon Aktif Menghilangkan klorin bebas dan senyawa organik yang menyebabkan _{bau, rasa dan warna dalam air.}

3 Pasir Mangan

Efektif mengurangi zat besi dan mangan dalam air, dalam air zat ini ditandai dengan perobahan warna air menjadi kemerah-merahan bila diendapkan, air berbau besi.

4 Pasir Aktif Digunakan untuk menyaring partikel dalam air, biasa dipakai sebagai _{pengganti pasir silika pada pre-filter} 5 Pasir Zeolit Meningkatkan kadar oksigen dalam air

6 Kartridge Filter

Menyaring partikel dalam air sesuai mesh filter, 0.1 micron, 0.5 micron dst. Kartridge filter dipasaran tersedia dengan berbagai ukuran mulai 5 inci, 10 inch dst.

46

47

TIPIKAL PENYARINGAN

MULTIMEDIA

5/1 /1 6 W ate r fi ltr ati on 48

50

Operasi

5/1 /1 6 W ate r fi ltr ati on 51

W ate r fi ltr ati on

Beberapa contoh

tata letak dan

rincian

Penyaringan

Multimedia

5/1 /1 6 W ate r fi ltr ati on

5/1 /1 6 W ate r fi ltr ati on 59 1.Overflow 2.Filter Influent 3.Coarse Media 4.Fine Media 5.Filtrate Nozzles 6.Filtrate Chamber 7. Level Controller 8.Filter Reject 9.Wash box 10.Counter-Current Washer 11.Airlift

12.Central Feed Chamber 13.Actuated Valve

Wat er filtr atio n 60

61

62

SLOW SAND FILTER

UNDERDRAIN

TERIMA

KASIH

PERTANYAAN:

 Anas(100): dari kedua tipe bak sedimen mana yang lebih baik?

 Jawab: sama-sama efisien tetapi tergantung kondisonal juga dan tergantung apa yang dibutuhkan dalam proses berikutnya, tetapi akan lebih baik jika terdapat alat pemisahnya  Komang(): sedangkan efisiensi mana diantara 2

bak sedimen tersebut?

 Jawab: keduanya sama-sama efisien tetapu tergantung jumlah feed yang masuk dan hasil yang diinginkan

 Pradana (): dari upflow dan down flow sebenarnya lebih baik yang mana?

 Jawaban: lebih baik atau tidaknya sebenarnya tergantung dari apa yang akan kita buat,

bahannya seperti apa, terkandung kondisional perusahan itu sendiri.