KULIAH KE-7PENGENDALIAN LIMBAH PADAT DAN CAIRDOSEN DR.IR. HAMZAH LUBIS, SH, M.SI
WATER TREATMENT PLANT
( Pengelolaan Air )
( Pengelolaan Air )
SUMBER AIR (Industri)
Air Permukaan
q
Sungai
q
Danau
q
Kolam
q
Laut
Air Tanah
q
Sumur
q
Mata Air.
Gambar-1. Siklus Air di Alam
BAHAN DALAM SUMBER
AIR
Sebagai berikut:
Padatan Tersuspensi (Suspended Solids):
Dihilangkan pada External treatment
Padatan yang Terlarut (Dissolved Solids)
Dihilangkan dengan pre-treatment
Gas yang Terlarut (Dissolved Gases)
Dihilangkan dengan Deaerator.
PADATAN
TERSUSPENSI
(SUSPENDED SOLIDS) DALAM AIR
(SUSPENDED SOLIDS) DALAM AIR
Dianalisa sebagai
turbidity dalam bentuk kotoran atau sediment yang dapat dilihat, termasuk
didalamnya:
Tanah (Clay)
Lumpur (Silt)
Ganggang (Algae)
Endapan besi
(Precipitated iron)
Turbidity Meter
•
Alat untuk mengukur
kekeruhan air.
•
Prinsip kerja:
–
Sampel disinari oleh
Sinar Infrared
•
Satuan:
–
NTU (Nephelometric
Turbidity Unit)
–
FTU (Formazin Turbidity
Unit)
1 NTU = 1 FTU
–
JTU (Jackson Turbidity
Unit)
PEWARNAAN
Pewarnaan dapat berasal dari bahan nabati yang telah membusuk dan bahan
organik lainnya
HARDNESS
Hardness merupakan pengukuran terhadap kalsium dan magnesium terlarut,
yang ada dalam bentuk carbonate, bicarbonate, chloride, sulfate dan nitrate
CONDUCTIVITY
Conductivity merupakan pengukuran terhadap kandungan total solid yang
ada dalam air dan dinyatakan dalam satuan microsiemens / cm pada suhu kamar
PADATAN TERLARUT DALAM
AIR
Anion:
Hidroksida Sulfate Chloride Bicarbonate Carbonate Silicate
Cation:
Kalsium Magnesium Besi
Gambar-2. Alur Raw Water Treatment
TAHAP RAW WATER
TREATMENT
Koagulasi
Penambahan koagulan untuk menetralisir muatan, membuat koloid dapat
berglomerasi.
Flokulasi
Pengikatan antara flokulan dan aglomerasi partikel koloid, sehingga
membentuk partikel yang lebih besar dan dapat mengendap
Filtrasi
Menahan padatan tersuspensi dan memisahkan dari air.
pH Correction
•
Koagulan bekerja dalam air dengan pH tertentu. Bila pH
air dibawah pH efektif kerja koagulan maka dinaikkan pH sebelum injeksi koagulan, dengan bahan kimia
pH Correction:
–
Lime (Ca(OH)2)
–
Soda Ash (Na2(CO3))
–
Caustic Soda (NaOH)
Tabel-3. Pengendapan Partikel Kecil Silika
Tabel-3. Pengendapan Partikel Kecil Silika
KOAGULASI:
UKURAN PARTIKEL
Partikel dengan ukuran lebih besar dari 100
mikron dapat dilihat oleh mata dan digolongkan sebagai solid
Partikel dengan ukuran antara 10 sampai 100
mikron digolongkan sebagai turbidity
Partikel dengan ukuran di bawah 10 mikron
digolongkan sebagai koloid Partikel dengan ukuran lebih besar dari 0,1 mikron dapat dilihat dengan
menggunakan mikroskop
FLOKULASI: TAHAP
Chemical
Flokulant
membuat partikel flok berkumpul dalam suatu jaringan, menjembatani permukaan
satu dengan lainnya dan mengikat tiap partikel menjadi kumpulan yang lebih
besar
Mechanical
Flokulasi
terbentuk berdasarkan pencampuran perlahan yang membuat flok saling menyatu dan
ini dapat dilakukan dengan cara pengadukan atau secara hidrolik
Gambar-3. Gaya Van Der Walls Mengikat Partikel
Gambar-4. Tahapan Chemical dalam Proses Flokulasi
Gambar-5. Tahapan Mechanical pada Flokulasi
Gambar-6. Alat Clarifier
KOMPOSISI SAND FILTER
•
Batu kerikil kasar
–
Diameter pasir : 2,0 mm –
4,0 mm
–
Komposisi : 25%
•
Batu kerikil halus
–
Diameter pasir : 0,8 mm –
2,0 mm
–
Komposisi : 25%
•
Pasir kuarsa
–
Diameter pasir : 0,5 mm –
0,7 mm
–
Komposisi : 50%
Media Filtrasi
1. Saringan
multi media (multi bed filter) – bahan coal, pasir silica, gravel
2. Saringan
carbon aktif dengan fungsi utama untuk menghilangkan warna, bau dan rasa.
Filtrasi
•
Proses Fisik, dimana cairan dilewatkan pada setumpuk
media saring (filter media), sehingga impurities atau kontaminan tertahan di
pori-pori media saring.
•
Berdasarkan Prinsip kerja, dibagi dalam:
–
Pressure Filter
(saringan bertekan)
–
Gravity Filter
(gravitasi)
Apa yang diperlukan untuk mengoperasikannya
•
Backwash secara teratur, pada saat pressure drop 5 psi
(0,35 kg/cm2) atau minimal setiap hari sebelum beroperasi.
•
Backwash dilakukan selama 10 - 20 menit atau sampai
air keluaran backwash jernih.
•
Perlu dilakukan inspeksi media secara teratur terhadap
adanya kontaminasi, kerusakan media dan tebalnya media.
OPERASIONAL
Jar
Test
Injeksi Dosis Bahan Kimia
Mempertahankan
Operasi.
JAR TEST
SEBAGAI STIMULATOR CLARIFIER TANK UNTUK:
q MENENTUKKAN DOSIS BAHAN KIMIA DALAM MENDAPATKAN
TINGKAT KEJERNIHAN YANG MAKSIMAL.
q MENENTUKKAN TIPE KOAGULAN DAN FLOKULAN YANG
EFEKTIF
q PERALATAN
FLOCULATOR JAR TEST.
PERSIAPAN LARUTAN
Larutan yang disiapkan
pada masing botol sampel,
q Alum (sebagai Koagulan)
q Polymer (sebagai Flokulan)
q Soda Ash (sebagai pH Koreksi, bila diperlukan)
Contoh Menentukan
Konsentrasi larutan:
•
Timbang 0,5 gr alum dalam 500 ml air suling
Berarti:
Konsentrasi = 0,5/500
=0,001 atau
ppm = 0,001 x 1.000.000=
1000 ppm
500 ml larutan
mengandung 1000 ppm atau
1 ml larutan 2 ppm.
LARUTAN ALUM:
1 ml larutan
= 2 ppm dosis dalam sampel 500 ml.
PROSEDUR JAR TEST
Sampel :
•
500 ml air kotor dalam beaker glass selama 8
buah
•
8 sampel dengan dosis yang berbeda dimana Mulai
dosis 6 ppm dibawah hasil test harian dan range 2 ppm pada beaker glass
berikutnya.
Metode:
• Tes pH sampel air kotor, bila pH
<5,5 tambah pH Koreksi
• Atur kecepatan maksimal agitator untuk dosis koagulan selama 5 menit.
• Turunkan agitator sampai 40 rpm (atau lebih rendah), biarkan 2 menit dan
selanjutnya tambahan flokulan.
• Tentukan hasil yang paling jernih.
• Tes pH dan tambahkan pH Koreksi sampai pH 7,2. Catat dosis soda ash dibutuhkan.
APLIKASI DI LAPANGAN
Jumlah bahan kimia (kg)=
ppm x flow rate x jam
1.000.000
Dimana :
ppm =
dosis terpilih masing-masing bahan kimia
flow rate =
jumlah air ke clarifier (kg/jam)
jam operasi =
jam olah air bersih di pabrik
Kondisi Harus diperhatikan:
q Jam operasi sesuaikan dengan kondisi aktual pengolahan
q Sesuaikan ketinggian air larutan
dengan Kapasitas Dosing Pump dan jam olah yang ditetapkan
q Guna air pelarutan dari air bersih.
Mempertahankan Operasi dimana air diperoleh bersih
•
Ukur flowrate dari
tangki air kotor ke clarifier sekali sebulan.
•
Pertahankan sludge
blanket di clarifier tank
•
Drain bagian bawah
clarifier beberapa menit setiap hari.
•
Kalibrasi dosing pump
sekali bulan.
Sasaran Selanjutnya:
•
Ukur flowrate dari
tangki air kotor ke clarifier sekali sebulan.
•
Pertahankan sludge
blanket di clarifier tank
•
Drain bagian bawah
clarifier beberapa menit setiap hari.
• Kalibrasi dosing pump sekali bulan.
Sumber: ANJ-Agri
* Materi Kuliah
Pengendalian Lingkungan Industri dan Kuliah Pengendalian Limbah Padat-Cair
Jurusan Teknik Mesin-ITM
**Dosen Dr.Ir.Hamzah
Lubis,SH,M.Si
Tugas kuliah:
1. Jelaskan sumber air dan pencemaran air?
2.Jelaskan persyaratan air yang baik?
3. Jelaskan tahapan-tapahapan pengolahan air?
4. Jelaskan proses koagulasi?
(jawaban minimal 1 halaman kuarto, 1 spasi)