Efektifitas Al2(SO4)3 dan FeCl3 Dalam Pengolahan Air Menggunakan Gravel Bed Flocculator Ditinjau Dari Parameter Warna dan Zat Organik
Hani Yosita Putri 3310.100.001 Dosen Pembimbing: Prof. Ir. Wahyono Hadi, M.Sc., Ph.D.
Latar Belakang
Air baku
Kadar pencemar yang tinggi
Gravel bed flocculator
Alternatif pengolahan
Rumusan Masalah
Tujuan
Manfaat
• Berapakah efisiensi penyisihan warna dan zat organik dari penggunaan variasi jenis koagulan jenis pada unit gravel bed flocculator ? • Jenis koagulan manakah yang paling ekonomis untuk digunakan dalam penyisihan dan zat organik pada unit gravel bed flocculator ? • Berapakah efisiensi penyisihan warna dan zat organik dari penggunaan variasi td (waktu tinggal) pada unit gravel bed flocculator ? • Menganalisa jenis koagulan yang paling efektif pada unit gravel bed flocculator dalam menyisihkan warna dan zat organik . • Menganalisa jenis koagulan yang paling efektif pada unit gravel bed flocculator dalam menyisihkan warna dan zat organik dari segi biaya. • Menganalisa td (waktu tinggal) pada media yang paling optimum pada unit gravel bed flocculator dalam menyisihkan warna dan zat organik.
• Dapat digunakan untuk mendesain unit gravel bed flocculator. • Dapat dijadikan sebagai konsep dasar untuk menyisihkan warna dan zat organik dengan menggunakan media kerikil pada unit gravel bed flocculator.
Ruang Lingkup Parameter yang dianalisa
Air baku
Reaktor gravel bed flocculator Titik sampling
Variabel yang digunakan
Tinjauan Pustaka
Koagulasi
• Proses destabilisasi muatan koloidal padatan tersuspensi termasuk virus dan bakteri dengan menambahkan koagulan yang akan membentuk flokflok halus yang dapat diendapkan (Hamzani, 2013)
Flokulasi
• proses lanjutan dari koagulasi, dimana terjadi proses penggumpalan mikroflok dari hasil koagulasi menjadi flok-flok yang lebih besar (makroflok) dan diendapkan (Stumm dan Morgan 1996)
Pengadukan hidrolis
• pengadukan dengan memanfaatkan gerakan air sebagai energi pengaduk seperti energi gesek media butiran, energi jatuhan atau ada lompatan hidrolis dalam aliran (Masduqi dan Slamet, 2002).
Gradien Kecepatan Menurut Reynold dan Richards (1996) G= • • • • • • • • • • • •
Keterangan : υ = ρ/µ, viskositas kinematik (m2/detik) td = V/Q, waktu detensi (detik) G = gradien kecepatan (detik-1) P = daya yang diberikan (kg m2/detik3). (J/detik) µ = viskositas absolut zat cair (kg/m/detik) V = volume reaktor (m3) ε = total daya yang ditimbulkan per satuan massa cairan ρ = massa jenis air (kg/m3) g = percepatan gaya gravitasi (9,8 m/detik2) hf = kehilangan tekanan yang terjadi (m) Q = debit aliran (m3/detik)
Kehilangan Tekanan Pada Pipa Circular
• ∆H – λ . • Nilai λ =
0,175
• Keterangan : • ∆H = kehilangan tekanan dalm pipa melingkar (m) • V = kecepatan rata-rata (m/detik) • L = panjang pipa (m) • D = diameter pipa (m) • Λ = faktor koreksi • Dc = diameter lingkaran (m) (Hamzani,2011)
Hidrolika Pada Aliran Media
Head Losses Headlosses adalah kerugian gesek yang terjadi dalam aliran pipa.
Mayor losses
• Mayor losses
Minor losses
Hidrolika Pada Aliran Tertutup
Hidrolika Aliran Media Berbutir
(Stephenson dan Judd, 2008)
Kerangka Penelitian
Penelitian Pendahuluan • Uji jartest Koagulan Al2(SO4)3 dan FeCl3 : Kekeruhan 11,4-13,2 NTU= 120 mg/l Kekeruhan 16,24-21,7 NTU = 200 mg/l • Karakteristik air baku Warna : 49-130,54 TCU Zat organik : 16,43-44,56 mg/l Kekeruhan: 10,7-16,3 NTU Coliform : 8x105-300x105 /100 ml
Penelitian Lanjutan • 4 tahap penelitian: 1.Koagulan Al2(SO4)3 dan td 3 menit 2.Koagulan Al2(SO4)3 dan td 4 menit 3.Koagulan FeCl3 dan td 3 menit 4.Koagulan FeCl3 dan td 4 menit • Analisa parameter warna dan zat organik
Perhitungan Gravel Bed Flocculator • Koagulasi Gtd
= G x td = 300 detik-1 x 60 detik = 18000 Diameter selang (Ds) = 0,01 m Panjan selang (Ls) = 15 m Kecepatan aliran (Va) = Q/A = 0,294 m/detik Hf total = Hf mayor+Hf minor = 0,392 m+0,0529 m = 0,4456 m G hitung
• Flokulasi (td 3 menit) Gtd =10800 Diameter gravel (Dg) = 3 mm,5 mm,9 mm Diameter drum (Dd) = 0,14 m Tinggi media (Lgravel) per kompartemen = 27 cm Headloss total = 0,0079 m
• Flokulasi (td 4 menit) Gtd =14400 Diameter gravel (Dg) = 3 mm,5 mm,9 mm Diameter drum (Dd) = 0,14 m Tinggi media (Lgravel) per kompartemen = 36 cm Headloss total = 0,0099 m
Reaktor gravel bed flocculator dengan td pada media 3 menit
Reaktor gravel bed flocculator dengan td pada media 4 menit
Analisa Data dan Pembahasan Analisa Zat Organik • Penelitian 1 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 3 menit
• Penelitian 2 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 4 menit
Waktu kontak pada media (td) mempengaruhi nilai G.td
• Penelitian 3 : Koagulan FeCl3 dan td 3 menit
• Penelitian 4 : Koagulan FeCl3 dan td 4 menit
G.td berpengaruh terhadap pembentukan flok
Analisa Warna • Penelitian 1 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 3 menit
•
Penelitian 2 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 4 menit
G.td berpengaruh terhadap pembentukan flok
• Penelitian 3 : Koagulan FeCl3 dan td 3 menit
• Penelitian 4 : Koagulan FeCl3 dan td 4 menit
Waktu kontak pada media (td) mempengaruhi nilai G.td
Analisa pH dengan Koagulan Al2(SO4)3
Analisa pH dengan Koagulan FeCl3
Biaya Koagulan • Biaya kebutuhan Al2(SO4)3 /hari: = bahan koagulan x harga/gr = 240 gr/hr x Rp 9/gr = Rp 2160,- / hari • Biaya kebutuhan FeCl3/hari (dosis 120 mg/l): = bahan koagulan x harga/gr = 240 gr/hr x Rp 25/gr = Rp 6000,- / hari • Biaya kebutuhan FeCl3/hari (dosis 200 mg/l): = 400 gr/hr x Rp 25/gr = Rp 10000,- / hari
Kesimpulan • Koagulan yang paling efektif digunakan pada unit gravel bed flocculator adalah Al2(SO4)3 dengan efisiensi removal rata-rata untuk warna mencapai 65,9% dan efisiensi removal rata-rata untuk zat organik mencapai 63,8%. Sedangkan efisiensi removal rata-rata dengan menggunakan FeCl3 untuk warna sebesar 31,81% dan zat organik mencapai 22,83%. • Berdasarkan segi biaya, koagulan yang paling efektif digunakan pada unit gravel bed flocculator adalah Al2(SO4)3 dengan biaya sebesar Rp 2160,- / hari. • Waktu tinggal (td) yang paling optimum pada unit gravel bed flocculator adalah 4 menit dengan efisiensi removal rata-rata untuk warna sebesar 65,9%, sedangkan untuk parameter zat organik efisiensi removal rata-rata mencapai 63,8%. Untuk td 3 efisiensi removal rata-rata untuk warna mencapai 49% dan zat organik mencapai 48,3%.
Saran • Diperlukan pengurasan reaktor secara berkala untuk membersihkan flok yang menumpuk dalam reaktor. • Sebaiknya penelitian dilakukan dalam waktu bersamaan untuk variasi koagulan ((Al2(SO4)3 dan FeCl3 ).
