Draft Laporan Edit.docx

LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2018/2019

MODUL

: Filtrasi

PEMBIMBING

: Ir. Emma Hermawati Muhari, MT

Oleh : Kelompok Nama

Kelas

:2 : Bayu Ravik N.

NIM. 161411069

Brigita Graceria M K.

NIM. 161411070

Fakhira Rizqia M.

NIM. 161411071

Gandi Pratama .

NIM. 161411071

: 3C – Teknik Kimia

PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2018 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Proses filtrasi umumnya digunakan untuk mengurangi partikel yang tersuspensi yang dapat diendapkan. Kualitas hasil filtrasi umumnya dinyatakan dalam satuan kekeruhan (turbidity). Semakin kecil nilai kekeruhan, maka air tersebut semakin jernih atau sebaliknya, semakin besar nilai kekeruhan, maka air tersebut semakin keruh. Hasil filtrasi akan membentuk filter cake yang menempel di bagian atas media filter. Umumnya filtrasi digunakan pada pengolahan air (water treatment), pengolahan air limbah (waste water treatment) dan pengolahan air langsung minum (dari proses reverse osmosis). Ukuran Partikel

25-150 µm

0.2-4 mm

2-6 mm

Nama

Microstaining

Macrostraining

Fine screening

Gravitasi

Gravitasi

Operasi

Gravitasi atau vakum

1.2 Tujuan Praktikum Setelah praktikum dilakukan di laboratorium, mahasiswa dapat: a. Menentukan laju optimum pada proses filtrasi b. Menentukan efisiensi penurunan konsentrasi c. Menghitung kapasitas penurunan konsentrasi terhadap volume media filter.

BAB II LANDASAN TEORI

Pengertian Air Limbah Air limbah atau air buangan adalah sisa air dibuang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zatzatyang dapat membahayakan bagi kesehatan manusia serta mangganggulingkungan hidup.Batasan lainnya mengatakan bahwa air limbah adalah kombinasi daricairan dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perdagangan,perkantoran dan industri, bersama-sama dengan air tanah, air pemukimandan air hujan yang mungkin ada (Haryoto, 2004).

Pengertian Filtrasi Filtrasi adalah suatu operasi pemisahan campuran antara padatan dan cairan dengan melewatkan umpan (padatan + cairan) melalui medium penyaring. Proses filtarsi banyak dilakukan di industri, misalnya pada pemurnian air minum, pemisahan kristal-kristal garam dari cairan induknya, pabrik kertas dan lain-lain. Untuk semua proses filtrasi, umpan mengalir disebabkan adanya tenaga dorong berupa beda tekanan, sebagai contoh adalah akibat gravitasi atau tenaga putar. Secara umum filtrasi dilakukan bila jumlah padatan dalam suspensi relatif lebih kecil dibandingkan zat cairnya (Oxtoby, 2001). Proses penyaringan atau filtrasi adalah operasi dimana campuran yang heterogen antara fluida dan partikel-partikel padatan dipisahkan oleh media filter yang meloloskan fluida tetapi menahan partikel-partikel padatan. Hal yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media berpori. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya dorong, misalnya ; gravitasi, tekanan dan gaya sentrifugal. Pada beberapa proses media filter membantu balok berpori (cake) untuk menahan partikel-partikel padatan di dalam suspensi sehingga terbentuk lapisan berturut-turut pada balok sebagai filtrat yang melewati balok dan media tersebut (Irfani, 2007).

Faktor - faktor yang mempengaruhi filtrasi Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi filtrasi antaranya yaitu laju alir 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 – partikel yang terlalu halus yang tersaring akan lolos, Konsentrasi kekeruhan sangat mempengaruhi efisien dari filtrasi. Konsentrasi kekeruhan air baku yang sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori dari media, dan yang terakhir temperatur adalah perubahn 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 (Nurcahyo, 2012).

2.1 Pengertian Filtrasi Filtrasi merupakan suatu proses pemisahan zat padat dari fluida (cair dan gas) yang membawanya menggunakan suatu medium berpori atau bahan berpori lain untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat padat halus yang tersuspensi dan koloid. Secara umum filtrasi adalah proses yang digunakan pada pengolahan air bersih untuk memisahkan bahan pengotor (partikulat) yang terdapat dalam air. Pada prosesnya umpan melewati suatu media filter yang disusun dari bahan-bahan butiran dengan diameter dan tebal tertentu, sehingga akan terakumulasi pada permukaan filter dan terkumpul sepanjang kedalaman media yang dilewatinya. 2.2 Mekanisme Filtrasi Pada tahap filtrasi, air umpan dialirkan melewati unggun media filter dengan laju alir pengumpanan tertentu sesuai dengan jenis operasi filtrasinya. Dengan adanya media butiran maka akan terjadi pemindahan padatan tersuspensi yang terkandung dalam air umpan, di mana secara garis besar mekanisme pemindahan tersebut melibatkan proses sebagai berikut: a. Straining

Di sini padatan tersuspensi yang berukuran lebih besar dari pori-pori media filter akan tertahan secara mekanik, sedang padatan tersuspensi berukuran lebih kecil dari media filter akan masuk dan terperangkap lebih jauh dalam pori-pori media filter. b. Sedimentasi Di sini padatan tersuspensi mengendap di atas media filter dalam unggun filter. Dalam alirannya sering terjadi penggabungan antar padatan tersuspensinya untuk membentuk partikel yang lebih besar sebelum terjadi pemindahan melalui mekanisme tersebut di atas. Mekanisme pemindahan padatan tersuspensi pada unggun filter dimulai dari bagian atas dari filter. Sebagaimana pori media filter terbuka maka akan terisi dengan padatan tersuspensi yang terfilter dan padatan akan terbawa lebih jauh masuk ke dalam unggun media filter.

2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Efisiensi Filtrasi Dalam proses filtrasi terjadi reaksi kimia dan fisika, sehingga banyak faktor–faktor yang akan mempengaruhi kualitas air hasil filtrasi dan efisiensinya. Faktor–faktor tersebut adalah: 2.4.1

Laju Alir Filtrasi Laju alir filtrasi berkaitan dengan luas penampang unit filtrasi yang dibutuhkan,

laju alir filtrasi dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi padatan, dan kekuatan flok. Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati rongga antar butiran menyebabkan partikel–partikel yang terlalu halus yang tersaring akan lolos dari medium filter. Semakin tinggi laju alir, maka semakin tinggi nilai kekeruhan effluent, sehingga semakin kecil efisiensi filtrasinya. Hal tersebut terjadi karena dengan semakin cepatnya laju alir, akan menyebabkan padatan tersuspensi yang tertahan oleh media filter semakin sedikit karena waktu kontak yang semakin singkat dengan meningkatnya laju alir.

2.4.2 Karakteristik Air Limbah Karakteristik air limbah yang perlu diperhatikan diantaranya konsentrasi padatan, distribusi dan ukuran padatan, serta kekuatan padatan atau flok (untuk proses kimia). Konsentrasi padatan dapat dinyatakan dengan kekeruhan. Kekeruhan yang terlampau tinggi akan merusak medium filter, sehingga harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu, misalnya dilakukan proses koagulasi–flokulasi dan ataupun sedimentasi. 2.4.3

Kedalaman Media, Ukuran, dan Material

Pemakaian media filter dengan ukuran terlalu kecil mengakibatkan terjadinya peningkatan hambatan aliran, dan ukuran media filter terlalu besar mengakibatkan beberapa padatan yang kecil tidak tertahan (loslos) dari filtrasi. Tebal atau tipisnya media akan menentukan lamanya pengaliran dan daya saring. Media yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang sangat tinggi, tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama.

2.5 Media Filtrasi dan Model Aliran Filter Bagian filter yang berperan penting dalam melakukan penyaringan adalah media filter. Media Filter dapat tersusun dari pasir silika alami, anthrasit, atau pasir garnet. Media ini umumnya memiliki variasi dalam ukuran, bentuk dan komposisi kimia. Pada umumnya media filter dapat berupa pasir silica, ijuk, dan kerikil yang dalam penggunaannya dapat ditempatkan secara terpisah atau digabung. Ukuran media filter sangat berpengaruh pada proses fitrasi, semakin kecil ukuran partikel, proses filtrasi semakin baik/air yang dihasilkan semakin jernih.

Ukuran media filter di unit filtrasi adalah sebagai berikut : a) Silica

= 8-12 Mesh

b) Zeolit

= 8-12 Mesh

c) Actived Carbon

= 8-12 Mesh

d) Gravel

= 0,5 – 2,00 cm

Adapun ukuran filter dapat dibagi menjadi: 1. Pasir sangat kasar (very coarse sand) : 2 – 1 mm 2. Pasir kasar (coarse sand)

: 1 – 0,5 mm

3. Pasir sedang (medium sand)

: 0,5 – 0,25 mm

4. Pasir halus (fine sand)

: 0,25 – 0,1 mm

5. Pasir sangat halus (very fine sand)

: 0,1 – 0,05 mm

2.7 Saringan Pasir Lambat dan Saringan Pasir Cepat Menurut SNI 3981:2008 saringan pasir lambat adalah bak saringan yang menggunakan pasir sebagai media filter dengan ukuran butiran sangat kecil, namun mempunyai kandungan kuarsa yang tinggi. Proses penyaringan berlangsung secara gravitasi, sangat lambat dan simultan pada seluruh permukaan media. Proses penyaringan merupakan kombinasi antara proses fisik (filtrasi, sedimentasi dan adsorpsi), proses biokimia dan proses biologis . Sedangkan rapid sand filter adalah salah satu jenis unit filtrasi yang mampu menghasilkan debit air yang lebih banyak dibandingkan slow sand filter, namun kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Selain itu, debit air yang cepat menyebabkan lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi slow sand filter, sehingga membutuhkan proses desinfeksi yang lebih intensif . Ukuran media pasir berkisar antara 0,5-2 mm, dengan laju aliran 5-15 m/jam dan waktu operasi berkisar antara 1-3 hari. Kelemahan yang dimiliki slow sand filter kecepatan penyaringan yang rendah sehingga akan membutuhkan ruangan yang cukup luas. Kecepatan penyaringan pada slow sand filter berkisar antara 0,1-0,4 m/jam atau 20-50 kali lebih lambat dari saringan pasir cepat . Untuk mengatasi masalah tersebut, diperlukan suatu modifikasi saringan pasir lambat dengan tetap mempertahankan kemudahan dalam penggunaannya. Melihat rapid sand filter yang memiliki kecepatan penyaringan yang lebih besar maka hal tersebut dapat digunakan untuk memadukan kelebihan antara rapid sand filter dan slow sand filter.

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

3.1

Alat dan Bahan Alat

Bahan

1. Bak filtrasi

Air Baku

2. TSS-meter

PAC

3. pH-meter

Tawas

4. Alat titrasi 5. Turbidimeter 6. Pompa Peristaltik

3.2

Cara Kerja Mengisi bak umpan dengan air yang mengandung zat/bahan tersuspensi atau zat organic tertentu sekitar L

Mencatat konsentrasi efluen pada setiap periode tertentu.

Menghentikan percobaan saat konsentrasi dalam aliran efluen mulai meningkat

Memastikan semua keran dalam keadaan terbuka

Mengukur volume filtrate dan konsentrasi zat organik pada setiap periode tertentu.

Menggambarkan kurva hubungan antara volume efluen terhadap konsentrasi efluen

Mengalirkan cairan yang mengandung zat atau bahan tersuspensi (konsentrasi tertentu) ke kolom bagian atas dengan variasi laju alir

Mencatat waktu yang diperlukan saat cairan melalui media filter sampai saat keluar dari kolom.

Menentukan konsentrasi dan volume breaktrough secara grafis

Menghitung laju alir media filter.

Mulai

Persiapan :   

Pemahaman MSDS bahan yang dipergunakan Menentukan jumlah air yang akan diolah menjadi air baku Mempersiapkan bahan bahan yang akan di perlukan sesuai kebutuhan

Mengukur kekeruhan ( NTU ) efluent air baku

Mengatur laju alir masuk air baku

Mengatuirkan efluent ke bak filtrasi \ Mengukur nilai kekeruhan (NTU) efluent air baku hasil filtrasi Menghitung efisiensi kekeruhan ( NTU) air baku

Menentukan hubungan efisiensi kekeruhan terhadap variasi laju alir Menentukan laju alir optimum dan maksimum

Selsai

Data Pengamatan Massa tawas Volume air baku

Filtrasi RUN

Laju Alir,Q ( mL/Detik )

Kekeruhan Influent ( NTU )

Kekeruahan Efluen ( NTU )

EFISIENSI =

𝑘𝑒𝑘𝑒𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑎𝑤𝑎𝑙−𝑘𝑒𝑘𝑒𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 𝑘𝑒𝑘𝑒𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑎𝑤𝑎𝑙

Run

x 100%

Efisiensi kekeruhan filtrasi (%)

1 2 3 4 5 6 7 8

DAFTAR PUSTAKA

Deni Maryani , Ali Masduqi dan Atiek Moesriati. 2014. Pengaruh Ketebalan Media dan Rate filtrasi pada Sand Filter dalam Menurunkan Kekeruhan dan Total Coliform. Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya. Effendi, Hefni. 2012. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta : Penerbit Kanisius. H.M. Soeparman, Suparmin. 2001. Pembuangan Tinja dan Limbah Cair. Jakarta : EGC (Penerbit Buku Kedokteran) Said, Nusa Idaman Dan Ruliasih. 2008. Teknologi Pengolahan Air Minum. Jakarta : Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi. Metcalf & Eddy, 1991, “Wastewater Engineering, Treatment, Disposal, and Reuse”, 3rd ed., pp 378-429, Mc Graw Hill Book Co., Singapore. JEMAI, 1999, “Pengetahuan Dasar pada Penanggulangan Pencemaran Lingkungan Air”, 2 nd ed., pp 188-206, JETRO Kim, M., Ahn, Y.H., Speece, R.E., 2002, “Comparative Process Stability and Efficiency of Anaerobic Digestion”, Water Research Vol. 36, pp 4369 - 4385.