[teodas] Sedimentasi.docx

1. Sedimentasi Sedimentasi merupakan proses pemisahan atau pengendapan partikel zat padat dalam air yang didasarkan atas gerakan partikel zat padat tersebut melalui fluida akibat adanya gaya gavitasi. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses sedimentasi, pada proses ini bisa dilakukan tanpa tambahan bahan kimia bila ukurannya sudah besar dan mudah mengendap tapi dalam kondisi tertentu dimana bahanbahan terususpensi sulit diendapkan maka akan digunakan bahan kimia sebagai bahan pembantu dalam proses sedimentasi, pada proses ini akan terjadi pembentukan flok-flok dalam ukuran tertentu yang lebih besar sehingga mudah diendapkan pada proses yang menggunakan bahan kimia ini masih diperlukan pengkondisian pH untuk mendapatkan hasil yang optimal (Risdianto, 2007). Kecepatan pengendapan partikel yang terdapat dalam air bergantung pada berat jenis, bentuk dan ukuran partikel, viskositas air dan kecepatan aliran dalam bak pengendapan. (Huisman, 1977).

2. Koagulasi dan Flokulasi Koagulasi merupakan proses destabilisasi muatan padatan tersuspensi dengan suatu koagulan, sehingga akan terbentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan. Pengadukan cepat (Flash mixing) merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari proses koagulasi. Pada proses koagulasi, koagulan dan air limbah yang akan diolah dicampurkan dalam suatu wadah atau tempat kemudian dilakukan pengadukan secara cepat (Flash mixing) yang bertujuan untuk untuk mempercepat dan menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air limbah yang diolah agar diperoleh campuran yang merata distribusi koagulannya sehingga proses pembentukan gumpalan atau flok dapat terjadi secara merata pula (Pusteklim, 2017; Masrun, 1987; Rau, 1980). Koagulan yang dapat digunakan terdiri dari dua pilihan yaitu Aluminium Sulphate (Alum) atau Polyaluminium Chloride (PAC). a. Aluminium Sulphate (Alum)

Penggunaan alum efektif pada rentang pH yang terbatas yaitu pH 6.5-7.5 (Ebeling dan Ogden, 2004). Aluminium suflat memerlukan alkalinitas (seperti kalsium bikarbonat) dalam air agar terbentuk flok: A12(SO4)3 · 18 H2O + 3Ca(HCO3)2 → 3CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 6CO2 + 18H2O Bila alkalinitas alamnya kurang, perlu dilakukan penambahan Ca(OH)2: Al2(SO4)3 . 18H2O + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 18H2O b. Polyaluminium Chloride (PAC) Menurut Echanpin (2005) dalam Yuliati (2006), PAC merupakan koagulan anorganik yang tersusun dari polimer makromolekul dengan kelebihan seperti memiliki tingkat adsorpsi yang kuat, mempunyai kekuatan lekat, tingkat pembentukan flok-flok tinggi walau dengan dosis kecil, memiliki tingkat sedimentasi yang cepat, cakupan penggunaannya luas, merupakan agen penjernih air yang memiliki efisiensi tinggi, cepat dalam proses, aman, dan konsumsinya. Dalam reaksi hidrolisis PAC, 3 molekul H+ akan terbentuk. Hidrolisis tersebut terjadi pada koagulasi pada pH 5,8-7,5. Dalam rentang pH ini, warna dan zat koloid disisihkan melalui adsorpsi ke dalam hidroksida logam hasil hidrolisis yang terbentuk (Gebbie 2005). Flokulasi

merupakan

suatu

proses

pembentukan

flok

dimana

terjadi

pengelompokan atau aglomerasi antara partikel dengan koagulan. Flokulasi dilakukan dengan cara pengadukan lambat (Slow mixing). Pada flokulasi terjadi penggabungan atara partikel-partikel koloid oleh flokulan yang akan mengubah partikel tersebut menjadi lebih besar. Pada Metcalf and Eddy, Inc. (1991) dalam Ebeling dan Ogden (2004), Unit proses koagulasi-flokulasi biasanya terdiri dari tiga langkah pengolahan yang terpisah yaitu: a. Pada proses pengadukan cepat, bahan-bahan kimia yang sesuai ditambahkan ke dalam aliran air limbah yang kemudian diaduk pada kecepatan tinggi secara intensif, b. Pada proses pengadukan lambat, air limbah diaduk pada kecepatan sedang supaya membentuk flok-flok besar sehingga mudah diendapkan, c. Pada proses sedimentasi, flok yang terbentuk selama flokulasi dibiarkan mengendap kemudian dipisahkan dari aliran effluent.

3. Sistem Batch pada Sedimentasi Hasil-hasil percobaan sistem batch menunjukkan bahwa kecepatan pengendapan menurun dengan meningkatnya konsentrasi. Kesetimbangan penurunan kecepatan linear dan kenaikan kecepatan massa akibat berat jenis padatan di dalam lapisan yang lebih besar tidak dapat diduga, namun hal ini sangatlah penting dalam proses desain (Mustafa, 2010).

Gambar1. Kurva hasil tes untuk proses sedimentasi secara batch Sumber: Mustafa, 2010. Gradien (slope) dari kurva pada sembarang titik waktu menunjukkan kecepatan pengendapan suspensinya dan merupakan karakteristik suatu konsentrasi padatan spesifik. Sebagian permulaan kurva tersebut cenderung linear sesuai dengan kecepatan pengendapan konstan larutan pada konsentrasi awal. Dalam thickening, daerah permulaan tersebut menunjukkan bagian kecil yang sangat kecil dibanding waktu thickening total. Ketika waktunya meningkat, kecepatan pengendapannya menurun. Suatu cara untuk menjelaskannya yaitu dengan asumsi bahwa kecepatan pengendapan sebanding dengan konsentrasi padatan yang terkumpul.

4. Plate Settler Plate settler merupakan keeping pengendap yang dipasang pada settling zone (zona pengendapan) di bak sedimentasi dengan kemiringan tertentu yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dan memperluas bidang pengendapan sehingga proses fisika dari sedimentasi dapat berlangsung lebih effektif. Adapun tiga macam aliran yang melalui plate settler yaitu (Hendrick, 2005):

a. Upflow (aliran keatas), yaitu dimana sludge yang mengendap turun ke dasar bak melalui plate ketika aliran air mengalir ke atas menuju outlet zone. b. Downflow (aliran ke bawah), yaitu dimana sludge yang mengendap turun ke dasar bak melalui plate bersamaan dengan aliran air yang mengalir ke bawah. c. Crossflow (aliran silang), yaitu dimana sludge yang mengendap turun ke dasar bak, sedangkan aliran air menyilang (crossing) di masing – masing plate.

DAFTAR PUSTAKA Ebeling, James M. dan Sarah R. Ogden (2004), “Application of Chemical Coagulation Aids for the Removal of Suspended Solids (TSS) and Phosphorus from the Microscreen Effluent Discharge of an Intensive Recirculating Aquaculture System”, North American Journal of Aquaculture 66:198-207 Eckenfelder Jr, W. Wesley. 2000. Industrial Water Pollution Control 3th ed. Singapore: Mc Graw Hill Book Co. Gebbie, Peter (2005), “A Dummy’s Guide to Coagulants”, 68th Annual Water Industry Engineers and Operators, Conference Schweppes Centre, Bendigo. Hendricks, David, 2005, ”Water Treatment Unit Processes Physical and Chemical”, Taylor and Francis Group, New York, hal. 184 – 190. Huisman, L., 1977, ”Sedimentation and Flotation”, Delft University Of Technology, hal. 3-2 – 340. Metcalf dan Eddy, Inc. (2004). Wastewater Engineering, Treatment and Reuse. Ed. IV. McGrawHill, Singapura. Mustafa. 2010. Evaluasi Laju Sedimentasi pada Kolom Sedimentasi Sistem Batch dengan Penambahan Flokulan. Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Samarinda. Risdianto Dian. 2007. Optimasi Proses Koagulasi Flokulasi untuk Pengolahan Air Limbah Industri Jamu (Studi Kasus PT. Sido Muncul). Tesis Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Semarang.