80 Setiap mgl Fluoride membutuhkan 4,25 mgl kalsium
Japerson, 1987. Beberapa faktor yang mempengaruhi terbentuknya floc pada proses koagulasi flokulasi :
a. Dosis dan jenis bahan koagulasi;
b. Kondisi pH;
c. Alkalinitas;
d. Kekeruhan air baku;
e. Type Suspended Solid;
f. Pengadukan;
Untuk mengetahui dosis bahan koagulan optimum yang ditambahkan ditentukan berdasarkan percobaan laboratorium yang
dinamakan Jas Test Tebut, 1979.
Cara kerja Jar Test adalah sebagai berikut: 1.
Siapkan larutan alum dengan 10gr alum dalam 1 liter air bersih dalam bejana gelas 1liter. Pastikan seluruh alum
larut
Contoh: c = 100 gr ltr
ml liter
c 100
1 .
100 10
10 =
= =
Air pengencer = 1000-100ml = 900ml Hasil = 1 larutan alum.
81 2.
Campurkan air baku dengan baik dan isi semua bejana gelas alat Jar-Test yang telah dibersihkan, masing-masing
dengan 1liter air baku. 3.
Masukan alat pengaduk kedalam bejana berisi air baku, atur pengadukan pada 100-150rpm pengadukan cepat.
4. Bubuhkan larutan alum 1kedalam masing-masing
bejana dengan jumlah yang berbeda. Bubuhkan mulai dari bejana 1-6 dengan jumlah yang berurutan yaitu 1cc, 2cc,
3cc, 4cc, 5cc, 6cc larutan alum1 untuk kekeruhan air baku kurang dari 500 FTU. Untuk kekeruhan yang lebih
tinggi dibubuhkan mulai dari 4cc, 5cc, 6cc, 7cc, 8cc, 9cc. 5.
Setelah dibubuhkan larutan alum kedalam bejana, pengadukan cepat dilakukan selama 1 menit, kemudian
kecepatan diturunkan menjadi 40rpm selama 20 menit pengadukan lambat.
6. Setelah 20 menit pengadukan lambat 40rpm hentikan
pengadukan, angkat pengaduk dan biarkan floc-floc mengendap selama 30 menit.
7. Setelah mengendap 30 menit pindahkan air jernih kedalam
bejana bersih 250ml, ukur kekeruhan tiap bejana secara terpisah.
82 8.
Buat grafik besarnya dosis mgltr alum dan kekeruhan. Pilih dosis optimum D mgltr = grm
3
yang menghasilkan kekeruhan terkecil.
9. Jika pH untuk dosis optimum kurang dari 7, bias juga
menambahkan dengan Soda-ash untuk memperbaiki pH antara 7-8.
10. Ulangi langkah 2 sd 10, tetapi dengan dosis D-0.5cc, D-
0.3cc, D-0.1cc dan seterusnya. Larutkan alum 1 mengikuti langkah 4 dan seterusnya
11. Hitung untuk jumlah aliran air Q ltrdet, aliran q ltrjam
larutan alum yang harus dibubuhkan untuk mendapatkan dosis optimum mgltr.
c QxD
q =
Dimana: q = debit larutan alum ltrjam
Q = debit pengolahan ltrdet
C = konsentrasi larutan alum yang siap
dipakai dalam bak penyiapan instalasi.
83 Gambar 5.3 Alat Jar Test Flokulasi
Kreteria: -
Kapasitas Pengolahan =
205 ldet -
BJ aluminium sulfat =
2.71 kgl -
Dosis aluminium sulfat =
12 mgl asumsi -
Kadar Al dalam Al
2
SO
4 3
.18H
2
O =
60 -
Konsentrasi Larutan Alum =
5 Asumsi perencanaan
- Jumlah Bak
= 1 buah
- Bentuk Bak
= silinder
- digunakan
= stiap 24 jam
- h
= 1.5 diameter
• Untuk Tahap I
m = Q x C
alum
m = 105 x 12 m = 1260 mgdt = 108,864 kghr
Kebutuhan Aluminium Sulfat, m:
84
•
M = m x Kebutuhan Alum, M
60 100
M = 108,864 x
60 100
M = 181,44 kghr
•
Q
al
= Debit Koagulan, Q
al
:
ρ M
=
71 ,
2 44
, 181
= 66,95 lhr
= 2,79
ljam
•
Volume Alum yang Dibutuhkan Setiap 24 jam sekali, V
alum
V
alum
= Q
alum
x 24 jam V
alum
= 2,79 x 24 V
alum
= 66,96 lpembubuh
:
•
Vair = Pelarut yang digunakan, Vair:
ρ xValum
C C
− 100
Vair =
1 96
, 66
100 x
C C
−
85
h
d
Vair = 1272,24 liter
•
Vtot = Valum + Vair Vtot = 66,96 + 1272,24
Vtot = 1339 ltr = 1,339 m
3
Volume Larutan total, Vtot
•
Vt = Luas alas x tinggi
Vt =
Dimensi Bak Pembubuh:
h d
2
4
π
1,339 = d
d 5
, 1
4
2
π
D = 1.04 meter
H = 1,5 x 1.04
H = 1,56 meter
Maka dimensi bak pembubuh berdiameter, d = 100 cm dan tingginya h = 150 cm
• Untuk Tahap II III
m = Q x C
alum
Kebutuhan Aluminium Sulfat, m:
86 m = 50 x 12
m = 600 mgdt = 51,84 kghr
•
M = m x Kebutuhan Alum, M
60 100
M = 51,84 x
60 100
M = 86,4 kghr
•
Q
al
= Debit Koagulan, Q
al
:
ρ M
=
71 ,
2 4
, 86
= 31,88 lhr
= 1,32 ljam
•
Volume Alum yang Dibutuhkan Setiap 24 jam sekali, V
alum
V
alum
= Q
alum
x 24 jam V
alum
= 1,32 x 24 V
alum
= 31,68 lpembubuh
:
•
Vair = Pelarut yang digunakan, Vair:
ρ xValum
C C
− 100
87
h
d
Vair =
1 68
, 31
100 x
C C
−
Vair = 601,92 liter
•
Vtot = Valum + Vair Vtot = 31,68 + 1601,92
Vtot = 633 ltr = 0,633 m
3
Volume Larutan total, Vtot
•
Vt = Luas alas x tinggi
Vt =
Dimensi Bak Pembubuh:
h d
2
4 π
0.633 =
d d
5 ,
1 4
2
π
D = 80 cm
H = 1,5 x 0, 80
H = 120 cm
Maka dimensi bak pembubuh berdiameter, d = 80 cm dan tingginya h = 120 cm
5.3.3 FLOKULASI
Tujuan flokulasi ialah untuk menghasilkan peningkatan jumlah kontak antar partikel-partikel koagulasi tersuspensi dalam air dengan
88 pengadukan lamban dan relatif lama. Selama pengadukan partikel-
partikel saling bertubrukan dan menghasilkan flok-flok yang lebih besar dan mudah dipisahkan. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan ialah:
– Kekeruhan air baku dan partikel-partikel terlarut dalam air.
– Suhu air baku.
– Jenis aliran pengolahan
– Jenis sistim koagulasi yang dipergunakan.
– Kondisi lokal.
Jenis pengaduk dirancang menyesuaikan dengan proses flokulasi yang diambil. Pada perancangan ini jenis pengaduk yang diambil ialah
jenis pengaduk mekanis. Ukuran dan bentuk sebuah media flokulasi ditentukan oleh jenis flokulator yang diambil. Untuk perencanaan ini
diambil jenis empat persegi panjang dengan jenis aliran vertikal. Dimensi bak bagian flokulasi ialah sebagai berikut:
Kreteria perencanaan: 1.
kecepatan aliran, v = 1 – 5 mmdet
2. Gradien Hidrolis, G =
1000 – 700 s
Untuk Tahap I
•
Bentuk bak =
Bujur Sangkar Untuk dimensi flokulasi direncanakan:
•
Dimensi =
p x l x h
•
Kapasitas pengolahan = 0,125 m
3
det = 125 ldet
•
Kecepatan Aliran, v =
0.004 mmdet.
•
Tinggi Bak, h =
2.0 meter
•
Gradien Kecepatan =
850det
•
Suhu, T =
20
o
C
89
20 0c
m
560cm 50cm
•
Viskositas absolute air = 1.0087 x 10
-3
kgm.s
•
Percepatan Gravitasi, g = 9.81 mdet
2
- Luas Penampang Tangki Flokulasi, A:
A = Qv = 0.1250.003
= 31.25m
2
- Volume Bak, V:
V = Luas Alas x Tinggi = 31.25 x 2,0
= 62.5 m
3
- Dimensi Bak Flokulasi :
V = P xL x T
V = L x L x 2.0
62.5 = 2L
2
L = 5,6 m
Jadi Dimensi Bak adalah ; P xL x T = 5,6 x 5,6 x 2,0meter
- Volume Bak yang baru:
V = P xL x T = 5,6 x 5,6 x 2,0
= 62,72 m
3
Gambar 5.5a. Bagian-bagian pada tangki flokulasi
Lancar Transisi
90
2 00
cm
Untuk Tahap II
•
Bentuk bak =
Bujur Sangkar Dimensi flokulasi direncanakan:
•
Dimensi =
p x l x h
•
Kapasitas pengolahan = 0,080 m
3
det = 80 ldet
•
Kecepatan Aliran, v =
0.004 mmdet.
•
Tinggi Bak, h =
2.0 meter
•
Gradien Kecepatan =
850det
•
Suhu, T =
20
o
C •
Viskositas absolute air = 1.0087 x 10
-3
kgm.s
•
Percepatan Gravitasi, g = 9.81 mdet
2
- Luas Tangki Flokulasi, A:
A = Qv = 0.080.004
= 20,00m
2
- Volume Bak, V:
V = Luas Alas x Tinggi = 20 x 2,0
= 40 m
3
- Dimensi Bak Flokulasi :
V = P xL x T
V = L x L x 2.0
40 = 2L
2
L = 4,5 m
Jadi Dimensi Bak adalah ; P xL x T = 4,5 x 4,5 x 2,0meter
- Volume Bak yang baru:
V = P xL x T = 4,5 x 4,5 x 2,0
= 40,5 m
3
91 Gambar 5.5b. Bagian-bagian pada tangki flokulasi
A. Waktu aliran air dalam tangki Flokulator
Laju aliran air dalam tangki diketahui dengan menggunakan persamaan kontinuitas fluida, yaitu:
Q =
A.V m
3
jam………………………...………..5.1 Dimana: A ialah luas penampang media aliran,
V ialah kecepatan linear fluida dalam media aliran. Kecepatan linear aliran air pada pipa masuk IPA:
Dedit aliran air masuk IPA direncanakan sebesar 125 ldet pada tahap pertama, luas penampang pipa diasumsikan 0.0937 m
2 -
dengan diameter 35cm, dan panjang pipa air masuk kurang lebih 4 m. Maka kecepatan linear air dalam pipa ialah:
V = QA = 0.125 m
3
det 0.0937 m
2
= 1,33 mdetik
t = Panjang pipa Kecepatan linear = 4 m 1.33 mdetik = 3,0 detik + 1 detik losses pipa = 3,1 detik
≈ 3 detik. Waktu t yang dibutuhkan partikel air untuk melalui pipa air
masuk ialah:
Lancar Transisi
92 Waktu limpahan dalam tangki flokulasi:
– Beban permukaan.
= 5,6 x 5,6 x 2,0meter Waktu limpahan dihitung berdasarkan rumus:
T =
VolQ jam...............................................................5.2
Dimana: Vol ialah volume tangki = 5,60 x 5,60 x 2,0 m =
62,72 m
3
. Debit air masuk, Q= 125 ldet.
T = 62,72 m
3
0,125m
3
det = 502 detik = 8,3 menit Lamanya waktu proses pengolahan air di tangki flokulasi sama
dengan dua kali waktu limpahan lihat gambar 5.5, sehingga: T
flokulasi
= 2 x T = 2 x 502 detik = 16,72 menit
B. Analisa Bagian Sedimentasi
Sendimentasi adalah unit yang dibuat dengan fungsi untuk mengendapkan partikel yang telah berbentuk floc yang
dihasilkan dari proses koagulasi dan flokulasi. Jadi unit sendimentasi ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-
partikel yang tidak terendapkan. Bagian sedimentasi pada perancangan ini merupakan satu
kesatuan dengan bagian flokulasi yang disebut dengan Tangki Flokulator. Bagian sedimantasi dirancang berdasarkan
parameter-parameter sebagai berikut:
– Tinggi tangki efektif
– Kecepatan aliran air horizontal rata-rata
– Waktu penahanan
93
– Besarnya pembebanan selama pencucian weir.
Sedangkan untuk daerah pengendapan tergantung pada parameter:
– Karakteristik pengendapan pada padatan tersuspensi floc
– Beban permukaan.
– Tinggi tangki.
– Rasio panjang –vs- lebar tangki.
– Nilai Reynold dan Nilai Froude tangki.
Rasio panjang –vs- lebar tangki harus berkisar antara 1:3 hingga 1:5.
Nilai Reynold dipergunakan untuk menentukan jenis aliran yang terjadi pada air olahan selama proses berlangsung.
Nilai Reynold diperoleh berdasarkan rumus: Re =
ν
R Vo.
tanpa dimensi.................................................5.3
Dimana : - Re : bilangan Reynold,
- Vo : kecepatan linear air dalam tangki mdtk, - R : jari-jari hidrolik m,
- ν : viskositas kinetik fluida m
2
dtk. Untuk menghasilkan aliran air yang relatif tenang, maka Re
harus lebih kecil dari 2000 Re 2000. Nilai Froude diperoleh berdasarkan rumus:
94 Fr =
gR Vo
2
tanpa dimensi ....................................................
5.4 Dimana: