Penentuan Kapasitas Unit Sedimentasi Ber

PROCEEDING
NATIONAL CONFERENCE ON CONSERVATION FOR BETTER LIFE

PENENTUAN KAPASITAS UNIT SEDIMENTASI BERDASARKAN TIPE HINDERED ZONE SETTLING
Alien KurniawanhgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
D epartem en

T eknik S ipil dan Lingkungan, F akultas T eknologi P ertanian,
Institut P ertanian B ogor, B ogor, Indonesia
E m ail: allen.kurniaw an@ gm ail.com

ABSTRAK
U nit sedim entasi

berfungsi

untuk

sebagian padatan

organik

dalam

m engurangi

50-65%

air buangan,

serta

konsentrasi

O xygen D em and (B O O ) m elalui proses fisik tanpa pem bubuhan
m em butuhkan
pendekatan

kapasitas unit yang cukup

praktis

untuk

m engetahui

untuk

hindered zone settling. A nalisis ini berdasarkan
per

satuan

w aktu.

P engem bangan

rancangan unit sedim entasi,
zone interface settling,
m 3 /detik;

yaitu

analisis

luas zona pengendapan

B iochem ical

m elalui

tersebut.

analisis

untuk

penentuan

rate dan overflow

S alah satu

berdasarkan

ketinggian partikel tersuspensi

ditujukan

(thickener)

S olid (T S S ) dan

konsentrasi

kedua param eter

sedim entasi

perubahan
ini

solid loading

luas zona lum pur

unit

25-40%

zat kim ia. R ancangan unit sedim entasi

m enyisihkan

kapasitas

T otal S uspended

m enurunkan

salah

pada reaktor

satu

rate. B erdasarkan

tipe

param eter

kurva hindered

2 ; laju pengendapan
m encapai 8,1 m fedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
sebesar 0,001

sebesar 7,4 m 2 ; nilai solid loading m encapai 14,88 kgjm 2 .detik;

dan

m encapai 21,31 m 3 /m 2 .hari.

nilai overflow

K ata kunci: hindered zone settling, overflow

rate, solid loading, total suspended solid.

PENOAHUlUAN
B erbagai aktivitas

m anusia m aupun

proses alam dapat m enghasilkan

cair, m aupun gas. Lim bah m enim bulkan

pengaruh terhadap

penurunan

lingkungan. P engolahan perlu dilakukan

untuk m enghindari

kem ungkinan

kontam inan

di dalam

lingkungan.

lim bah

berupa zat padat,

dan ketidakseim bangan
pengaruh

kualitas

pencem aran

Im plem entasi

pengolahan ., air lirnbah dom estik atau industri
reduksi unsur-unsur polutan sehingga air lim bah am an untuk dibuang ke badan air penerim a.
S ecara garis besar, pengolahan
prim er CBA
( p r im a r y

tingkat
tersier

( te r tia r y

m elibatkan

tr e a tm e n t) ,

tr e a tm e n t) .

m ekanism e

air lim bah
pengolahan

P engolahan

nutrien. T ingkat pengolahan

tergantung

m enjadi

sekunder

prim er

biologis dan kim iaw i,

terbagi

tiga tingkatan,

(s e c o n d a ry

m elibatkan

tr e a tm e n t) ,

m ekanism e

fisik,

yaitu

pengolahan

dan

pengolahan

pengolahan

sedangkan pengolahan tersier digunakan

akibat
berupa

sekunder

untuk m engolah

pada kualitas air lim bah dari berbagai jenis sum ber air lim bah

tersebut.
U nit sedim entasi
m elalui pengendapan.

di dalam pengolahan

air lim bah

P engendapan dapat terjadi

jenis cairan sehingga m udah untuk m engendap
proses

pem isahan

padatan

pem isahan

padatan,

S uspended

S o lid

B io c h e m ic a l

selain

(T 55) dan

O xygen

Dem and

dari

fase

cairan.

gaya gravitasi.
sebagian

konsentrasi padatan dan kecenderungan

m ateri padatan

karena berat jenis padatan lebih besar daripada berat

secara gravitasi. P rinsip dasar proses sedim entasi adalah
S elim ut

U nit

padatan

(B O O ) m elalui

berfungsi untuk m enurunkan

lum pur

sedim entasi

organik

dalam

proses fisik tanpa

( s lu d g e

b la n k e t)

m engurangi
air lim bah,

juga

50-65%
serta

pem bubuhan

m enyebabkan

konsentrasi

25-40%

zat kim ia.

T o ta l

konsentrasi
B erdasarkan

interaksi partikel, sedim entasi dibagi m enjadi em pat tipe. T ipe-

•••
69

ISBN : 978-602-71782-0-5

PR O C EED IN G

NATIONAL

C O N FER EN C E

O N C O N SER VATIO N

FO R BETTER LIFE

diskrit, flokulan, CBA
h in d e r e d , dan kom presi

tipe tersebut adalah sedim entasi

h in d e r e d terjadi pada suspensi dengan konsentrasi

m am pu m enghalangi pergerakan
cukup besar untuk

proses

pengendapan

cenderung untuk berada pada posisi yang tetap
pada prosedur

diperlukan untuk m endapatkan
deskripsi tersebut, tujuan
satuan luas per satuan

ketika konsentrasi

partikel-partikel

(T chobanoglous

presisi terhadap

ini m enentukan

pem iliha

sedangkan

overflow

rate adalah

partikel

G aya antar partikel
berdekatan.

P artikel

B erbagai m acam dasar

P engujian
kriteria

salah satu param eter

r a te . S olid loading rate m enunjukan

w aktu,

yang

e t a l., 2014).

rancangan unit sedim entasi.

pendekatan

penelitian

yaitu s o lid lo a d in g dan o v e r flo w

m enengah ( in te r m e d ia te )

1997). S edim entasi

air. A ir harus bergerak pada ruang antar partikel.

m enghalangi

teori dan asum si tercantum

(D roste,

skala laboratorium

rancangan.

A tas dasar

rancangan unit sedim entasi,

laju penggunaan m assa padatan per
laju pem isahan

flok

dengan

s e ttle r

supem atan di atas perm ukaan air. fedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

M ETODOLOGI PENElITIAN
P enelitian ini m enggunakan
produk peraw atan

tubuh

dan

dilakukan selam a enam jam

contoh

cairan

pad a rentang

seluruh variasi jenis proses diharapkan
A lat penelitian
m eter, tim bangan

m enggunakan

analitik,

uji air lim bah pad a salah satu industri

pencuci

piring terkem uka

w aktu

di Jakarta.

di bidang penyedia

P engam bilan

satu m inggu sehingga karakteristik

contoh

uji

air lim bah

dari

turbidim eter,

DO

dapat terw akili.
im h o ff

desikator,

c o n e , caw an, fu r n a c e ,

dan penggaris. S elain contoh

oven, pH m eter,
uji air lim bah,

tam bahan

bahan

penelitian m enggunakan akuades dan kertas saring 'JI,tuk pengukuran T S S .
C ontoh uji air lim bah cam puran
koagulan optim um

dim asukkan

diukur pada saat supernatan
kursng lebih dua jam .
tr a n s itio n s e ttlin g

Im h o ff

P osisi b o u n d a r y

jam m enggunakan m istar

dan padatan hasil ja r te s t berdasarkan
c o n e hingga

dan padatan m asih tercam pur.

dan c o m p r e s s io n

atau

kernbali diukur.

in te tfa c » s e ttlin g sehingga o v e r flo w

diam ati

s e ttlin g .

berdasarkan

pacta G am bar 1. S etelah dua jam
param eter T S S padatan

supernatan

ke dalam

dan

batas tanda

K em udian, contoh

dicatat

berdasarkan

K etinggian zona s e ttlin g

batas b o u n d a r y .
ketika

hanya terdiri

diplotkan

dosis dan pH

P aram eter

T S S aw al

uji air lim bah didiam kan
yaitu

h in d e r e d

s e ttilin g ,

diukur setiap 10 m enit selam a dua

S ecara skem atik,

zona s e ttlin g

H asil pengukuran

tera.

prosedur

ini dapat diam ati

dari c o m p r e s s io n

m em bentuk

s e ttlin g ,

kurva h in d e r e d

zone

r a te dan s o lid lo a d in g r a te diperoleh.

tl: 0 ..
'" ,

" '~ ::

G am bar 1 S kem atik pengukuran zona s e ttlin g
(S um ber: T chonobanoglous

•••
70

et al., 2014)

IS B N : 978-602-71782-0-5

•

it

•

~.PR O C EED IN G fedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
N ATIO N AL C O N FER EN C E O N C O N SER VATIO N FO R BETTER LIFE

~:

.&

H A S IL DAN PEM BAHASAN
Z one ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
s e t t l i n g terjadi apabila partikel-partikel

zat padat saling berdekatan

jarak yang sam a akibat pengaruh gaya-gaya kohesi m em bentuk
panjang

w aktu

pengendapan,

c o m p r e s s io n .

K ondisi tersebut

zona lum pur

total

berdasarkan

m engalam i pengurangan
S ebagai tujuan
pertim bangan
thickening,

sem akin

yaitu

nilai

besar

ikatan dan struktur

gaya

kohesi

antar

ketinggian

di zona h i n d e r e d ,

unit sedim entasi,

kebutuhan

area

untuk

lum pur.

nilai o v e r fl o w

m em bentuk

zona

dan c o m p r e s s i o n ,

tr a n s itio n ,

pengendapan

luasan

terpilih

besar

kontrol.

dengan konsentrasi hom ogen ( C o ) . H ubungan

dibentuk

satu kurva h i n d e r e d

zo n e

i n t e r fa c e

berdasarkan

dibandingkan

luasan
area

K etinggian kolom ( H o )

ketinggian

zona lum pur dan

pad a G am bar

s e ttlin g

beberapa

kebutuhan

( c l a r i fi c a t i o n ) ,

lebih

th ic ke n in g

pengendapan sehingga nilai fr e e s e t t l i n g jarang digunakan sebagai faktor

berbentuk hiperbola

partikel

pada hasll analisis di T abel 1. D ari data T abel 1, ketinggian

akum ulasi

pengam bilan

diisi oleh padatan tersuspensi
w aktu pengendapan

yang plastis. S em akin

karena gaya kohesi antar partikel sem akin kuat di zona c o m p r e s s i o n .

akhir rancangan

faktor,

dan

m aka

ditunjukkan

di dalam suspensi pada

2. K urva ini

sebagai pem batas untuk m encari nilai o v e r fl o w dan s o l i d l o a d i n g .

G aris horizontal

dibuat

u n d e r flo w . N ilai H u ditentukan

pada

kedalam an

Hu

ketika

padatan

berupa

konsentrasi

tersuspensi CBA

m elalui persam aan:

T abell

H ubungan konsentrasi T S S dan tinggi reaktor

::~'5~~~ftff~i~~1~P· >· · · ~:i.~:~::~
o

37

0

0

5
10
15

698,33

12
0
0

12
11
11

13
11,5
10,5

20
25
30
35
40
45

0
0
0
0
0
0

10
8
7
5
3
0

10
9
6
7
9
9,1
9,5
9,7
9,4

SO

0

0

55
60

0

0

0

0

1577,67

(1 )

Co m erupakan konsentrasi T S S aw al, sedangkan

H o m erupakan

ketinggian

kolom m aksim um

ketika air

lim bah dim asukkan ke dalam kolom . D engan dem ikian,
( 6 9 8 ,3 3
Hu

=

m g /l) ( O ,3 7

(1577,67

m g /l)

• 71• •

m)

=

0,16 m

IS B N : 978-602-71782-0-5

PROCEEDING
NATIONAL CONFERENCE ON CONSERVATION FOR BETTER LIFEhgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

G aris tangen
h in d e r e d

dibuat

pada kurva untuk

dan c o m p r e s s i o n

C 2 . P erpotongan

garis singgung

sehingga nilai t u (w aktu

untuk

dem ikian, luas area t h i c k e n i n g

m endapatkan

90° dengan

garis tegak

m encapai konsentrasi
(A t)

C 2 . T itik ini m erupakan titik tengah
titik ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

S udut hasil persinggungan dua garis tangen m enentukan

s e ttlin g .

lurus

antara

posisi titik

pen entu fedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
C2 m enghubungkan nilai H u
diperoleh

u n d e r fl o w )

sebesar 25 m en it. D engan

adalah:

(2)

=

3

(0,002 m I d e t i k ) (25 m e n i t ) (60 d e t i k l m e n i t )

=

8,1 m 2

(0,37 m )
K ecepatan s u b s i d e n c e CBA
( v ) ditentukan
titik

C2 pada kurva

terhitung

i n t e r fe c e

m erepresentasikan

s e ttlin g

berdasarkan penarikan garis horizontal
dan penarikan

garis vertikal

m enuju

m enuju H u ' di sum bu y dari
t u ' di sum bu

x. K ecepatan

laju pengendapan u n h i d e r e d dari lum pur.

11

(H o

-

H ~)

= ....:.--=----==-

(3)

tu
'

=

(0,37 m - 0,145 m )
. )
(60 m e n i t l j a m )
( 2 8 ,5 m e n l . t

P enentuan laju pengendapan

( O e ) berdasarkan

= 0,47 m e n i t / j a m

volum e cairan di atas zona kritis lum pur sehingga dapat

dihitung m elalui persam aan:

•72
••

IS B N : 978-602-71782-0-5

1

PROCEEDING
NATIONAL CONFERENCE ON CONSERVATION

0,37 m -O ,16 m )
3
0,002 ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
m /d e tik
"
O ,O O lm 3 /detik
(
0,37 m hgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

=
P enentuan

kebutuhan

BETTElfUF~ .,,'
FORfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

=

luas zona pengendapan

diperoleh

m elalui

pem bagian

laju pengendapan

dan

kecepatan pengendapan.

(5)
(0,001

-

3

m /d e tik)

3600

( 0 ,4 7 m e n it/ja m ) (

N ilai CBA
s o lid lo a d in g ditentukan

'.." -,,- -

_ _ ,"

-- ~47 m

ja m ld e tik)

1

2

'

m elalui persam aan:

M a s s a s o lid h a r ia s i

(6)
3

= (0,002 m / d e t i k ! ( 6 9 8 , 3 3
C :4141)

S o lid lo a d in g
m a ssa

s o lid

. .) , =

g /m 3 )(8 6 4 0 0 ~ ti~
hart

kg .
hari

r a te
h a r ia ti

=-------

(7)

=
N ilai o v e r fl o w ditentukan
S o lid lo a d in g

120,67

1 2 0 ,6 7 k g /h a r i

8,1 m 2

='

14,88 k g / m 2

h 4 1 1 'i

m elalui persam aan:

r a te

Q

(8)

=

(0,002

m

8,1

3

/d e tik),

m2

'=

' ,

2131

.•
2 ha
m ·J m
ri

'

e e e,

73

ISB N978-602-71782-0-5
:

PROCEEDING
NATIONAL CONFERENCE

ON CONSERVATION

FOR BETTER LIFE

KESIMPULANfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Berdasarkan kurva ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
h i n d e r e d z o n e i n t e r fa c e s e t t l i n g , luas zona lum pur ( t h i c k e n e r ) m encapai 8, 1m 2;
3
2
laju pengendapan sebesar 0,001 m /detik; luas zona pengendapan sebesar 8,47 m ; nilai s o l i d l o a d i n g
3
2
m encapai 14,88 kg/rrr'.detik; dan nilai o v e r fl o w m encapai 21,31 m / m . h a r i .

Daftar Pustaka

& Sons
D roste, R. L. (1997): T h e o r y a n d P r a c t i c e o f W a t e r a n d W a s t e w a t e r T r e a t m e n t , John W illy hgfedcbaZYXW
Inc., N ew Jersey.
Tchobanoglous, G ., Stensel, H . D ., Tsuchihashi, R., Burton, F. (2014): W a s t e w a t e r E n g i n e e r i n g :
T r e a t m e n t a n d R e s o u c e R e c o v e r y , M cG raw -H ill, N ew Y ork.

74
IS B N : 978-602-71782-0-5