BAB I PENDAHULUAN
Proses sedimentasi berkaitan dengan proses pengendapan partikel-patikel padatan didalam suatu campuran yang umumnya disebut slurry. Pengendapan itu sendir sendirii merupa merupakan kan suatu suatu peristi peristiwa wa turunn turunnya ya partke partkel-p l-parti artikel kel yang yang awalny awalnyaa tersebar atau tersuspensi dalam cairan, karena gaya gravitasi. Pengendapan proses sedimentasi dapat dilakukan dengan gaya gravitasi atau cara sederhananya adalah dengan dengan membi membiark arkan an padatan padatan mengnd mengndap ap dengan dengan sendir sendiriny inya. a. Setelah Setelah partik partikel el terse tersebu butt meng mengen enda dap p maka maka air air jern jernih ih dapa dapatt dipi dipisah sahka kan n dari dari pada padata tan n semul semulaa tersuspensi tersuspensi didalamnya. didalamnya. Cara lain yang yang lebih cepat yaitu dengan melewatkan melewatkan air pada sebuah bak dengan kecepatan tertentu sehingga padatan terpisah dari aliran tersebut dan jatuh kedalam bak pengendap. Kecepatan pengendap partikel yang terdapat terdapat diair tergantung tergantung pada berat jenis, berat da ukuran ukuran partikel, viskositas viskositas air dan kecepatan kecepatan aliran dalam bak pengendap pengendap.. Berbagai Berbagai tipe sedimentasi sedimentasi banyak dijumpai dijumpai dalam teknologi teknologi proses, proses, proses itu tidak hanya dipengaruhi dipengaruhi oleh proses isik, tetapi juga dipengaruhi oleh karakteristik partikel itu sendiri, yaitu meliputi karakteristik cairan dan karakteristik partikel-partikel sedimentasi. !plikasi dari proses sedimentasi terutama pada proses utilitas, terdapat pengolahan air yang digunakan untuk air proses, air sanitasi, maupun umpan boiler. !ir yang yang akan diproses harus benar-benar murni tidak mengandung partikel padatan maupun "at-"at terlarut lainnya. #iindustri umumnya digunakan thickener dan clariier untuk melangsungka proses sedimentasi , bahkan sering ditambahkan "at pengendap pengendap atau $kougulan% $kougulan% untuk mempercepat mempercepat proses pengendapa pengendapan. n. &leh karena itu sedimentasi sangat dibutuhkan untuk menunjang kerja suatu proses, bahkan ungsi intinya sekalipun dalam suatu pabrik untuk menghasilkan produk yang kualitasnya diinginkan. !dapun tujuan dari proses sedimentasi adalah untuk memindahkan partikel dari suatu luida tersebut terbebas dari partikel-partikel pengotornya.
'
BAB II ISI
1. Defi Defini nisi si sedi sedime ment ntas asii
Sedimentasi adalah salah satu operasi pemisahan campuran padatan dan cairan $ slurr slurr y% menja enjadi di cair cairan an benin eninga gan n dan sludge $ slurry slurry yang yang lebi lebih h peka pekatt konsentrasinya%. Sedimentasi adalah suatu proses pemisahan suspensi secara mekani mekanik k menjad menjadii dua bagian bagian,, yaitu yaitu slurry slurry dan supern supernatan atant. t. Slurry Slurry adalah adalah bagian dengan konsentrasi partikel terbesar, dan supernatant adalah bagian cairan cairan yang yang bening bening,, pada pada suhu suhu seragam seragam untuk untuk menceg mencegah ah perges pergesera eran n luida luida karena karena konvek konveksi. si. Proses Proses ini memana memanaatk atkan an proses proses gravit gravitasi, asi, yaitu yaitu dengan dengan mendia mendiamka mkan n suspen suspensi si hingga hingga memben membentuk tuk endapa endapan n terpisah terpisah dari dari bening beningan an $oust, '()*%. Pemisahan dapat berlangsung karena adanya gaya gravitasi yang terjadi pada butiran tersebut.
2. Proses Proses sediment sedimentasi asi dalam dalam Indust Industri ri Kimia
Proses sedimentasi dapat dilakukan dengan tiga macam cara, yaitu +
Cara Batch Cara Batch Cara ini cocok dilakukan untuk skala laboratorium, karena sedimentasi batch paling batch paling mudah dilakukan, pengamatan penurunan ketinggian mudah. ekani ekanisme sme sedime sedimenta ntasi si batch pada suatu silinder tabung bisa dilihat pada gambar berikut +
ambar ' . ekanisme Sedimentasi Batch Sedimentasi Batch Keterangan + ! / cairan bening B / "ona konsentrasi seragam 0
C / "ona ukuran butir tidak seragam # / "ona partikel padat terendapkan
ambar ' di atas menunjukkan slurry awal yang memiliki konsentrasi seragam dengan partikel padatan yang seragam di dalam tabung $"ona B%. Partikel
mulai
mengendap
dan
diasumsikan
mencapai
kecepatan
maksimum dengan cepat. 1ona # yang terbentuk terdiri dari partikel lebih berat sehingga lebih cepat mengendap. Pada "ona transisi, luida mengalir ke atas karena tekanan dari "ona #. 1ona C adalah daerah dengan distribusi ukuran yang berbeda-beda dan konsentrasi tidak seragam. 1ona B adalah daerah konsentrasi seragam, dengan komsentrasi dan distribusi sama dengan keadaan awal. #i atas "ona B, adalah "ona ! yang merupakan cairan bening. Selama sedimentasi berlangsung, tinggi masing-masing "ona berubah $gambar 0 b, c, d%. 1ona ! dan # bertambah, sedang "ona B berkurang. !khirnya "ona B, C dan transisi hilang, semua padatan berada di "ona #. Saat ini disebut critical settling point, yaitu saat terbentuknya batas tunggal antara cairan bening dan endapan $2oust, '()*%.
Cara Semi- Batch Pada sedimentasi semi-batch , hanya ada cairan keluar saja, atau cairan masuk saja. 3adi, kemungkinan yang ada bisa berupa slurry yang masuk atau beningan yang keluar. ekanisme sedimentasi semi-batch bisa dilihat pada gambar berikut +
4
ambar 0. ekanisme Sedimentasi Semi- Batch Keterangan + ! / cairan bening B / "ona konsentrasi seragam C / "ona ukuran butir tidak seragam # / "ona partikel padat terendapkan
Cara Kontinyu Pada cara ini, ada cairan slurry yang masuk dan beningan yang dikeluarkan secara kontinyu. Saat steady state, ketinggian tiap "ona akan konstan. ekanisme sedimentasi kontinyu bisa dilihat pada gambar berikut +
ambar 4. ekanisme Sedimentasi Kontinyu Keterangan + ! / cairan bening B / "ona konsentrasi seragam C / "ona ukuran butir tidak seragam # / "ona partikel padat terendapkan
Kecepatan sedimentasi dideinisikan sebagai laju pengurangan atau penurunan
ketinggian
daerah
batas
antara
slurry
$endapan%
dan
supernatant $beningan% pada suhu seragam untuk mencegah pergeseran luida karena konveksi $Brown, '(5*%. Pada keadaan awal, konsentrasi slurry seragam di seluruh bagian tabung. Kecepatan sedimentasi konstan, terlihat pada graik hubungan antara 1 6 7
dan 86 membentuk garis lurus untuk periode awal $d1dt/9/konstan %. Periode ini disebut free settling , dimana padatan bergerak turun hanya karena gaya gravitasi. Kecepatan yang konstan ini disebabkan oleh konsentrasi di lapisan batas yang relati masih kecil, sehingga pengaruh gaya tarik-menarik antar partikel, gaya gesek dan gaya tumbukan antar partikel dapat diabaikan. Partikel yang berukuran besar akan turun lebih cepat, menyebabkan tekanan ke atas oleh cairan bertambah, sehingga mengurangi kecepatan turunnya padatan yang lebih besar. :al ini membuat kecepatan penurunan semua partikel $baik yang kecil maupun yang besar% relati sama atau konstan. Semakin banyak partikel yang mengendap, konsentrasi menjadi tidak seragam dengan bagian bawah slurry menjadi lebih pekat. Konsentrasi pada bagian batas bertambah, gerak partikel semakin sukar dan kecepatan turunnya partikel berkurang. Kondisi ini disebut hindered settling . Kondisi free settling dan hindered settling dapat diamati pada graik hubungan antara 16 dan 8 6. #imana untuk kondisi free settling ditunjukkan saat graik masih berupa garis lurus, sedangkan saat graik mulai melengkung merupakan kondisi hindered settling .
Berdasarkan konsentrasi dan kecenderungan partikel berinteraksi, proses sedimentasi terbagi atas tiga macam+
Sedimentasi TIpe I Plain Settling Discrete particle
Sedimentasi ;ipe < merupakan partikel diskret, yaitu partikel yang dapat mengendap bebas secara individual tanpa membutuhkan interaksi antar partikel. Sesuai dengan deinisi di atas, maka pengendapan terjadi karena adanya interaksi gaya-gaya di sekitar partikel, yaitu gaya drag dan gaya impelling. assa partikel menyebabkan adanya gaya drag yang diimbangi oleh gaya impelling, sehingga kecepatan pengendapan partikel konstan. erupakan pengendapan partikel tanpa menggunakan koagulan. ;ujuan dari unit ini adalah menurunkan kekeruhan air baku dan digunakan pada grit chamber . #alam perhitungan dimensi eekti bak, aktor-aktor yang
5
mempengaruhi performance bak seperti turbulensi pada inlet dan outlet , pusaran arus lokal, pengumpulan lumpur, besar nilai sehubungan dengan penggunaan perlengkapan penyisihan lumpur dan aktor lain diabaikan untuk menghitung performance bak yang lebih sering disebut dengan ideal settling basin.
Sedimentasi Tipe II !Flocculant Settling " Sedimentasi tipe << adalah adalah pengendapan partikel lokulen dalam
suspensi encer dimana selama pengendapan terjadi saling interaksi antar partikel. Selama dalam operasi pengendapan, ukuran partikel lokulen bertambah besar, sehingga kecepatannya juga meningkat. Sebagai contoh sedimentasi tipe << antara lain pengendapan pertama pada pengolahan air limbah atau pengendapan partikel hasil proses koagulasi-lokasi pada pengolahan air minum maupun air limbah. Pengendapan partikel lokulen akan lebih eisien pada ketinggian bak yang relati kecil. Karena tidak memungkinkan untuk membuat bak yang luas dengan ketinggian minimum, atau membagi ketinggian bak menjadi beberapa kompartemen, maka alternati terbaik untuk meningkatkan eisiensi pengendapan bak adalah dengan memasang tube settler pada bagian atas bak pengendapan untuk menahan lok=lok yang terbentuk. Kecepatan pengendapan partikel tidak bisa ditentukan dengan persamaan Stoke>s karena ukuran dan kecepatan pengendap tidak tetap. Besarnya partikel yang mengendap diuji dengan column setting test dengan multiple withdrawal ports.
Hindered Settling (Zone Settling)
erupakan
pengendapan
dengan konsentrasi
koloid dan
partikel
tersuspensi adalah sedang, di mana partikel saling berdekatan sehingga gaya antar pertikel menghalangi pengendapan paertikel-paertikel di sebelahnya. Partikel berada pada posisi yang relati tetap satu sama lain dan semuanya mengendap pada suatu kecepatan yang konstan. :al ini mengakibatkan massa pertikel mengendap sebagai suatu "ona, dan menimbulkan suatu permukaan kontak antara solid dan liquid.
?
Sedimentasi adalah suatu proses yang bertujuan memisahkanmengendapkan "at-"at padat atau suspensi non-koloidal dalam air. Pengendapan dapat dilakukan dengan memanaatkan gaya gravitasi. Cara yang sederhana adalah dengan membiarkan padatan mengendap dengan sendirinya. Setelah partikel partikel mengendap, maka air yang jernih dapat dipisahkan dari padatan yang semula tersuspensi di dalamnya. Cara lain yang lebih cepat adalah dengan melewatkan air pada sebuah bak dengan kecepatan tertentu sehingga padatannya terpisah dari aliran air dan jatuh ke dalam bak pengendap tersebut. Kecepatan pengendapan partikel-partikel yang terdapat di dalam air bergantung kepada berat jenis, bentuk dan ukuran partikel, viskositas air dan kecepatan aliran dalam bak pengendap. Pada umumnya proses Sedimentasi dilakukan setelah proses Koagulasi dan 2lokulasi dimana tujuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih berat dan dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat. Setelah melewati proses destabilisasi partikel koloid melalui unit koagulasi dan unit lokulasi, selanjutnya perjalanan air akan masuk ke dalam unit sedimentasi. @nit ini berungsi untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. @nit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel koloid $biasanya berupa lumpur% akan lebih besar daripada berat jenis air. Proses sedimentasi dalam dunia industri dilakukan secara sinambung dengan menggunakan alat yang dikenal dengan nama thickener ,sedangkan untuk skala laboratorium dilakukan secara batch. #ata-data yang diperoleh dari prinsip sedimentasi secara batch dapat digunakan untuk proses yang sinambung.
Dasar Peran#an$an T%i#&ener 1. Luas penampan$ t%i#&ener
A
!da dua dasar pertimbangan yang digunakan untuk menentukan luas penampang thickener yang dibutuhkan, yaitu didasarkan atas hasil beningan dan hasil sludge. •
#asar perancangan ' ;idak ada butiran padat yang bergerak ke atas terikut aliran hasil atas, oleh sebab itu luas penampang harus cukup luas. Butiran tidak bergerak ke atas bila kecepatan terminal butir padat lebih besar dari kecepatan aliran cairan ke atas $V m pemampang
minimum yang
>
harus
V f %. &leh sebab itu luas
dirancang
didapatkan
dari
persamaan berikut +
V m
=
V f
debit .aliran.beningan
=
luas. penampang . min imum
A min imum =
•
=
Q A min imum
Q V m
#asar perancanagan 0 6uas penampang harus cukup untuk melewatkan gerakan padatan ke bawah. 3umlah total padatan yang bergerak $2 6% ke bawah terdiri dari padatan yang dibawa aliran ke bawah $terangkut oleh bulk low% dan padatan yang kebawah karena mempunyai kecepatan pengendapan, atau dapat dituliskan dengan persamaan berikut+
F L
F L
=
=
L.C + A.V .C
f $C %
nilai F L
=
f $C % berubah terhadap posisi dalam ketinggian thickener.
;otal padatan yang ada dalam thickener adalah sama dengan padatan yang ada dalam arus umpan $ FC F % sehingga bila nilai F L
>
FC F
maka batasan di atas sudah terpenuhi. 6uas penampang minimum yang dibutuhkan adalah bila F L
=
FC F , sehingga luas penampang
)
minimum yang dibutuhkan yang didasarkan atas batasan ini dapat ditentukan dengan persamaan berikut+
F L
=
FC F
L.C + Amin imum .V .C
=
atau
Amin imum
=
F .C F
−
L.C
V .C
karena nilai CdanV berubah pada setiap posisi ketinggian thickener maka akan diperoleh beberapa nilai ! minimum. ! minimum yang dipilih sebagai dasar perancangan adalah ! minimum yang nilainya paling besar.
2. Kedalaman t%i#&ener
Salah satu dasar pertimbangan untuk menentukan kedalaman thickener ditentukan berdasarkan kecepatan aliran hasil bawah. #asar perancangan kedalaman thickener adalah waktu tinggal slurry dalam thickener.
Volume
aktu tinggal / !olume
"assa
/ massa watu
watu
aktu tinggal rata-rata padatan pada bagian bawah/ φ u
Sehingga # =
=
#AC u FC F
FC F φ $ AC $
Bila nilai φ diketahui maka nilai : dapat ditentukan. u
'. Penentuan
φ
u
ilai φ dapat ditentukan secara grais berdasarkan data laboratorium u
urutan penentuannya sebagai berikut+
(
;arik garis singgung yang besarnya tetap pada kondisi awal dan kondisi akhir, buat garis bagi sudut yang terbentuk dari perpotongan kedua garis singgung tersebut. ;itik potong antara garis bagi sudut dan kurva : vs t , diberi nama titik C $:C dan tC%. #ibuat garis singgung melalui titik C, ilai φ merupakan titik patong antara garis singgung melaui C ini u
dengan garis horisontal melaui :@. ilai :@ ditentukan berdasarkan persamaan neraca massa padatan dalam kolom percobaan batch, sebagai berikut+
! Co :o / ! C@ :@ sehingga :@ /
AC o # o AC $
=
C o # o C $
:
(onto% soal)
Suatu industri mempunyai slurry dengan kandungan padatan yang sanagt rendah yaitu 5D berat. @ntuk menadapatkan cairan yang bebas padatan dan slurry yang pekat dengan konsentrasi padatan 4*Dberat dipilih cara sedimentasi dalam thickener. ;entukan luas dan kedalaman thickener teoritis yang sebaiknya dibuat, bila industri tersebut mempunyai slurry sebanyak 4? tonjam.#ata sedimentasi secara batch yang dilakukan di laboratorium disusun dalam tabel berikut+
;inggi bidang batas ,cm 'A
aktu, detik *
'*
'?
7
'5
A
'7
''
'4
'7
'0
'A
''
0*.5
'*
04.5
(
0A.5
)
40
A
45.5
?
7*
5
77
7
5*
4,5
)4
4,*
'4'
Pen*elesaian FC F
=
2 / 4? 6/?
VC V
+
LC $
4?.*.*5 = V .* + L.*.4 6 / ?
ton '****** g %am ton
%am
4?** det i
ton
/'???,A
' %am
=
'*.***
ton %am
g
det i
g
det i
Eumus yang digunakan
! L
=
# i
−
# L
t L
dan C L
=
& * C * $V L t L
+
& L %
/
'A '*.*5 $V L t L
+
& L %
Amin +a$ian atas !+a$ian &larifi&asi" A min imum =
Q V m
,
nilai
9m
pada
keadaan
ini
dapat ditentukan
berdasarkan data batch : vs t pada kedaan awal yang nilainya masih tetap,
''
pada kondisi ini sering disebut dengan ree settling atau kondisi dimana konsentrasi padatan belum berpengaruh. Sedangkan F adalah low rate beningan.
Amin +a$ian +a,a% !+a$ian sedimentasi"
Amin imum
5**
−
=
F .C F
−
L.C
V ρ lart .C
glart gpdt '*,*5 − '???.A 'C glart det il / cm glart gpdt V '',0 'C 4 glart det i cmlart
'*.*** =
'???,AC
', 0VC
:asil perhitungan disajikan pada tabel berikut ini
:6, cm
t6, detik
:i
96,cmdeti
C6, g pdtg
!min $pers.
lart. *.*5
!% 0AAAA,)
'?
7
'A
k *.05
''
0*.5
'?.'
*.05
*.*5
0AAAA,)
)
40
'5.(
*.07?
*.*54'
0?05',)
A
45.5
'5.55
*.07'
*.*57?
05(*',(
?
7*
'7.A
*.0')
*.*5A)
0??(?,A
5
75
'4
*.'A)(
*.*?54
0)*77,7
7.A
7A.5
'*.'
*.''7
*.*)7'
4'0A?,?
7.5
5*
).45
*.*AA
*.'*')
45''),0
7.05
55
?.*5
*.*44
*.'7*5
7AAA(,'
7
?4.5
5.(
*.*4*
*.'77
5*'57,4
4.5
)4
7.)
*.*'?
*.'AA
?*400,5
4.0
'4*
7.7
*.*'*?
*.'(4
A0?70,'
4
'4'
4
*.**'
*.0(4
44')',4
Amin +a$ian atas !+a$ian &larifi&asi"
'0
#ebit cairan beningan / 9 / 2-6/'*.***
g
det i
'???,A
g
det i
/)444,4
g
det i
Kecepatan terminal butir 9m/ *,05
A min imum =
)444,4
Q V m
cm
det i 4 cmair
g air
'' det i g air cm *,05 det i
=
=
44444,0cm 0
6uas penampang minimum teoritis yang sebaiknya digunakan adalah !min yang paling besar yang ditentukan berdasarkan !min pada seksi klariikasi dan seksi sedimentasi. Pada hasil perhitungan ini digunakan !min teoritis sebesar / A0?70,' cm 0.
Kedalam thickener ditentukan beradsarkan persamaan berikut+
:@ / ϕ $
# =
C o # o
=
C $
/
'A '*.*5 *.4
=
0,)444
?(,5 det i
FC F φ $ A ρ C $
/
'**** '*,*5 '?(,5 A0?70 '*,4 '',0
=
',40)cm
Kedalan thickener bila dihitung berdasarkan kelaman seksi sedimentasi sangat kecil, oleh sebab itu kelaman thickener ditentukan berdasarkan kedalaman beningan $4 t sampai'* t% yang seharusnya dirancang dengan dasar pertimbangan agar pengambilan beningan betul terbebas dari padatan, juga
kemiringan
dasar
thickener
dengan
pertimbangan
kemudahan
pengambilan padatan. Kedalaman total thickener biasa sekitar '* t sampai '5 t.
'4
(onto% u&uran t%i#&ener untu& +entu& re#tan$ular dan sir&ular *an$ serin$ di-umpai pada pemisa%an primer pada pen$ola%an lim+a% !e*nolds/ 102"
@raian
Kisaran
ilai umum
nilai Eectangular -Kedalaman, t
'* = '5
'0
-Panjang,t
5* = 4**
)* = '4*
-6ebar.t
'* = )*
'? = 40
-Kecepatan
light, 0 = 7
4
tmenit
Circular
'* = '5
'0
-Kedalaman, t
'* = 0**
7* = '5*
-#iameter, t
G-0
'
-Kemiringan dasar, int
*,*0 = *,*5
*,*4
Kecepatan light, rpm
'.Alat sedimentasi
Salah satu alat sedimentasi adalah bak. #alam bak sedimentasi, akan terpisah antara air dan lumpur. abungan unit koagulasi, lokulasi, dan sedimentasi disebut unit aselator. !lat sedimentasi terdiri atas dua jenis, yaitu jenis bak pengendap segi empat $rectangular %, dan jenis lingkaran $circular %. 3enis segi empat biasanya digunakan untuk laju alir air yang besar, karena pengendaliannya dapat dilakukan dengan mudah, sedangkan keuntungan alat sedimentasi jenis lingkaran yaitu memiliki mekanisme pemisahan lumpur yang sederhana. Bak sedimentasi berungsi untuk mengendapkan lok-lok yang dibentuk pada proses koagulasi dan lokulasi. !gar pengendapan yang terjadi pada bak sedimentasi berjalan dengan baik, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi menyangkut karakteristik aliran dalam bak sedimentasi yang akan dibangun. @ntuk mencapai pengendapan yang baik, bentuk bak sedimentasi harus
'7
dibuat sedemikian rupa sehingga karakteristik aliran di dalam bak tersebut memiliki aliran yang laminar dan tidak mengalami aliran mati $ short(circuiting %. Bak sedimentasi pada umumnya terbuat dari konstruksi beton bertulang dengan bentuk bulat maupun persegi panjang. Bentuk bak sedimentasi + Segi empat $rectangular%. Pada bak ini air mengalir horisontal dari inlet menuju outlet, sementara partikel mengendap kebawah $ambar 5.'%
ambar 5.' Bak sedimentasi berbentuk segi empat + $a% denah, $b% potongan memanjang 6ingkaran $circular% = center eed. Pada bak ini, air masuk melalui pipa menuju inlet bak dibagian tengah bak, kemudian air mengalir horisontal dari inlet menuju outlet disekeliling bak, sementara partikel mengendap kebawah $ambar 5.0%. Secara tipikal bak persegi mempunyai rasio panjang + lebar antara 0 + ' = 4 + '.
ambar 5.0 Bak sedimentasi berbentuk lingkaran = center eed+ $a% denah, $b% potongan melintang 6ingkaran $circular% = perieral eed. Pada bak ini, air masuk melalui sekeliling lingkaran dan secara horisontal mengalir menuju keoutlet dibagian tengah lingkaran, sementara partikel mengendap kebawh $ambar 5.4%. :asil penelitian menunjukkan bahwa tipe perieral eed menghasilkan short circuit yang lebih kecil dbandingkan tipe center eed, walaupun center eed lebih sering digunakan. Secara umum pola aliran pada bak pengendap persegi panjang. eskipun '5
demikian, bak lingkaran lebih sering digunakan karena penggunaan peralatan pengumpul lumpurnya lebih sederhana.
ambar 4.' Bak sedimentasi berbentuk lingkaran = perieral eed + $a% denah, $b% potongan melintang Bagian-bagian dari bak sedimentasi $ambar 4.0% + a.
ambar 4.0 bagian-bagian bak sedimentasi 1ona inlet atau struktur inluen. 1ona inlet mendistribusikan aliran air secaramerata pada bak sedimentasi dan menyebarkan kecepatan aliran yang baru masuk. 3ika dua ungsi ini dicapai, karakteristik aliran hidrolik dari bak akan lebh
'?
mendekati kondisi bak ideal dan menghasilkan eisiensi yang lebih baik. 1ona inluen didesain secara berbeda untuk kolam rectangular dan circular. Khusus dalam pengolahan air, bak sedimentasi rectangular dibangun menjadi satu dengan bak lokulasi. Sebuah bale atau dinding memisahkan dua kolam dan sekaligus sebagai inlet bak sedimentasi. #esain dinding pemisah sangat penting, karena kemampuan bak sedimentasi tergantung pada kualitas lok. 1ona pengendapan. #alam "ona ini, air mengalir pelan secara horisontal kearah outlet, dalam "ona ini terjadi proses pengendapan. 6intasan partikel tergantung pada besarnya kecepatan pengendapan. 1ona lumpur. #alam "ona ini lumpur terakumulasi. Sekali lumpur masuk area ini lumpur akan tetap disana. 1ona outlet atau struktur eluen. Seperti "ona inlet, "ona outlet atau struktur eluen mempunyai pengaruh besar dalam mempengaruhi pola aliran dan karakteristik pengendapan lok pada bak sedimentasi. Biasanya weir atau pelimpah dan bak penampung limpahan digunakan untuk mengontrol outlet pada bak sedimentasi. Selain itu, pelimpah tipe 9-notch atau oriice terendam biasanya juga dipakai. #iantara keduanya, oriice
terendam yang
lebih baik karena memiliki
kecenderungan pecahnya sisa lok lebih kecil selama pengaliran dari bak sedimentasi menuju iltrasi. Selain bagian-bagian utama diatas, sering bak sedimentasi dilengkapi dengan settler. Settler dipasang pada "ona pengendapan $ambar 4.4% dengan tujuan untuk meningkatkan eisiensi pengendapan.
'A
ambar 4.4 settler pada bak sedimentasi
perasional dan Pemeli%araan
Pengontrolan kondisi pengendapan lok pada tangki dilakukan dengan rekuensi 7 kali sehari. Proses pembentukan lok yang tidak sempurna pada proses koagulasi dan lokulasi mengakibatkan banyaknya lok kecil yang terbawa ke bak penyaring sehingga meningkatkan beban penyaringH Pengontrolan
kualitas
clarified
water
untuk
memeriksa
eisiensi
bak
pengendapan. Iisiensi pengendapan yang jelek mengakibatkan meningkatnya beban pengolahan pada unit iltrasiH Penyisihan schum, sludge yang mengapung dan pertumbuhan algae pada dinding tangki, baffle, dan lounders terutama pada musim panasH Pengontrolan beban permukaan dan flow rate melalui observasi visual dengan melihat ketinggian air pada weir pelimpah, bila debit air yang diolah terlalu besar maka muka air akan melebihi ketinggian weir loading H Pengurasan lumpur yang dilakukan pada clarified water secara otomatis dan manual menurut ketebalan lumpur yang dilakukan dengan menggunakan pompa penguras.
3. Prinsip Ker-a Alat perasi Sedimentasi
Sebelum membicarakan secara rinci operasi sedimentasi, terlebih dahulu dibahas alat-alat pemisah padat-cair yang sering dijumpai di industri kimia. Campuran padat-cair sering disebut dengan suspensi $suspension% atau slurry. !da beberapa tujuan yang diharapkan dari pemisahan suspensi yaitu+
engambil padatan dari cairannya engambil cairan dari padatannya engambil keduanya Keduanya tidak dimanaatkan, tetapi dilakukan untuk tujuan pencegahan terhadap pencemaran lingkungan.
Secara skematis pemisahan campuran padat-cair, yang sering disebut den$an suspension atau slurr* , dapat digambarkan sebagai berikut
Suspension
Li4uid 5 some solids
')
Solids5some li4uid 6am+ar 3. S&ema alat pemisa% padat7#air
&perasi sedimentasi termasuk pada kelompok pemisahan liquid constrained particles free , karena walaupun luidanya bergerak kecepatan gerak butiran
relati lebih cepat dibandingkan kecepatan gerak luidanya. &perasi sedimentasi dapat digunakan pada pemisahan butir padatan dengan berbagai ukuran, tetapi dapat bekerja optimum pada konsentrasi padatan yang relati rendah. Karena pada konsentrasi padatan yang tinggi kecepatan sedimentasi menjadi lambat. Pada keadaan ini waktu sedimentasi yang dibutuhkan menjadi sangat lama, sehingga sebaiknya dipilih alat pemisah yang lain, misalnya iltrasi.
8.Apli&asi sedimentasi di Industri
Proses pembuatan tepung dari sagu pada pabrik tepung tapioka Sagu yang berasal dari batang pohon sagu dihancurkan. Keudian dibersihkan dari ampasnya dengan cara dialir dengan air. Setelah itu sagu akan terbawa oleh alir air dan menjadi slurry. Kemudian slurry ini akan diendapkan dan mengalami proses sedimentasi untuk memisahkan air dan
sagu yang kemudian akan dikeringan menjadi tepung sagu. Proses pengolahan air minum untuk kondisi air yang baku dengan kekeruhan yang tinggi $J'*** mg6% sebelum unit sedimentasi terdapat unit lain yaitu unit pra-sedimentasi yang berungsi mengendapkan partiel partikel yang terendaopkan dalam unit pra-sedimentasi serta lok-lok yang terbentuk setelah melalui proses koagulasi dan lokasi. !lasannya
bisa menggunakan bak sedimentasi. Proses sedimentasi pada unit utilitas terdapat pengolahan air yang digunakan untuk air proses, sanitasi air, maupun umpan boiler. Ketiga hal tersebut yang menggunakan air, harus benar-benar tidak mengandung partikel padatan maupun "at terlsrutnys, umumnya digunakan thickneker dan clariier untuk prosessedimentasi.
'(
BAB III PENUTUP
Sedimentasi adalah salah satu operasi pemisahan campuran padatan dan cairan $ slurr y% menjadi cairan beningan dan sludge $ slurry yang lebih pekat konsentrasinya%. Sedimentasi bertujuan untuk memindahkan partikel dari suatu luida sehingga luida tersebut terbebas dari partikel-partikel pengotornya. Karakteristik padatan dan cairan yang digunakan sangat berpengaruh terhadap proses sedimentasi. !plikasi sedimentasi dalam industri kimia diantaranya pada unit utilitas, proses pembuatan tepung dari sagu pada pabrik tepung tapioka, dan Proses pengolahan air minum untuk kondisi air yang baku dengan kekeruhan yang tinggi.
0*
DA9TA PUSTAKA
eankoplis, Christi 3., '()4, )ransport *rocesesses and $nit +perations, Prentice :all
0'
00
