Efektifitas Al2(SO4)3 dan FeCl3 Dalam Pengolahan Air Menggunakan Gravel Bed Flocculator Ditinjau Dari Parameter Warna dan Zat Organik

Hani Yosita Putri3310.100.001

Dosen Pembimbing:Prof. Ir. Wahyono Hadi, M.Sc., Ph.D.

Latar Belakang

Air bakuKadar

pencemar yang tinggi

Alternatif pengolahan

Gravel bed flocculator

Rumusan Masalah

• Berapakah efisiensi penyisihan warna dan zat organik dari penggunaan variasi jenis koagulanjenis pada unit gravel bed flocculator ?

• Jenis koagulan manakah yang paling ekonomis untuk digunakan dalam penyisihan dan zat organik pada unit gravel bed flocculator ?

• Berapakah efisiensi penyisihan warna dan zat organik dari penggunaan variasi td (waktu tinggal) pada unit gravel bed flocculator ?

Tujuan

• Menganalisa jenis koagulan yang paling efektif pada unit gravel bed flocculator dalam menyisihkan warna dan zat organik .

• Menganalisa jenis koagulan yang paling efektif pada unit gravel bed flocculator dalam menyisihkan warna dan zat organik dari segi biaya.

• Menganalisa td (waktu tinggal) pada media yang paling optimum pada unit gravel bed flocculator dalam menyisihkan warna dan zat organik.

Manfaat

• Dapat digunakan untuk mendesain unit gravel bed flocculator.• Dapat dijadikan sebagai konsep dasar untuk menyisihkan warna dan zat organik dengan

menggunakan media kerikil pada unit gravel bed flocculator.

Ruang Lingkup

Variabel yang

digunakan

Air bakuParameter

yang dianalisa

Reaktor gravel bed flocculator

Titik sampling

Tinjauan Pustaka

• Proses destabilisasi muatan koloidal padatantersuspensi termasuk virus dan bakteri denganmenambahkan koagulan yang akan membentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan (Hamzani, 2013)

Koagulasi

• proses lanjutan dari koagulasi, dimana terjadi prosespenggumpalan mikroflok dari hasil koagulasi menjadiflok-flok yang lebih besar (makroflok) dan diendapkan(Stumm dan Morgan 1996)

Flokulasi

• pengadukan dengan memanfaatkan gerakan air sebagai energi pengaduk seperti energi gesek media butiran, energi jatuhan atau ada lompatan hidrolisdalam aliran (Masduqi dan Slamet, 2002).

Pengadukan hidrolis

Gradien Kecepatan

Menurut Reynold dan Richards (1996)

G =

• Keterangan :• υ = ρ/µ, viskositas kinematik (m2/detik)• td = V/Q, waktu detensi (detik)• G = gradien kecepatan (detik-1)• P = daya yang diberikan (kg m2/detik3). (J/detik)• µ = viskositas absolut zat cair (kg/m/detik)• V = volume reaktor (m3)• ε = total daya yang ditimbulkan per satuan massa cairan• ρ = massa jenis air (kg/m3)• g = percepatan gaya gravitasi (9,8 m/detik2)• hf = kehilangan tekanan yang terjadi (m)• Q = debit aliran (m3/detik)

Kehilangan Tekanan Pada Pipa Circular

• ∆H – λ .

• Nilai λ = 0,175

• Keterangan :• ∆H = kehilangan tekanan dalm pipa melingkar (m)• V = kecepatan rata-rata (m/detik)• L = panjang pipa (m)• D = diameter pipa (m)• Λ = faktor koreksi• Dc = diameter lingkaran (m)(Hamzani,2011)

Hidrolika Pada Aliran Media

Head Losses

Headlosses adalah kerugian gesek yang terjadi dalam aliran pipa.

• Mayor lossesMayor losses Minor losses

Hidrolika Pada Aliran Tertutup

Hidrolika Aliran Media Berbutir

(Stephenson dan Judd, 2008)

Kerangka Penelitian

Penelitian Pendahuluan

• Uji jartest Koagulan Al2(SO4)3 dan FeCl3 :Kekeruhan 11,4-13,2 NTU= 120 mg/lKekeruhan 16,24-21,7 NTU = 200 mg/l

• Karakteristik air bakuWarna : 49-130,54 TCUZat organik : 16,43-44,56 mg/lKekeruhan: 10,7-16,3 NTUColiform : 8x105-300x105 /100 ml

Penelitian Lanjutan

• 4 tahap penelitian:1.Koagulan Al2(SO4)3 dan td 3 menit2.Koagulan Al2(SO4)3 dan td 4 menit3.Koagulan FeCl3 dan td 3 menit4.Koagulan FeCl3 dan td 4 menit

• Analisa parameter warna dan zat organik

Perhitungan Gravel Bed Flocculator• Koagulasi

Gtd = G x td= 300 detik-1 x 60 detik= 18000

Diameter selang (Ds) = 0,01 mPanjan selang (Ls) = 15 mKecepatan aliran (Va) = Q/A

= 0,294 m/detikHf total = Hf mayor+Hf minor

= 0,392 m+0,0529 m = 0,4456 mG hitung

• Flokulasi (td 3 menit)Gtd =10800Diameter gravel (Dg) = 3 mm,5 mm,9 mmDiameter drum (Dd) = 0,14 mTinggi media (Lgravel) per kompartemen

= 27 cmHeadloss total = 0,0079 m

• Flokulasi (td 4 menit)Gtd =14400Diameter gravel (Dg) = 3 mm,5 mm,9 mmDiameter drum (Dd) = 0,14 mTinggi media (Lgravel) per kompartemen

= 36 cmHeadloss total = 0,0099 m

Reaktor gravel bed flocculator dengan td pada media 3 menit

Reaktor gravel bed flocculator dengan td pada media 4 menit

Analisa Data dan Pembahasan

Analisa Zat Organik• Penelitian 1 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 3 menit

• Penelitian 2 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 4 menit

Waktu kontak pada media (td) mempengaruhi

nilai G.td

• Penelitian 3 : Koagulan FeCl3 dan td 3 menit

• Penelitian 4 : Koagulan FeCl3 dan td 4 menit

G.td berpengaruh terhadap

pembentukan flok

Analisa Warna• Penelitian 1 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 3 menit

• Penelitian 2 : Koagulan Al2(SO4)3 dan td 4 menit

G.td berpengaruh

terhadap pembentukan

flok

• Penelitian 3 : Koagulan FeCl3 dan td 3 menit

• Penelitian 4 : Koagulan FeCl3 dan td 4 menit

Waktu kontak pada media (td) mempengaruhi

nilai G.td

Analisa pH dengan Koagulan Al2(SO4)3

Analisa pH dengan Koagulan FeCl3

Biaya Koagulan

• Biaya kebutuhan Al2(SO4)3 /hari:= bahan koagulan x harga/gr= 240 gr/hr x Rp 9/gr= Rp 2160,- / hari

• Biaya kebutuhan FeCl3/hari (dosis 120 mg/l):= bahan koagulan x harga/gr= 240 gr/hr x Rp 25/gr= Rp 6000,- / hari

• Biaya kebutuhan FeCl3/hari (dosis 200 mg/l):= 400 gr/hr x Rp 25/gr= Rp 10000,- / hari

Kesimpulan

• Koagulan yang paling efektif digunakan pada unit gravel bed flocculatoradalah Al2(SO4)3 dengan efisiensi removal rata-rata untuk warna mencapai65,9% dan efisiensi removal rata-rata untuk zat organik mencapai 63,8%.Sedangkan efisiensi removal rata-rata dengan menggunakan FeCl3 untukwarna sebesar 31,81% dan zat organik mencapai 22,83%.

• Berdasarkan segi biaya, koagulan yang paling efektif digunakan pada unitgravel bed flocculator adalah Al2(SO4)3 dengan biaya sebesar Rp 2160,- /hari.

• Waktu tinggal (td) yang paling optimum pada unit gravel bed flocculatoradalah 4 menit dengan efisiensi removal rata-rata untuk warna sebesar65,9%, sedangkan untuk parameter zat organik efisiensi removal rata-ratamencapai 63,8%. Untuk td 3 efisiensi removal rata-rata untuk warnamencapai 49% dan zat organik mencapai 48,3%.

Saran

• Diperlukan pengurasan reaktor secara berkala untuk membersihkan flok yang menumpuk dalam reaktor.

• Sebaiknya penelitian dilakukan dalam waktu bersamaan untuk variasi koagulan ((Al2(SO4)3 dan FeCl3 ).