PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

FILTRASI

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengelolaan Limbah

Industri

Dosen Pembimbing : Ir. Ema Hermawati, MT

Disusun oleh :

Kelompok 4

Marta Elisabeth 101411081

Nana Rusdiana 101411082

Nendry Nurramdani Solihah 101411083

Novia Febryani 101411084

Nurul Puspita 101411085

Kelas 3 C

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pencemaran air pada masa sekarang telah terjadi dimana-mana, baik air laut, air

sungai/air permukaan, bahkan beberapa air parit di depan halaman rumah pun telah tercemar.

Air yang berwarna kecoklatan bahkan hitam telah menjadi pemandangan biasa dan dapat

dilihat dalam kehidupan sehari-hari. Hal itu terjadi disebabkan aktifitas manusia untuk

memenuhi kehidupan biologis dan kebutuhan teknologi sehingga banyak menimbulkan

pencemaran lingkungan terutama dari hasil proses industry.

Tindakan tegas untuk mencegah kerusakan lingkungan yang lebih parah perlu

mendapat penanganan secara serius oleh semua pihak sejak dini, karena pencemaran

lingkungan dapat menimbulkan gangguan terhadap kesejahteraan kesehatan bahkan dapat

berakibat terhadap jiwa manusia.

Beberapa rangkaian pengolahan air limbah industry sebagai salah satu

penanggulangan pencemaran lingkungan diantaranya aerasi, koagulasi, flokulasi,

sedimentasi, dan filtrasi. Dari proses-proses tersebut, sedimentasi dan filtrasi memegang

peranan penting untuk meningkatkan kualitas air limbah yang akan diproses. Peningkatan

kualitas air limbah dapat dilihat dari penurunan kekeruhan air limbah. Sehingga diharapkan

air limbah yang telah melalui proses tersebut dapat memenuhi baku mutu air limbah serta

meminimalisasi dampak negative terhadap lingkungan.

1.2 Tujuan

1. Menentukan hubungan antara laju alir dengan efiseinsi kekeruhan pada proses filtrasi

2. Menentukan laju alir optimum pada proses filtrasi

1.3 Ruang Lingkup

Air baku yang digunakan merupakan air limbah domestic (sungai). Parameter proses

filtrasi dilihat dari penurunan kekeruhan air baku.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Filtrasi

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya

pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan.

Range filtrasi pada industri mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang

kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari

saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah

padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang.

2.2 Macam-Macam Filtrasi

Menurut prinsip kerjanya filtrasi dapat dibedakan atas beberapa cara, yaitu:

a. Gravity Filtration : Filtrasi yang cairannya mengalir karena gaya berat.

b. Pressure Filtration:Filtrasi yang dilakukan dengan menggunakan tekanan.

c. Vacum Filtration : Filtrasi dengan cairan yang mengalir karena prinsip hampa udara

(penghisapan).

2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses filtrasi

Dalam proses filtrasi terjadi reaksi kimia dan fisika, sehingga banyak faktor–faktor

yang saling berkaitan yang akan mempengaruhi pula kualitas air hasil filtrasi,

efisiensinya, dan sebagainya. Faktor–faktor tersebut adalah debit filtrasi, kedalaman

media, ukuran dan material, konsentrasi kekeruhan, tinggi muka air, kehilangan tekanan,

dan temperatur.

1. Debit Filtrasi

Debit yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara efisien.

Sehingga proses filtrasi tidak dapat terjadi dengan sempurna, akibat adanya aliran air

yang terlalu cepat dalam melewati rongga diantara butiran media pasir. Hal ini

menyebabkan berkurangnya waktu kontak antara permukaan butiran media penyaring

dengan air yang akan disaring. Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati

rongga antar butiran menyebabkan partikel–partikel yang terlalu halus yang tersaring

akan lolos.

2. Konsentrasi Kekeruhan

Konsentrasi kekeruhan sangat mempengaruhi efisiensi dari filtrasi. Konsentrasi

kekeruhan air baku yang sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori

dari media atau akan terjadi clogging. Sehingga dalam melakukan filtrasi sering

dibatasi seberapa besar konsentrasi kekeruhan dari air baku (konsentrasi air influen)

yang boleh masuk. Jika konsentrasi kekeruhan yang terlalu tinggi, harus dilakukan

pengolahan terlebih dahulu, seperti misalnya dilakukan proses koagulasi – flokulasi

dan sedimentasi.

3. Temperatur

Adanya perubahan suhu atau temperatur dari air yang akan difiltrasi, menyebabkan

massa jenis (density), viskositas absolut, dan viskositas kinematis dari air akan

mengalami perubahan. Selain itu juga akan mempengaruhi daya tarik menarik

diantara partikel halus penyebab kekeruhan, sehingga terjadi perbedaan dalam ukuan

besar partikel yang akan disaring. Akibat ini juga akan mempengaruhi daya adsorpsi.

Akibat dari keduanya ini, akan mempengaruhi terhadap efisiensi daya saring filter.

4. Kedalaman media, Ukuran, dan Material

Pemilihan media dan ukuran merupakan keputusan penting dalam perencanaan

bangunan filter. Tebal tipisnya media akan menentukan lamanya pengaliran dan daya

saring. Media yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang sangat tinggi,

tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama.

Lagipula ditinjau daris segi biaya, media yang terlalu tebal tidaklah menguntungkan

dari segi ekonomis. Sebaliknya media yang terlalu tipis selain memiliki waktu

pengaliran yang pendek, kemungkinan juga memiliki daya saring yang rendah.

Demikian pula dengan ukuran besar kecilnya diameter butiran media filtrasi

berpengaruh pada porositas, laju filtrasi, dan juga kemampuan daya saring, baik itu

komposisisnya, proporsinya, maupun bentuk susunan dari diameter butiran media.

Keadaan media yang terlalu kasar atau terlalu halus akan menimbulkan variasi dalam

ukuran rongga antar butir. Ukuran pori sendiri menentukan besarnya tingkat porositas

dan kemampuan menyaring partikel halus yang terdapat dalam air baku. Lubang pori

yang terlalu besar akan meningkatkan rate dari filtrasi dan juga akan menyebabkan

lolosnya partikel–partikel halus yang akan disaring. Sebaliknya lubang pori yang

terlalu halus akan meningkatkan kemampuan menyaring partikel dan juga dapat

menyebabkan clogging (penyumbatan lubang pori oleh partikel–partikel halus yang

tertahan) yang terlalu cepat.

5. Tinggi Muka Air Di Atas Media dan Kehilangan Tekanan

Keadaan tinggi muka air di atas media berpengaruh terhadap besarnya debit atau laju

filtrasi dalam media. Tersedianya muka air yang cukup tinggi diatas media akan

meningkatkan daya tekan air untuk masuk kedalam pori. Dengan muka air yang tinggi

akan meningkatkan laju filtrasi (bila filter dalam keadaan bersih). Muka air diatas

media akan naik bila lubang pori tersumbat (terjadi clogging) terjadi pada saat filter

dalam keadaan kotor.

Untuk melewati lubang pori, dibutuhkan aliran yang memiliki tekanan yang cukup.

Besarnya tekanan air yang ada diatas media dengan yang ada didasar media akan

berbeda di saat proses filtrasi berlangsung. Perbedaan inilah yang sering disebut

dengan kehilangan tekanan (headloss). Kehilangan tekanan akan meningkat atau

bertambah besar pada saat filter semakin kotor atau telah dioperasikan selama

beberapa waktu. Friksi akan semakin besar bila kehilangan tekanan bertambah besar,

hal ini dapat diakibatkan karena semakin kecilnya lubang pori (tersumbat) sehingga

terjadi clogging.

2.4 Kekeruhan (Turbiditas)

Kekeruhan adalah Ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar untuk

mengukur keadaan air baku dengan skala NTU (nephelo metrix turbidity unit) atau JTU

(jackson turbidity unit) atau FTU (formazin turbidity unit), kekeruhan ini disebabkan

oleh adanya benda tercampur atau benda koloid  di dalam air. Hal ini membuat

perbedaan nyata dari segi estetika maupun dari segi kualitas air itu sendiri.

Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan

organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh

buangan industri. Dan akibatnya bagi budidaya perairan adalah dapat mengganggu

masuknya sinar matahari, membahayakan bagi ikan maupun bagi organisme makanan

ikan. dan juga dapat mempengaruhi corak dan sifat optis dari suatu perairan.

2.5 Pasir Silika

Fungsi Pasir Silika atau biasa disebut pasir kuarsa atau pasir kwarsa (SiO2) adalah

untuk menghilangkan kandungan lumpur atau tanah dan sedimen pada air minum atau air

tanah atau air PDAM atau air gunung pada industri pengolahan air

Selain di bidang pengolahan air, pasir silika dapat digunakan diberbagai industri seperti

industri/pengolahan sand blasting atau pembuatan lapangan futsal dengan berbagai

ukuran mesh. Dalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang

meluas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan. Sebagai bahan

baku utama, misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik

keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide bahan abrasit (ampelas dan sand

blasting).

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan

Alat Jumlah Bahan Jumlah

Serangkaian alat filtrasi

Turbidimeter

Kayu Pengaduk

Pompa peristaltik

Gelas Ukur 50 mL

Gelas Kimia 100 mL

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

2 buah

Air 10 Liter

3.2. Prosedur Kerja

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data pengamatan dan hasil percobaan

Kondisi operasi : pH air baku = 6,42 ; suhu = 25 OC; dan tekanan atmosfer.

Diameter dalam tangki : 49.2 cm

Kekeruhan awal air (NTU) : 47,44 NTU

Skala bukaan

pompa

Volume

(L)

Waktu

(sekon)

Laju alir

(ml/sekon)

Kekeruhan

akhir

Efisiensi

(%)

20 50 60,82 0,822 3,67 92,26

30 50 32,33 1,546 3,11 93,44

40 50 25,76 1,941 2,78 94,14

50 50 20,95 2,367 5,18 89,08

60 50 18,64 2,682 4,26 91,02

70 50 17,29 2,892 8,22 82,67

80 50 15,51 3,224 10,34 78,20

90 50 10,91 4,583 14,97 68.44

Catatan :

Kurva efisiensi terhadap laju alir

4.2 Pembahasan

- Pada praktikum ini digunakan air sampel berupa air dengan campuran tanah yang

dialirkan pada media filter berupa pasir silika. Digunakannya pasir silika sebagai media

filter karena sifatnya yang inert sehingga tidak dapat merubah sifat kimia air dan dapat

menyerap partikel pengotor seperti pasir, tanah, lumpur, endapan dan partikel dalam air.

- Berdasarkan data pengamatan diketahui bahwa kekeruhan sampel air setelah dilakukan

proses filtrasi mengalami penurunan yang besar dari nilai awal kekeruhan 47,44 NTU.

Hal ini menunjukan adanya partikel pengotor yang tertahan pada media filter, nilai

penurunan yang besar ini juga dapat disebabkan karena jenis sampel yang digunakan

berupa campuran air dengan tanah yang partikel pengotornya berukuran relatif besar.

- Berdasarkan data dan kurva yang diperoleh dapat diketahui bahwa laju alir sampel sangat

berpengaruh pada efisiensi proses. Berdasarkan kurva diketahui hubungan bahwa

semakin besar laju alir maka efisiensi proses filtrasi akan menurun. Hal ini dikarenakan

laju alir yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara optimal

diakibatkan aliran air yang terlalu cepat dalam melewati rongga diantara media filter. Hal

ini menyebabkan semakin cepatnya waktu kontak antara media filter dengan air sampel.

Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati media filter menyebabkan partikel–

partikel yang terlalu halus akan lolos. Sehingga didapatkan nilai efisiensi terbesar pada

laju alir 1,941 ml/s yaitu sebesar 94,14 %

- Terjadinya fluktuasi pada kurva dapat disebabkan karena ketidakstabilan laju alir umpan

dikarenakan adanya penyumbatan pada saringan di area suction pompa dan atau Filter

pasir silika jenuh sehingga terjadi akumulasi pengotor yang tertahan pada media filter.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

- Laju alir optimum untuk proses filtrasi dengan sampel campuran air dengan tanah

adalah 1,941 ml/s

- Efisiensi terbesar pada percobaan filtrasi dengan sampel campuran air dengan tanah

adalah 94,14 % dengan nilai kekeruhan akhir 2,78 NTU.

5.2 Saran

- Perlu dilakukannya maintanace pada pompa agar laju alir umpan stabil

- Perlu dilakukannya backwash pada filter pasir silika

DAFTAR PUSTAKA

Anonym. 2011. Bentinite dalam http://id.wikipedia.org/wiki/Bentonite diunduh pada 26

Desember 2011 pada jam 06.32 WIB.

Anonym. 2011. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses filtrasi dalam

http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2231949-faktor-faktor-yang-

mempengaruhi-proses/#ixzz2CluRKbwh diunduh pada 23 November 2011.

Anonym. 2012. Filtrasi dalam http://id.wikipedia.org/wiki/Filtras diunduh pada 21 November

2012 pada jam 11.12 WIB.