KOLAM PENGENDAPAN

download KOLAM PENGENDAPAN

of 22

Transcript of KOLAM PENGENDAPAN

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    1/22

    KOLAM PENGENDAPAN

    Oleh :

    Ir. Hartono, MT.

    Kuliah Sistem Penyaliran Tambang

    Program Studi Teknik Pertambangan

    Fakultas Teknologi Mineral

    Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta

    2013

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    2/22

    Definisi Kolam Pengendapan

    Kolam pengendapanuntuk daerah penambangan, adalah kolam yang dibuatuntuk menampung dan mengendapkan partikel air limpasan yang berasal

    dari daerah penambangan maupun daerah sekitar penambangan. Nantinya

    air tersebut akan dibuang menuju tempat pembuangan, seperti sungai,

    rawa, danau dan lain-lain.

    Fungsi Kolam Pengendapan

    Mengendapkan lumpur atau material padatan yang bercampur dengan air

    limpasan yang disebabkan adanya aktivitas penambangan.

    Sebagai tempat pengontrol kualitas dari air yang akan dialirkan keluar

    kolam pengendapan.

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    3/22

    ZonaZona Pada Kolam Pengendapan

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    4/22

    1. Zona masukan

    Tempat masuknya aliran air berlumpur kedalam kolam pengendapan.

    2. Zona pengendapanTempat partikel akan mengendap, material padatan di sini akan

    mengalami proses pengendapan di sepanjang saluran masing-masing

    ceck dam.

    3. Zona endapan lumpur

    Tempat di mana partikel padatan dalam cairan mengalamisedimentasi dan terkumpul pada bagian bawah saluran pengendap.

    4. Zona Keluaran

    Tempat keluarnya buangan cairan yang relatif bersih, zona ini

    terletak pada akhir saluran.

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    5/22

    Arah Aliran Air Pada Kolam Pengendapan

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    6/22

    Penentuan Kolam Pengendapan

    Untuk menentukan luas kolam pengendapan dapat dihitungberdasarkan hal-hal sebagai berikut :

    1. Diameter partikel padatan yang keluar dari kolam pengendapan

    tidak boleh lebih dari 9 x 10-6 m, karena akan menyebabkan

    pendangkalan dan kekeruhan sungai.

    2. Kekentalan air.3. Partikel dalam lumpur adalah material yang sejenis.

    4. Kecepatan pengendapan material.

    5. Perbandingan cairan padatan diketahui.

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    7/22

    Luas kolam pengendapan dapat dihitung dengan menggunakan

    rumus:

    A= Qtotal / Vtdimana,

    A = Luas kolam pengendapan (m2)

    Qtotal = Debit air yang masuk kolam pengendapan (m3/detik)

    Vt = Kecepatan pengendapan (m/dtk)

    Kecepatan pengendapan dapat dihitung dengan menggunakan

    rumus Stokes dan hukum Newton. Hukum Stokes berlaku bila

    padatannya kurang dari 40%, sedangkan bila persen padatan lebih

    dari 40% berlaku hukum Newton.

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    8/22

    Hukum Stokes

    18

    apDgVt

    2

    Vt = Kecepatan pengendapan partikel (m/detik)

    g = Percepatan gravitasi (m/detik2)

    p = Berat jenis partikel padatan (kg/m3)

    a = Berat jenis air (kg/m3)

    = Kekentalan dinamik air (kg/m.detik)

    D = Diameter partikel padatan (m)

    HukumNewton:

    0,5

    3xFgxx

    apx4xgxDVt

    Vt = Kecepatan pengendapan partikel (m/detik)

    g = Percepatan gravitasi (m/detik2)

    p = Berat jenis partikel padatan (kg/m3)

    a = Berat jenis air (kg/m3)

    D = Diameter partikel padatan (m)Fg = Nilai koefisien tahanan

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    9/22

    Perhitungan Persentase Pengendapan

    Perhitungan persentase pengendapan ini bertujuan untuk

    mengetahui apakah kolam pengendapan yang akan dibuat dapatberfungsi untuk mengendapkan partikel padatan yang terkandung

    dalam air limpasan tambang.

    Waktu yang dibutuhkan oleh partikel untuk mengendap dengan

    kecepatan (vt) sejauh (H) adalah :

    tv = H / vt (detik)

    Keterangan :

    tv = Waktu pengendapan partikel (menit)

    vt = Kecepatan pengendapan partikel (m/s)

    H = Kedalaman Saluran (m)

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    10/22

    Kecepatan air dalam kolam :

    A

    QtotalVh

    vh = Kecepatan mendatar partikel (m/detik)

    Qtotal = Debit aliran yang masuk ke kolam pengendapan ( m3/detik)

    A = Luas permukaan kolam pengendapan (m2)

    Waktu yang dibutuhkan partikel untuk keluar dari kolam pengendapan

    dengan kecepatan vh adalah :th = P / vh (detik)

    Keterangan :

    th = Waktu yang dibutuhkan partikel keluar dari kolam

    pengendapan (detik)

    P = Panjang kolam pengendapan (m)vh = Kecepatan mendatar partikel (m/detik)

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    11/22

    Dalam proses pengendapan ini partikel mampu mengendap

    dengan baik jika tv tidak lebih besar dari th. Sebab, jika waktu

    yang diperlukan untuk mengendap lebih kecil dari waktu yang

    diperlukan untuk mengalir ke luar kolam atau dengan kata lainproses pengendapan lebih cepat dari aliran air maka proses

    pengendapan dapat terjadi.

    Persentase Pengendapan =

    Dari perumusan di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin

    besar ukuran partikel maka semakin cepat proses pengendapan

    serta semakin besar pula persentase partikel yang berhasildiendapkan.

    %100npengendapawaktukeluarairdibutuhkanyangwaktu

    keluarairdibutuhkanyangwaktu x

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    12/22

    Penentuan Letak Kolam Pengendapan

    1. Diluar area penambangan.

    2. Dekat dengan sarana penyaliran.

    3. Tidak mengganggu kegiatan penambangan.

    4. Terdapat pada daerah yang rendah, dengan memperhatikankeadaan topografi daerah penambangan.

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    13/22

    Contoh SoalPerhitungan dimensi kolam pengendapan dapat dilakukan dengan dua

    cara, yaitu menggunakan hukumStokesdan hukumNewton. Berdasarkananalisis lumpur di lokasi penambangan, didapat persen solid yang

    terkandung dalam air adalah 4,6%, oleh karena itu perhitungan dimensi

    kolam pengendapan menggunakan pendekatan hukum Stokes.

    Berdasarkan pengukuran di lapangan diketahui:

    Debit maksimum pompa (Qpompa) = 900 m3

    /jamUkuran partikel yang keluar dari kolam (D) = 0,000002 m

    Berat jenis partikel padatan (p) = 2500 kg/m3

    Kekentalan dinamik air (Vis.) = 0,00000131 kg/m.dtk

    Persen padatan (Solid) = 0,046

    Persen air (Air) = 0,954

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    14/22

    Berdasarkan data-data tersebut di atas, maka dapat dihitung :

    Berat padatan per m3 = Sol x Qmatx 2500

    = 0,046 x 900 m3/jam x 2500 kg/m3

    = 103500 kg/jamBerat air per m3 = Air x Qmatx 1000

    = 0,954 x 900 m3/jam x 1000 kg/m3

    = 858600 kg/jam

    Volume padatan per detik = Berat solid / (p x 3600) m3/detik

    = 103500 kg/jam / (2500 kg/m3 x 3600)= 0,0115 m3/detik

    Volume air per detik = (858600 kg/jam / (1000 kg/m3 x 3600)

    = 0,2385 m3/detik

    Total volume per detik = (0,0115 + 0,2385) m3/detik

    = 0,25 m3/detik

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    15/22

    Kecepatan Pengendapan =

    18

    apDgVt

    2

    6

    26

    10.31,118

    )10002500(10.28,9

    x

    xx

    = 0,0024 m/detik

    Luas Kolam Pengendapan = Q total / Vt

    = (0,25 m3/detik) / (0,0024 m/detik)

    = 104,16 m2

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    16/22

    Dimensi Kolam Pengendapan Menurut Perhitungan DenganHukum

    Stokes.

    Q total(m3/jam)

    p(kg/m)

    Vis.(kg/ms)

    Sol.(%)

    Air(%)

    Ukuran(m)

    Vt(m/s)

    A(m)

    900 2500 1,31.10-6 4,6 95,4 2. 10-6 0,0024 104,16

    4. 10-6 0,0099 25,25

    6. 10-6 0,0224 11,16

    Kedalaman Kolam (H) = 3 m

    Lebar Kolam (b) = 9 meter

    Panjang kompartemen = 104,16 / 9

    = 11,573 dibulatkan menjadi 12

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    17/22

    Volume Kolam Pengendapan

    Kolam pengendapan memiliki 3 buah kompartemen yang masing-masing

    kompartemen memiliki panjang 12 m, lebar 9 m dan kedalaman 3 m.

    Kedalaman tiap-tiap kompartemen berkurang 0,5 m sebagai perbedaan

    ketinggian antar kompartemen. Maka volume kolam pengendapan bisa

    dihitung sebagai berikut :

    Volume kolam pengendapan = 3 x (p x b x (t-0,5 m))

    = 3 x (12 x 9 x (3-0,5 m))

    = 810 m

    Waktu yang dibutuhkan partikel untuk mengendap (tv) adalah

    tv = H / vt; di mana (H) sama dengan kedalaman kolam pengendapan.

    = 3 m / 0,0024 m/detik

    = 1250 detik

    = 20,8 menit

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    18/22

    Partikel padatan akan mengendap dengan baik jika waktu yang

    dibutuhkan material untuk keluar dari kolam pengendapan (th), tv < th.

    Kecepatan air dalam kolam (vh), adalah

    vh = Q total / AA = b x h

    = 9 x 3

    = 27 m

    vh = 0,25 m3/detik/ 27 m

    = 0,00925 m/detikSehingga th dapat dicari dengan rumus:

    th = P / vh

    = 36 m / 0,00925 m/detik

    = 3891,89 detik

    = 64,86 menit

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    19/22

    Berdasarkan perhitungan di atas didapat tv < th, dengan membandingkan waktu

    pengendapan dan waktu keluarnya air dan material dapat digunakan untuk

    mengetahui persentase pengendapan.

    Persentase pengendapan =

    = ((64,86 menit ) / (64,86 menit + 20,8 menit)) x 100 %

    = 75,71 %

    Dengan persentase tersebut maka material yang terlarut dalam air tidak semuanya

    terendapkan. Padatan yang berhasil diendapkan hanya 75,71 % dari total padatan

    yang masuk ke kolam.

    Padatan yang berhasil diendapkan dalam waktu sehari dengan jam hujan per hari

    adalah 2 jam :

    = 0,0115 m3/detikx 3600 detik/jam x 2 jam/hari x 75,71 %= 62,687 m/hari

    %100npengendapawaktukeluarairdibutuhkanyangwaktu

    keluarairdibutuhkanyangwaktux

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    20/22

    Waktu pengerukan = Vol. Kolam / Vol. Total padatan yang

    berhasil diendapkan

    = 810 m / 62,687 m/hari

    = 12,92 hari

    = 13 hari

    Sehingga pengerukan lumpur dari dasar kolam dapat dilakukan

    dengan interval 13 hari sekali, supaya air dari kolam pengendapan

    menjadi bersih.

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    21/22

    Desain Kolam Pengendapan

  • 7/22/2019 KOLAM PENGENDAPAN

    22/22

    Terima asih