MODUL : 3

PRINSIP DASAR PENGOLAHAN AIR

PERMUKAAN DENGAN SISTIM FLOKULASI -

SEDIMENTASI

IR. ARIANTO, DIPL.SE, MT

1. Instalasi Pengolahan Air (IPA)

Salah satu bagian dari Unit Produksi adalah Instalasi Pengolahan Air (IPA). Jenis IPA ada berbagai macam, pemilihannya biasanya sesuai dengan kondisi kualitas air baku yang akan digunakan. Berikut ini akan diuraikan jenis-jenis IPA yang umum digunakan di Indonesia, yaitu yang sesuai dengan kebutuhan kondisi kualitas air yang umum dijumpai

1) Sistim Saringan Pasir Lambat (Slow Sand Filter)

Bangunan Saringan Pasir Lambat merupakan salah satu pilihan yang bisa digunakan untuk proses penjernihan air minum. Sistim SPL menggunakan pasir halus untuk menyaring kekeruhan dari air baku yang digunakan. Karena menggunakan media pasir dengan diameter efektif yang kecil, dimana memiliki porositas yang kecil, maka kecepatan aliran penyaringan juga harus kecil, oleh karena itu disebut Saringan Pasir Lambat. Kekeruhan air baku yang disaring oleh SPL memiliki batas maksimum yaitu lebih kecil dari 50 NTU. Penggunaan kecepatan aliran yang terlalu tinggi dan besar kekeruhan air baku yang akan disarin lebih dari 50 NTU, maka media pasir penyaring akan cepat mengalami penyumbatan.Jenis proses yang terjadi pada sisti SPL adalah :

- Pengendapan = sebagian partikel kekeruhan akan mengendap pada permukaan media pasir

- Adsorbsi = sebagian partikel kekeruhan akan menempel pada butiran pasir media penyaring.

- Mecanikal Straining = partikel yang memiliki diameter lebih besar dari porositas media penyaring akan tertahan

- Aktifitas Bakteriologi =. Pada media pasir SPL akan berlangsung aktifitas bakteriologi yaitu membunuh dan menghilangkan bakteri seperti E. Coli maupun virus yang ada di air baku yang dialirkan

- Bio-chemical = Pada media pasir akan tumbuh bakteri yang akan menguraikan bahan-bahan organik dan mengoksidasi bahan-bahan anorganik yang terkandung pada air baku

Design Kriteria yang digunakan pada SPL adalah sebagai berikut :

- Jenis media penyaring = Pasir Silika SiO2

- Diameter efektif media pasir = 0,25 – 0,4 mm- Tingkat keseragaman butiran pasir = 2 (UC = d60/d10)- Tinggi media pasir = 60 – 90 cm- Kecepatan Filtrasi = 0,2 – 0,4 m/jamCara menghitung luas pernukaan SPL :

A = Q / V

dimana :A = luas permukaan SPL (m2)Q = Kapsitas pengolaha (m3/jam)V = Kecepatan aliran penyaringan (m/jam)

Cara pencucian media pasir :

Pencucian/ pembersihan media pasir pada SPL dilakukan dengan cara scraping (pengerokan). Pada saat pada media pasir sudah menunjukan adanya penyumbatan yaitu aliran air di media filter sudah tidak lancar, maka perlu dilakukan pencucian pasir.

60 – 90 cm Pasir Silica Dia 0,25 – 0,4 mm

90 – 120 cm

Gravel tebal 20 – 40 cmUnder Drain

Pasir Silica Dia 0,25 – 0,4 mm

Inlet

Outlet

Gambar 3.10 : Saringan Pasir Lambat

Potongan Memanjang

Tampak Atas

Saluran Penguras

Langkah-langkah pencucian pasir SPL sebagai berikut :

(1) Keringkan air diatas media penyaring melalui saluran penguras

(2) Kerok lumpur yang berada diatas media pasir bersama-sama dengan pasirnya setebal 2 – 3 cm

(3) Pasir yang terkerok kemudian dicuci dengan air bersih, untuk kemudian digunakan lagi dikemudian hari

(4) Batas minimum tinggi media pasir setelah dikerok adalah 40 cm

(5) Apabila ketinggian media pasir telah mencapai batas minimum yaitu 40 cm, angkat keseluruhan pasir yang tersisa

(6) Masukan pasir yang telah dicuci sebelumnya dan tempatkan pada lapisan bagian bawah

(7) Sisa pasir yang telah diangkat sebelumnya diletakan pada bagian atas, hingga mencapai ketebalan semula yaitu 60 – 90 cm

2) Sistim Koagulasi - Flokulasi – Sedimentasi – Filtrasi

Salah satu jenis instalasi pengolahan air keruh yang banyak digunakan adalah menggunakan sistim proses koagulasi – flokulasi – sedimentasi dan filtrasi. Dengan menggunakan sistim ini maka air baku yang dapat diolah dapat memiliki kandungan kekeruhan hingga 400 NTU

Koagulasi :Koagulasi adalah proses pencampuran bahan koagulan ke air baku dan diaduk dengan tenaga yang besar dan kecepatan yang tinggi. Tujuan dari proses koagulasi ini adalah agar bahan kogulan dapat teraduk di air baku dengan cepat dan merata

Flokulasi :Flokulasi adalah proses pembentukan flok dari partikel kekeruhan berkumpul dan mengelompok dengan bantuan bahan koagulan. Proses flokulasi dilakukan dengan cara pengandukan yang lambat.

Sedimentasi :Sedimentasi adalah proses pengendapan partikel dengan butiran besar yang berasal dari pembentukan flok melalui proses koagulasi dan flokulasi sebelumnya.

Filtrasi :

Filtrasi adalalah proses penyaringan sisa mikro flok yang tidak terendapkan pada proses sedimentasi. Unit filtrasi menggunakan sistim Saringan Pasir Cepat

Mekanisme Proses Yang Terjadi :Kekeruhan yang terjadi pada air baku dari sumber air permukaan berasal dari partikel yang disebut dengan “Colloid”. Colloid memiliki ukuran yang sangat kecil yaitu sekitar 0,001 – 1 (mikron meter/ per seribu mm), sehingga sulit mengendap. Agar colloid tersebut dapat mudah mengendap maka perlu dilakukan pengelompokan diantara colloid tersedut sehingga membentuk partikel yang memiliki ukuran yang besar dan mudah mengendap

Colloid biasanya bermuatan ion negatif, sehingga agar dapat saling tarik menarik dengan colloid lainnya dibutuhkan pemberian ion positif. Dengan pemberian ion positif dan dilakukan pengadukan maka sejumlah colloid akan saling menempel dan membentuk flock

Setelah flok terbentuk maka dapat dilakukan proses pengendapan. Kecepatan endap flok sekitar antara 0,3 – 0,45 m/jam

Bahan koagulan :Bahan koagulan yang dapat memberikan donor ion positif yang biasa digunakan adalah :

+

+

+

+ ++

+

+

+ +

++

+

Colloid bermuatan ion negatif

Pemberian ion positif yang berasal dari bahan koagulan

Membentuk Flock

Mengendap

- Aluminum Sulfate Al2(SO4)3, menghasilkan ion Al+3

- Ferric Sulfate Fe2(SO4)3, menghasilkan ion Fe+3

- PAC, Poli Aluminum Cloride menghasilkan ion positip Aluminum yang lebih banyak

Design Kriteria :Koagulasi : - G (Gradient velocity) = 500 - 1000 per detik - Td (waktu tinggal) = 120 – 600 detik

G x Td = 104 - 105

Flokulasi : - G (Gradient velocity) = 20 – 100 per detik - Td (waktu tinggal) = 1200 – 2400 detik

G x Td = 104 - 105

Sedimentasi : - Beban Permukaan Vo = 5 – 10 m/jam

- Menggunakan Plate Settler dengan kemiringan 60o

Filtrasi : - Kecepatan Filtrasi (Vf) : 7 – 12 m/jam- Media penyaring : Pasir Silika SiO2

- Dia. Efektif Pasir (df) : 0,7 – 1,2 mm - Uniformity Coefisient (UC) : 1,5 - Cara pencucian media filter : Backwashing

Bak Pengendap

Saringan Pasir Cepat

Pengaduk Lambat

Pengaduk Cepat

Plate Settler

Tampak Atas

Inlet

Jenis lain Instalasi Pengolahan Air :

Flokulasi

Koagulasi

Pipa Inlet

Gambar 3.11 : Instalasi Pengolahan Air Konvensional

Potongan Memanjang

Inlet

Baling-baling

Motor Pengaduk

Outlet

AselatorSludge Blangket

Outlet

Inlet