7/23/2019 SOAL UTIL (1)

http://slidepdf.com/reader/full/soal-util-1 1/7

Filter pasir memiliki kedalaman media pasir 0,60 m. Spesifik gravity = 2,65; faktor

 bentuk (ψ )=0,82  ; porositas(   ε ¿=0,42 ; lau filtrasi = !,"5 lt# detik$m2 ; su%u

operasi = 2&'.

)ata analisis ayakan adala% sebagai berikut *

+kuran ayakan erat terta%an (- d(m

!/ $20 ! 0,00!0006

20$2& &,2 0,000"!!!

2&$2 2" 0,0005/22

2$5 0 0,000/5"2

5$/2 20,5 0,000&/

/2$/& ",! 0,000225

/&$60 ,2 0,0002"0"

60$65 2,! 0,00022"/

65$!00 0,1 0,000!"""

entukan *

a. 3e4epatan ba4kas% yang diperlukan untuk ekspansi media

 b. inggi ekspansi media pasir 

enyelesaian *

3e4epatan aliran ba4kas% untuk mengekspansi media ditentukan dengan menga4u

 pada ke4epatan pengendapan partikel terbesar. 3e4epatan mengendap, 7s dapat

di%itung dengan rumus berikut *

Vs=[  4g

3C  D (S s−1

)d ]

1/2

3oefisien drag, pada rentang transisi digunakan rumus *

C  D=24

 N ℜ

+  3

√  N ℜ+0,34   dengan  N 

ℜ=ψ 

d V s

v

+ntuk ayakan dengan ukuran pertama, d= 0,00!0006m atau 0,! 4m, dari 8ambar di

atas (%ubungan antara ukuran partikel dan ke4epatan pengendapan, pada spesifik

gravity 2,65 diperole% ke4epatan pengendapan sekitar !5 4m#detik ( angka ini %anya

untuk pendekatan. ada = 2&' , diperole%

 μ=0,8363 .10−2 gram cm−detik dan ρ=0,9963gram /cm3

7/23/2019 SOAL UTIL (1)

http://slidepdf.com/reader/full/soal-util-1 2/7

 9ilai 9re adala% *

 Nre=0,82 x 0,9963 x 0,1 x 15

0,8363 x 10−2

  =146,62→transisi

C  D=  24

146,62+

  3

√ 146,62+0,34=0,751

Vs=

[ 4

3

 x 9,81m

det 2  x

 2,65−1

0,751

 x 0,0010006m

]❑1 /2

= 0,!"0 m#detik 

ke4epatan pengendapan yg diperole% ini %arus di iterasi untuk memperole% 9re, ),

dan 7s yg baru.

 9re = !"0,0&; )=0,"!!; 7s=0,!"/

a. 3e4epatan ba4kas% minimum *

V b=V S ε4,5=(0,174 m

det   ) (0,42 )4,5=0,00351  m

det 

 b. 3etinggian ekspansi di%itung dengan menentukan porositas saat ekspansi

sebagai berikut *

εe=(VbVs )

0,22

=(0,003510,167 )

0,22

=0,424

7/23/2019 SOAL UTIL (1)

http://slidepdf.com/reader/full/soal-util-1 3/7

4atatan * untuk meng%itung εe , digunakan 7b yang sama untuk semua ukuran,

yaitu 0,005! m#det dan 7s masing : masing ukuran pasir.

+ntuk ukuran pasir yang lain di%itung dengan 4ara yang sama, diperole% %asil sebagai

 berikut *

Sievesie

erat partikel

(-

d (m 9re ) 7s(m#det

εe   x1−εe

!/$20 0,&" 0,00!000

6

!"0,0& 0,"!! 0,!"/ 0,/2/ 0,0!5

20$2& &,6 0,000"!!! &1,6! 0,125 0,!21 0,/5 0,!5&

2&$2 26, 0,0005/2

2

5!,1! !,2!1 0,01& 0,/&! 0,50"

2$5 0,! 0,000/5"

2

6,!& !,502 0,0&! 0,50! 0,60/

5$/2 20,6/ 0,000&

/

2/,/ !,1/ 0,065 0,526 0,/5

/2$/& ",01 0,00022

5

!6,& 2,5/6 0,052 0,552 0,!5&

/&$60 ,!1 0,0002"0

"

!0,&/ ,/65 0,0/! 0,5&2 0,0"6

60$65 2,!6 0,00022"

/

6,&1 /,16& 0,0! 0,6!& 0,056

65$!00 !,02 0,000!""

"

,&2 &,!51 0,022 0,6"0 0,0!

<aka tinggi ekspansi total adala% *

 Le=(1−ε ) L∑   x1−ε e

=(1−0,424) (0,60m) (2,040 )=0,710m

ratio ekspansi adala% "!4m # 604m =!,!&(teradi ekspansi sebesar !&-. ila

dike%endaki ekspansi yang lebi% besar, maka ke4epatan ba4kas% dapat ditamba%

sampai sebesar !0- dari ke4epatan pengendapan partikel terbesar ( ratio 7b#7s=0,!

7/23/2019 SOAL UTIL (1)

http://slidepdf.com/reader/full/soal-util-1 4/7

Sebua% industry kimia ingin menggunakan proses ion e4%ange untuk meng%ilangkankesada%an dalam air yang digunakan dalam system boiler. >ir yang tela% dianalisa

ternyata mengandung kesada%an 500 mg#l (uS0/. ernyata, kesada%an yang

diinkan adala% "5 mg#l. Sementara itu, aliran masuk ke kolom pertukaran yang

dike%endaki adala% 5 ?#s. 3apasitas pertukarannya adala% 5!5 me@#!00gr resin (berat

kering. )iketa%ui kandungan air resin = 65- dan aktu breakt%roug% adala% !&

%ari. entukan *

a. Aumla% resin (berat basa% yang dibutu%kanB

 b. Aumla% sak yang industri kimia tsb %arus sediakan bila resin yang ada adala%

0 kg#sakB

Aaab *

3esetimbangan massa untuk aliran yang meleati system *

Qe (0 )+Qb (500 )=(Qe+Qb ) .75

500.Qb=75Qe+75Qb

425Qb=75Qe

Qb=0.17647Qe

3arena aliran masuk yang dike%endaki adala% 5 ?#s, maka *

Qe+Qb=5

Qe+0.17647Qe=5

1.17647Qe=5

Qe=4.25 L

s

3onversi kesada%an * 500 mg L

  x   1meq80.5mg

=6.2111 meq L

3esada%an ter$remove dalam !& %ari *

4.25 L

s  x60

  s

mnt  x1440

 mnt 

hari x 18hari x6.2111

 meq

 L  =41,052,886.56 meq

Aumla% resin yang dibutu%kan *

41,052,886.56 meq x  100 gr

515meq=7,971,434.283gr=7971.434 kgberat kering

> <aka, pada kondisi moist, resin a4tual yang dibutu%kan *

7/23/2019 SOAL UTIL (1)

http://slidepdf.com/reader/full/soal-util-1 5/7

7971.434 kg x  1

1−0.65=22775.525kg berat basah

Aumla% sak yang %arus disediakan ole% industri kimia *22775.525 kg

30

  kg

sak 

=759,18≈759 sak 

entukan umla% lime dan soda yang %arus ditamba%kan dalam air baku

dengan karakteristik sebagai berikut*

'2 !0 mg#l

a2C &/ mg#l

<g2C /0 mg#l

'2$ 0 mg#l

)ebit air yang digunakan adala% !00.000 dm. 3emurnian lime &0- dan soda &0-.

A>D>>9 *

! me@ dari ion$ion di atas, sama dengan *

2+¿=40

2=20mg

Ca¿

2+¿=24

2=12mg

 g¿

2−¿=60

2=30mg

C!3¿

C!2=

44

2=22mg

<enentukan 3esada%an otal (3 *

 "# =84

20+40

12=7,533meq /$

<enentukan >lkalinitas (> *

 %=330

30=11meq /$

3arena 3E>3, maka 3=33 (3esada%an 3arbonat, se%ingga 393 (3esada%an

 9on$3arbonat = 0er%itungan ?ime a' yang dibutu%kan *

='2 C 33 C <g2C C amba%an

=  10

22+7,533+

40

12+1,25

=   0,455+7,533+3,333+1,25

=!2,5"!me@#l

! me@ a' =  56

2=28mg

<aka * 12,571

meq

$   x 28

  mg

meq=351,988meq/ $

+ntuk debit !00.000 liter, dengan kemurnian lime &0-, maka a' yang dibutu%kan *

7/23/2019 SOAL UTIL (1)

http://slidepdf.com/reader/full/soal-util-1 6/7

=   351,988meq

$  x 100.000 $ x

 100

80

=/.11&.500 mg

=/,11&5 kg

ada pengola%an air tersebut, tidak diperlukan penamba%an soda karena 393=0.

)alam industri pengola%an air sungai atau yang biasa disebut ground water. Setela%melalui ta%ap presipitasi dengan penamba%an lime dan soda. ernyata masi% ada

 suspended solid   dalam air terola% tersebut. +ntuk mengatasi %al tersebut, seorang

insinyur melakukan treatment   filtrasi untuk me$remove  SS. >lat yang digunakan

 berupa filtrasi pasir dengan tekanan "0 ka dan temperatur 0. 9amun, sebagai

insinyur yang baik, beliau %arus mengeta%ui indikator kinera operasi dari alat filtrasi

tersebut. obala% bantu insinyur tersebut G

)ata yang diberikan *

• anyak air yang dibebankan dalam sand filtration * /00 m#m2#day

• inggi tumpukan media filter * !. meter 

•?ama proses filtrasi dialankan * 65 am

• S%ape fa4tor mengikuti model angular sand

• orositas = 0.6ɛ

• 3oefisien drag ) = 6

)iketa%ui pula media filter memiliki ukuran partikel yang berbeda

)iameter asir (m Fraksi erat, H

0.000& 0./2

0.00! 0."

0.00!1 0.2!

Jawaban :

Diketahui :

7a = /00 m#m2#day = /00 m#day = /00 m#day 1da&

24hr x

  1hr

60min x 1min

60sec =

0.00/621 m#s

? = !. m

I = 0."

 = 0.6ɛ

) = 6

)iameter asir (m Fraksi erat, H H#d

0.000& 0./2 5250.00! 0." 2&/.6!5/

7/23/2019 SOAL UTIL (1)

http://slidepdf.com/reader/full/soal-util-1 7/7

0.00!1 0.2! !!0.526

 Ʃ ' 

d

120.!/!"

)itanya * %?= B

Aaab *+ntuk filter dengan ukuran partikel yang berbeda *

Maka :

hL =1.067

0.73  !.

6

9.8 

(0.004629 )2

0.64   120.!/!" = 0.!"" meter 

hL =1.067

(  x L xCD

g  xVa

2

ɛ4  

 '