STUDI PENURUNANA KEKERUHAN AIR KALI...
Transcript of STUDI PENURUNANA KEKERUHAN AIR KALI...
STUDI PENURUNANA KEKERUHAN AIR KALI SURABAYA DENGAN PROSES FLOKULASI DALAM BENTUK FLOKULATOR PIPA CIRCULAR
STUDY OF DECREASING OF TURBIDITY WITH FLOCULATION PROCCESS BY CIRCULAR PIPE FLOCULATOR
Aisyah Rafli Puteri
Jurusan Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Email : [email protected]
Abstrak
Dalam pengolahan air minum terutama yang berasal dari air permukaan,
menghilangkan atau menurunkan kekeruhan merupakan hal yang sangat penting. Adapun
alternatif pengolahan untuk mengurangi kekeruhan adalah proses koagulasi dan flokulasi. Pada
penelitian ini proses koagulasi yang dipilih adalah koagulasi mekanis kemudian dilanjutkan
dengan proses flokulasi pipa circular.
Air baku yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan air dengan kekeruhan
buatan 40–80 NTU, sesuai dengan karakteristik air baku di PDAM Ngagel II Surabaya.
Sebelumnya dilakukan penelitian pendahuluan dengan menggunakan metode Jar Test untuk
mengetahui dosis optimum koagulan. Flokulator yang digunakan ada 8 tipe dengan variasi
diameter pipa ½” dan 5/8”, variasi diameter melingkar 0,4 dan 0,6 meter dan variasi panjang
pipa 25 dan 50 meter.
Dari penelitian dengan menggunakan flokulator pipa ½”, diameter melingkar pipa 0,6 m
dan panjang 50 m adalah yang terbaik, hal ini dilihat dari % Removal yang tertinggi yaitu 83%-
87%. Nilai G.td yang dicapai pada model tersebut adalah 4,1 x 104 (G=186,6 det-1 dan td=3,67
menit) dengan headloss sebesar 58,3 cm.
Kata kunci : Koagulasi, Flokulasi dan Flokulator Pipa Circular
Abstract
In the treatment of drinking water especially using surface water, to eliminate or reduce of
turbiditys is very important thing. Alternative treatment to decrease turbidity is using coagulation
and floculation process. In this study coagulation process that been selected are mechanical
coagulation continued flocculation process using circular pipe.
The raw water using in this studies having artificial turbidity about 40-80 NTU, according
to water characteristic in PDAM Ngagel II Surabaya. Previously conducted a preliminary study
using a Jar Test method to determine the optimum dose of coagulant. Flokulator that used, there
are 8 types with variation in pipe diameter ½ "and 5/8" diameter circular variation of 0.4 and 0.6
meters long and the variation of the pipe 25 and 50 meter.
Based on studies, using flokulator pipe ½ "diameter circular pipe length of 0.6 m and 50 m
having the best result, it is seen from the highest% Removal 83% -87%. G.td value achieved in the
model is 4.1 x 104 (G = 186.6 sec-1 and td = 3.67 min) with a headloss of 58.3 cm.
Key words: coagulation, flocculation and Flokulator Circular Pipe
1. Pendahuluan Kebutuhan air bersih dari waktu ke waktu meningkat dengan pesat, sejalan dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan semakin meningkatnya kegiatan manusia sesuai dengan
tuntutan kehidupan yang terus berkembang. Selama ini prasarana air bersih khususnya di
daerah perkotaan dibangun oleh pemerintah, namun dengan keterbatasan kemampuan yang
ada, tingkat pelayanannya baru dapat mencapai berkisar 50 % dari jumlah penduduk
perkotaan, ini berarti sekitar 50 % jumlah penduduk yang belum terlayani mengusahakan
sendiri air bersih dengan cara lain misalnya sumur bor, sumur gali, mata air dan bahkan
menggunakan air sungai (air permukaan) secara langsung. Sumber air yang dibutuhkan untuk
kehidupan manusia, pada umumnya diambil dari air permukaan dan air tanah, karena ditinjau
dari potensi kuantitas dan kualitasnya kedua sumber ini paling baik. Perusahaan Air Minum
pemerintah pada umunya menggunakan air sungai sebagai air baku, karena dari segi kuantitas
potensinya cukup besar, sementara masyarakat yang tidak memperoleh air dari PAM,
mendapatkan air bersih dari sumber air tanah (Said dan Ruliasih. 2004).
Dalam pengolahan air minum terutama yang berasal dari air permukaan,
menghilangkan atau menurunkan zat padat baik tersuspensi maupun koloidal yang
menyebabkan kekeruhan merupakan hal yang sangat penting. Partikel koloid menjadi stabil
karena bermuatan listrik yang sama sehingga timbul gaya tolak-menolak antar partikel.
Umumnya muatan koloidal alami yang berasal dari mineral liat mempunyai muatan negatif
pada kondisi yang dijumpai di alam. Partikel koloid ini disisihkan dengan cara koagulasi-
flokulasi. Proses koagulasi dilakukan dengan penambahan bahan kimia sebagai koagulan, dan
dilakukan pengadukan cepat, untuk membentuk flok yang dapat diendapkan. Pada prinsipnya,
penambahan koagulan berfungsi untuk menetralkan muatan partikel dan memperkecil
ketebalan lapisan difus di sekitar partikel sehingga mempermudah penggabungan partikel
tersebut menjadi agregat yang lebih basar dan secara teknis dapat diendapkan. Proses flokulasi
merupakan kelanjutan dari proses koagulasi, dimana mikroflok hasil koagulasi mulai
menggumpalkan partikel menjadi flok-flok yang besar (makroflok) dan dapat diendapkan.
Proses penggumpalan ini tergantung dari waktu dan pengadukan lambat dalam air. (Stumm dan
Morgan, 1996).
Flokulator yang sering digunakan dalam pengolahan air berdasarkan sumber energi
yang digunakan adalah: hidrolis, pnuematis dan mekanis. Secara umum flokulator pneumatis
dan mekanis lebih fleksibel dalam power input. Sedangkan flokulator hidrolis tidak fleksibel
dalam power input, walaupun diperlukan lahan yang luas tetapi mempunyai keunggulan pada
sisi yang lain. Dengan alasan tersebut maka peneliti ingin lebih menyederhanakan proses
tersebut, yaitu dengan cara hidrolis, mengalirkan air baku melalui pipa circular. Dengan
mengalirkan air baku secara circular maka diharapkan akan terjadi pengadukan dalam air
sehingga tidak diperlukan lagi mesin-mesin dan peralatan pengaduk serta akan menghemat
pemakaian listrik yang diperlukan untuk menggerakkan peralatan tersebut.
Pengadukan hidrolis adalah pengadukan yang memanfaatkan gerakan air sebagai
tenaga pengadukan. Sistem pengadukan ini menggunakan energi hidrolik yang dihasilkan dari
suatu aliran hidrolik. Energi hidrolik dapat berupa energi gesek, energi potensial (jatuhan) atau
adanya lompatan hidrolik dalam suatu aliran. Beberapa contoh pengadukan hidrolis adalah
terjunan, loncatan hidrolis, parshall flume, baffle basin (baffle channel), perforated wall, gravel
bed dan sebagainya. Pada pengadukan hidrolis, tenaga dapat dituliskan sebagai berikut :
Pengadukan Hidrolis
P = Q.ρ.g.h
Dimana :
P = tenaga, (N-m/det)
Q = debit aliran (m3/det)
ρ = berat jenis (kg/m3)
g = percepatan gaya gravitasi
h = tinggi jatuhan/kehilangan energi akibat gesekaan (head loss)
Penggabungan pers. menghasilkan :
Dimana :
= , visikositas kinematis (m2/det)
td = V/Q = waktu tinggal hidrolik, (detik)
a. Analisa kecepatan
Karakteristik Hidrolik Aliran Dalam Pipa Melingkar
Dalam aliran melalui pipa partikel fluida disuatu penampang melintang bergerak
dengan kecepatan yang tidak sama. Aliran dekat poros mempunyai kecepatan yang lebih besar
dari pipa yang dekat dengan dinding. Hal ini dapat ditunjukkan dengan menginjeksikan cairan
berwarna sesaat kedalam pipa kaca yang diamati.
Parabola
D Vc
Gambar Distribusi Kecepatan
Pada aliran laminar distribusi kecepatan berbentuk parabola dan bervariasi dari
kecepatan nol pada dinding pipa sampai kecepatan maximum pada poros, dengan kecepatan
rata – rata ½ -2/3 kecepatan maksimum.
Dalam aliran turbulen kecepatan hampir sama, kecepatan dapat dikatakan nol (0) pada
dinding tetapi naik dengan cepat pada jarak yang pendek dari dinding seperti curva B dan C.
r A
D C B
Gambar Distribusi kecepatan pada pipa lurus
Distribusi kecepatan dalam arah melintang pipa pada aliran turbulen adalah tergantung
NRe. Perbandingan antara kecepatan rata – rata dan kecepatan maximum dalam pipa
berpenampang bulat, bervariasi dengan NRe sebagai berikut :
Tabel Perbandingan antara Kecepatan Rata-rata dan Kecepatan Maksimum menurut NRe
NRe
0 -17000 2000 3000 5000 10000 30000 10000 – lebih
0,5 0,55 0,71 0,76 0,78 0,80 0,81
Sumber : King Wisler, 1948
Pada aliran dengan NRe > 10000 dapat dipastikan bahwa kecepatan rata-ratanya = 0,8
kecepatan maksimum, dengan radius lingkaran kecepatan rata-rata = 2/3 D. Dalam aliran
laminar maupun turbulen distribusi kecepatan dapat berubah karena adanya rintangan-
rintangan misalnya pada belokan atau pada dinding melengkung. Perubahan distribusi ini akan
memperbesar kehilangan tekanan dan meningkatkan intensitas turbulensi.
b. Kehilangan Tekanan Pada Belokan
Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa belokan atau lengkungan menyebabkan
terjadinya kehilangan tekanan yang lebih besar daripada yang terjadi pada pipa lurus dengan
panjang yang sama, yang besarnya dapat dihitung dengan persamaan berikut :
∆H = 𝜆𝜆
dimana :
∆H = kehilangan tekanan dalam pipa melingkar (m)
V = kecepatan rata – rata (m/dt)
L = panjang pipa (m
d = diameter pipa (m)
𝜆𝜆 = faktor koreksi
dan nilai 𝜆𝜆 =
untuk 50 < Nre < 600
dimana :
d = diameter pipa (m)
dc = diameter lingkaran (m)
2. Metodologi
Proses Penelitian dan Metode Analisa
Studi Literatur
Studi literatur dilakukan untuk menunjang penelitian mulai dari awal penelitian sampai
dengan penyusunan laporan, serta untuk memperoleh dasar teori yang jelas dan kuat untuk
penelitian. Sumber studi literatur yang digunakan dalam penelitian ini meliputi buku-buku teks,
jurnal penelitian, artikel penunjang penelitian, dan lain sebagainya.
Persiapan Alat dan Bahan
a. Peralatan Jar Test
b. Peralatan analisis kekeruhan
c. Peralatan analisis pH
d. Peralatan rangkaian flokulator pipa circular
e. Bentonit
f. Koagulan
Penelitian Awal
Dalam penelitian kali ini digunakan air baku dengan kekeruhan buatan. Dimana range
kekeruhan disesuaikan dengan kekeruhan air baku yang masuk pada inlet Koagulasi dan
Flokulasi di PDAM Ngagel II dimana air bakunya bersumber dari Kali Surabaya.
Adapun cara pembuatan sampel sintetis ini adalah dengan melarutkan Bentonit sebagai
bahan pengeruh ke dalam air PAM. Bentonit yang dilarutkan hanya secukupnya sesuai dengan
tingkat kekeruhan yang dikehendaki.
Pembuatan Larutan Tawas
Konsentrasi larutan tawas yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1 %, dimana 10
gram tawas dilarutkan dalam 1 liter aquadest. Artinya 1 ml larutan koagulan sama dengan 10
mg/l.
Penentuan Dosis Optimum
Penentuan dosis optimum bertujuan untuk mengetahui dosis koagulan optimum yang
nantinya akan digunakan untuk proses koagulasi dan flokulasi pipa circular. Penelitian ini
dilakukan dengan menggunakan koagulan alumunium sulfat (Al2(SO4)3). Penentuan dosis
optimum koagualan dilakukan dengan menggunakan metode Jar Test dimana ketentuannya
sebagai berikut :
1. Dosis koagulan 10 , 20 , 30 , 40 , 50 dan 60 mg/l
2. Range kekeruhan 40 , 50 , 60 , 70 dan 80 NTU
3. Proses koagulasi / pengadukan cepat dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit
4. Proses flokulasi / pengadukan lambat dengan kecepatan 40 rpm selama 15 menit
5. Proses pengendapan selama 25 menit.
Proses Flokulasi Pipa Circular
Setelah didapatkan dosis optimum koagulan untuk masing-masing tingkat kekeruhan,
maka penelitian dilanjutkan pada alat yang telah dirangkai sebelumnya. Dengan variasi yang
ada maka akan didapatkan 8 jenis flokulator, yaitu :
- pipa ½” , panjang pipa 25 m dan lingkaran pipa 0,4m
- pipa ½” , panjang pipa 25 m dan lingkaran pipa 0,6m
- pipa ½” , panjang pipa 50 m dan lingkaran pipa 0,4m
- pipa ½” , panjang pipa 50 m dan lingkaran pipa 0,6m
- pipa 5/8” , panjang pipa 25 m dan lingkaran pipa 0,4m
- pipa 5/8” , panjang pipa 25 m dan lingkaran pipa 0,6m
- pipa 5/8” , panjang pipa 50 m dan lingkaran pipa 0,4m
- pipa 5/8” , panjang pipa 50 m dan lingkaran pipa 0,6m
3.
a. BATCH PROSES
Hasil dan Pembahasan
Data Batch Proses ini didapat dari Metoda Jar-Test, digunakan untuk mencari dosis
optimum kebutuhan koagulan tawas (Al2(SO4)318H2O) yang nantinya digunakan sebagai dasar
perhitungan dosis optimum koagulan pada continuous proses.
Tabel 3.1 Dosis Optimum Koagulan
Kekeruhan
awal
(NTU)
Dosis
Optimum
(mg/lt)
%
removal
40 30 98.8
50 30 98
60 30 96.7
70 40 99.3
80 40 99.4
Sumber : hasil penelitian, 2011
Dari hasil penelitian dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi kekeruhannya
maka kebutuhan koagulan juga semakin meningkat. Disamping itu prosen removal yang
dihasilkan cenderung naik, hal ini disebabkan karena penambahan konsentrasi kekeruhan ini
akan menambah muatan koloid sehingga bisa berinteraksi lebih efektif dengan koagulan, proses
destabilisasi lebih mudah terjadi sehingga akan mempermudah penggabungan partikel koloid.
Dan juga dengan semakin tingginya konsentrasi kekeruhan maka benturan-benturan flok
semakin lebih efektif sehingga akibatnya flok-flok yang terbentuk akan semakin bagus dan akan
meningkatkan kecepatan pengendapannya dan ini secara tidak langsung akan meningkatkan
nilai effisiensi (Prosen removal) yang terjadi.
b. CONTINUOUS PROSES
Continuous Proses ini dilakukan dengan menggunakan aliran dalam pipa circular, yang
mana akan terjadi proses flokulasi dengan menggunakan proses flokulasi dengan menggunakan
variasi kekeruhan seperti pada kondisi Batch Proses.
Dalam Continuous Proses akan dilakukan dengan variasi diameter pipa (1/2” dan 5/8”),
panjang pipa (25 dan 50) m dan diameter lingkaran pipa (0.4 dan 0,6) m, sehingga didapatkan 8
variasi flokulator, yaitu sbb :
- Diameter ½” , panjang 25 m, diameter lingkaran 0,4 m
- Diameter ½” , panjang 25 m, diameter lingkaran 0,6 m
- Diameter ½” , panjang 50 m, diameter lingkaran 0,4 m
- Diameter ½” , panjang 50 m, diameter lingkaran 0,6 m
- Diameter 5/8” , panjang 25 m, diameter lingkaran 0,4 m
- Diameter 5/8” , panjang 25 m, diameter lingkaran 0,6 m
- Diameter 5/8” , panjang 50 m, diameter lingkaran 0,4 m
- Diameter 5/8” , panjang 50 m, diameter lingkaran 0,6 m
-
Tabel 3.2 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa ½”, Panjang 25
meter dan Diameter Melingkar 0,4 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 11 72.550 12.5 7560 13 7870 14 8080 15.5 80.63
25 0.41/2"
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.3 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa ½”, Panjang 25
meter dan Diameter Melingkar 0,6 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 13 67.550 14.5 7160 15 7570 17 7680 18.5 76.88
1/2" 25 0.6
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.4 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa ½”, Panjang
50 meter dan Diameter Melingkar 0,4 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 9 77.550 15 7060 12 8070 13.5 80.7180 14 82.50
1/2" 50 0.4
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.5 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa ½”, Panjang
50 meter dan Diameter Melingkar 0,6 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 6.5 83.7550 8 8460 8.5 85.8370 10 85.7180 11 86.25
1/2" 50 0.6
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.6 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa 5/8”,
Panjang 25 meter dan Diameter Melingkar 0,4 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 14.5 63.7550 16 6860 18.5 69.1770 19.5 72.1480 23 71.25
5/8" 25 0.4
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.7 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa 5/8”,
Panjang 25 meter dan Diameter Melingkar 0,6 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 18 5550 16.5 6760 23 61.6770 27.5 60.7180 28.5 64.375
5/8" 25 0.6
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.8 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa 5/8”,
Panjang 50 meter dan Diameter Melingkar 0,4 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 12 7050 14.5 7160 16 73.3370 19 72.8680 22.5 71.88
5/8" 50 0.4
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.9 Hubungan Kekeruhan Awal dengan persentase removal pada Pipa 5/8”,
Panjang 50 meter dan Diameter Melingkar 0,6 meter
Diameter Pipa (m)
Panjang Pipa (m)
Diameter melingkar pipa (m)
Kekeruhan awal (NTU)
Kekeruhan akhir (NTU)
% Removal
40 11 72.550 12 7660 14.5 75.8370 16 77.1480 18.5 76.88
5/8" 50 0.6
Sumber : hasil penelitian, 2011
Hubungan Headloss, Gradient Kecepatan, dan G.td dengan Variasi Diameter Pipa,
Panjang Pipa dan Diameter Melingkar Pipa
Adapun hasil perhitungan untuk nilai Headloss, Gradient Kecepatan dan G.td untuk
masing-masing flokulator dapat dilihat pada tabel di halaman berikut:
Tabel 3.10 Faktor Koreksi Headloss Teoritis untuk Pipa Circular
Diameter
Pipa Flokulator Nre
(Nre
(d/dc)^1/2)
faktor
koreksi
1/2"
25 m dia 0,4 m 3803.12 672.30 0.0513
25 m dia 0,6 m 3803.12 548.93 0.0478
50 m dia 0,4 m 3803.12 672.30 0.0513
50 m dia 0,6 m 3803.12 548.93 0.0478
5/8"
25 m dia 0,4 m 4563.7 883.76 0.0495
25 m dia 0,6 m 4563.7 721.59 0.0461
50 m dia 0,4 m 4563.7 883.76 0.0495
50 m dia 0,6 m 4563.7 721.59 0.0461
Sumber : hasil penelitian, 2011
Dari hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai NRe pada pipa diameter 5/8” lebih
besar dari nilai NRe pada pipa diameter ½” dan terlihat bahwa factor koreksi yang dihasilkan
bergantung pada diameter melingkar flokulator dimana semakin besar diameter melingkar
flokulator maka semakin kecil factor koreksinya.
Tabel 3.11Hasil Perhitungan Headloss Teoritis
Diameter
Pipa Flokulator
HL teoritis
(cm)
1/2"
25 m dia 0,4 m 31.314
25 m dia 0,6 m 29.169
50 m dia 0,4 m 62.627
50 m dia 0,6 m 58.337
5/8"
25 m dia 0,4 m 25.157
25 m dia 0,6 m 23.434
50 m dia 0,4 m 50.315
50 m dia 0,6 m 46.868
Sumber : hasil penelitian, 2011
Tabel 3.12 Perbandingan G.Td Teoritis dengan G.Td Penelitian
25 m dia 0,4 m 102.2 193.3 19766.5 106 189.9 2.05E+0425 m dia 0,6 m 102.2 186.6 19077.5 109 180.7 2.03E+0450 m dia 0,4 m 204.5 193.3 39533.0 214 189.0 4.14E+0450 m dia 0,6 m 204.5 186.6 38155.0 220 179.9 4.10E+0425 m dia 0,4 m 147.2 144.4 21260.2 156 140.3 2.25E+0425 m dia 0,6 m 147.2 139.4 20519.1 157 135.0 2.19E+0450 m dia 0,4 m 294.5 144.4 42520.3 308 141.2 4.45E+0450 m dia 0,6 m 294.5 139.4 41038.2 312 135.4 4.35E+04
G (penelitian)G.td
(penelitian)Flokulator td (dt)
G teori (dt - 1)
G. td (teori)
td (penelitian)
1/2"
5/8"
Diameter Pipa
Sumber : hasil penelitian, 2011
G merupakan satuan yang berbanding lurus dengan banyaknya tumbukan sehingga
semakin besar G berarti semakin banyak tumbukan yang terjadi dan semakin besar ukuran flok
yang terbentuk.
Analisa Headloss, Gradient Kecepatan dan G.Td
Hasil penelitian dan perhitungan teoritis mengenai Headloss, Gradient Kecepatan dan
G.td dicantumkan pada Tabel 4.15 s/d 4.17 yang digambarkan dalam grafik pada Gambar 4.20
s/d 4.22 dengan perbedaan diameter pipa, diameter melingkar pipa dengan variasi panjang
pipa yang ada.
Dari hasil tersebut diatas dapat terlihat bahwa untuk pipa 5/8” dengan panjang pipa 25
m dan diameter melingkar 0,6 m, Headloss yang terjadi adalah yang terkecil dan untuk pipa ½”
dengan panjang pipa 50 m dan diameter melingkar 0,4 m Headloss yang terjadi adalah yang
terbesar.
Dari perumusan faktor koreksi pipa circular dan penelitian yang ada, ternyata bahwa
flokulasi dalam pipa circular erat kaitannya dengan faktor koreksi yang mana faktor koreksi
tergantung pada NRe, diameter pipa dan diameter melingkar pipa, sedang NRe sendiri erat
kaitannya dengan loading (Q/A). Nilai G yang diperoleh adalah (139,4-193,3) det-1 dengan td
yang dicapai adalah (102,2-294,4) detik, sedangkan nilai G.td yang dicapai adalah (2,03-4,45) x
104. Nilai G.td yang terendah ini terjadi pada pipa ½” dengan panjang pipa 25 m dan diameter
melingkar 0,6 m. Secara umum G.Td yang terjadi ini masih dalam range yang diizinkan yaitu (2 x
104 – 2x 105). Prosen removal yang terbaik terjadi pada pipa ½” dengan panjang pipa 50 m dan
diameter melingkar 0,6 m yaitu 4,1 x 104, semakin kecil G.td yang terjadi menunjukkan
penurunan kekompakan flok (yang diwakili oleh prosen removal), hal ini disebabkan karena
waktu detensi untuk terjadinya proses flokulasi kecil akibatnya proses flokulasi tidak dapat
berjalan dengan sempurna sedang untuk G.td yang semakin besar ini mengakibatkan flok
rupture (pecahnya flok kembali) karena semakin lamanya waktu detensi atau karena semakin
membesarnya G yang dicapai.
Diameter Pipa dan Diameter Melingkar Pipa
Didalam penelitian ini yang dipakai ada dua variasi diameter pipa yaitu ½” dan 5/8”,
serta dua variasi diameter melingkar pipa 0,4 m dan 0,6 m untuk masing-masing diameter pipa.
Diameter pipa dan diameter melingkar pipa ini mempunyai hubungan yang erat dengan
kecepatan aliran (V), dan Headloss yang terjadi seperti yang perumusan sebagai berikut :
=
dimana :
d = diameter pipa
dc = diameter melingkar pipa
= koreksi headloss untuk pipa circular
Variasi diameter pipa yang dipakai adalah ½” dan 5/8” dan dimeter melingkar yang
dipakai adalah 0,4 m dan 0,6 m. Dari data yang diperoleh menunjukkan semakin besar
diameter pipa dan diameter melingkar pipa maka semakin kecil faktor Headloss yang diperoleh
sehingga headloss yang didapat akan kecil, demikian juga sebaliknya semakin kecil diameter
pipa dan diameter melingkar pipa akan semakin besar faktor koreksi headloss yang didapat. Hal
ini disebabkan karena diameter pipa dan diameter melingkar pipa adalah berbanding terbalik
dengan faktor koreksi headloss. Dimana faktor koreksi headloss mempunyai kaitan yang erat
dengan headloss yang dicapai karena disini faktor koreksi berbanding lurus dengan headloss,
jadi semakin besar faktor koreksi headloss maka headloss yang akan dicapai juga semakin
besar, demikian sebaliknya.
Headloss (Hl)
Telah dijelaskan bahwa semakin besar diameter pipa dan diameter melingkar pipa,
maka akan semakin kecil faktor friksi (f) headloss yang diperoleh, berarti dengan demikian
semakin kecil diameter pipa dan diameter melingkar pipa akan semakin besar faktor koreksi
headloss nya. Headloss berbanding lurus dengan faktor friksi (f) dan panjang pipa (L), sehingga
semakin besar f dan L maka Hl yang dicapai juga akan semakin besar, demikian juga sebaliknya.
4.
1. Dosis optimum koagulan yang diperlukan untuk meremoval kekeruhan air baku adalah 30
mg/l untuk tingkat kekeruhan 40,50,60 NTU dan 40 mg/l untuk tingkat kekeruhan 70 dan
80 NTU.
Kesimpulan
2. Untuk penurunan kekeruhan air baku yang diambil dari Kali Surabaya yang memiliki range
kekeruhan awal 40 NTU – 80 NTU bisa diterapkan dengan menghasilkan % Removal
kekeruhan paling baik sebesar (83%-87%) dengan %Removal kekeruhan yang paling baik
adalah terjadi pada model pipa ½” dengan panjang pipa 50 m dan diameter melingkar pipa
0,6 meter. Nilai G.td yang dicapai pada model tersebut adalah 4,1 x 104 (G=186,6 det-1 dan
td=3,67 menit) dengan headloss sebesar 58,3 cm.
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan debit (Q) yang lebih besar agar diameter pipa
bisa divariasikan dan dikombinasikan proses flokulasi hidrolis (pipa circular) dengan
proses koagulasi hidrolis.
Saran
2. Range Kekeruhan yang digunakan berasal dari data primer kualitas air baku PDAM Ngagel II
Surabaya pada musim kemarau, Diharapkan dilakukan penelitian lebih lanjut dengan
menggunakan range kekeruhan yang terjadi pada musim penghujan.
5.
Alaerts. G., dan Santika, S.S. 1984. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional, Surabaya.
Daftar Pustaka
ASCE, AWWA, 1999. Water Treatment Plant Design, Second Edition, McGraw-Hill Inc.,
New York.
Benefield, L.D., Joseph F., dan Barron W.L., 1982. Process Chemistry for Water and Waste
Treatment, New Jersey.
Degremont, 1991. Water Treatment Plant Handbook, sixth edition, John Wiley and Son, New
York.
Said, Nusa Idaman., dan Ruliasih. 2004. Pengolahan Air Sungai Skala Rumah Tangga Secara
Kontinyu, Jakarta.
Japan Water Works Association, 1978. Design Criteria for Waterworks facilities, Japan.
Kawamura, Susumu, 1991. Integrated Design of Water Treatment Facilities, John Wiley and Sons
Inc., Canada.
Mardianto, Toni. 1994. Penentuan Flokulator Efektif dan Kekeruhan Optimum Untuk Flokulasi
Pipa Circular. Surabaya : Jurusan Teknik Lingkungan Institut Teknologi Sepuluh
Nopember.
Masschelein, W.J. 1992. Unit Processes in Drinking Water Treatment. Marcel Dekker, Inc. new
York.
Reynold, T.D., dan Richards, P.A. 1996. Unit Operation and Processes in Environmental
Engineering. Brooks/Cole Engineering Division. Monterey. California
Sawyer, C.N., dan McCarty, P.L. 1978. Chemistry for Environmental Engineering. Third Edition. Mc
Graw Hill Kogakusha. Tokyo.
Stumm, W. G & Morgan, J.J., 1996. Aquatic Chemistry, Second Edition, john Wiley and Sons Inc,
Singapore.
Williams, B.R. 1990. Handbook of Public Water System. Van Nostrand reinhold. New York.