sisten pengolahan air dalam industri

80
Proses Pengolahan Air Industri (2)

Upload: jejenacl

Post on 02-Aug-2015

155 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

ini persentasi tentang pengolahan airdan peralatan yang digunakan dalam pengolahan air

TRANSCRIPT

Page 1: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Proses Pengolahan Air Industri

(2)

Page 2: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 3: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Impurities dimension and Treatment Processes

Ukuran partikel, m

Org. & anorg. terlarut

Suspensi koloid

Filtrasi/microstraining

Sedimentasi/flotasi

Padatan tersuspensi dan padatan mengambang

Koagulasi kimiawi

Screening

Biological oxidation

1.E-04 1.E-031.E-05 1.E+011.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+051.E+02 1.E+03 1.E+04

Presipitasi

Transfer gas

Ion exchange

Reverse osmosis

Elektrodialisis

Adsopsi

Page 4: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Ions

Geologic

Colloids FineDispersions

CoarseDispersions

10 010 -10

10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -410 -3 10 -2 10 -1

Clays Silts Sands

Particles of Concern forPotable Water

Particle Sizes(meters)

Examples

Molecules

Biologic C&GVirus Bacteria Multicell Organisms

Sand Primary SedimentationSilt Flocculation / FiltrationClay Flocculation / FiltrationVirus DisinfectionBacteria DisinfectionProtozoans Flocculation / Filtration / CT

Turbidity

Streaming Current

Methodsof

MonitoringParticle

Counting

Organic Humus

Page 5: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Contoh KarakterBahan Baku Air (mis : Air Sungai)

• TDS (Total Dissolved Solid) < 500 mg/l

• Turbidity (Kekeruhan) < 150 NTU

• Zat Organic = trace (almost zero)

• pH 6 – 8,5

Page 6: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

1 Liter Water

50 g of suspended soil separates{

Time: 0 Seconds

Page 7: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

1 Liter Water

Silt and Clayin suspension{

Time: 40 Seconds

Sand has settledout of suspension

Page 8: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

1 Liter Water

Clay in suspension {

Time: 2+ Hours

Silt has settledout of suspensionSand

Page 9: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

1 Liter Water

Clay in suspension {

Time: 2+ Hours

Silt has settledout of suspensionSand

Page 10: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Flokulasi & koagulasifilter

Tangki air bersih

Cooling tower

Alat penukar panas

Boiler Alat penukar panas

Demineralizer

Praheater

Air pedingin

Air pembangkit steam

Air proses

Limbah cair

Air sanitasi

Cl2

Air baku

Tangki penampung

Blow down

sludge

Koagulan & flokulan

Bagan alir sistem pengolahan air industri

kondensatsteam

Main Settling Basin

Page 11: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 12: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Effluent Inlet

Bar Racks

Padatan > 100 mm Padatan > 8 mm

Bar Screen Pra Sedimentasi/ Ekualisasi

KoagulasiFlokulasi Sedimentasi

Effluent Outlet

Lumpur

Padatan lumpur < 8 mm

Filtrasi

Bar Racks

Mengambil Padatan >+ 100 mm

Bar Rack

Urutan Proses Pengolahan Air

Page 13: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Effluent Inlet

Bar Racks

Padatan > 100 mm Padatan > 8 mm

Bar Screen Pra Sedimentasi/ Ekualisasi

KoagulasiFlokulasi Sedimentasi Effluent

Outlet

Lumpur

Padatan lumpur < 8 mm

Filtrasi

Bar Screen

Mengambil Padatan >+ 8 mm

Bar Screen

Page 14: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

BAR SCREEN

Page 15: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Effluent Inlet Bar Racks

Padatan > 100 mm Padatan > 8 mm

Bar Screen Pra Sedimentasi/ Ekualisasi

KoagulasiFlokulasi Sedimentasi

Effluent Outlet

Lumpur

Padatan lumpur < 8 mm

Filtrasi

KoagulasiProses Destabilisasi Koloid

FlocculasiProses Penggabungan koloid-koloid Destabil

(ukuran partikel membesar)

KoagulasiFlokulasi

Page 16: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Kekeruhan air disebabkan adanya padatan suspensi berupa koloid.Koloid-2 bermuatan (negatif/positif) sangat stabil, sulit digabung. Contoh, koloid air sungai bermuatan negatif. Karena muatan yang sama, partikel2 koloid saling menolak (repel) bergabung, namun karena masing2 partikel juga punya muatan berbeda, maka pada jarak tertentu terjadi tarik-menarik yang kuat (lihat skema dibawah).Penambahan ion yg sesuai, disertai pengadukan dapat menyebabkan muatan koloid dalam air menjadi tidak stabil (Koagulasi), dan Kemudian pada kondisi tertentu terjadi penggabungan partikel koloid2 tersebut (Flokulasi)

Page 17: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Zeta potensial Merupakan salah satu metode

untuk mengukur kecepatan pergerakan partikel koloid dalam membentuk gumpalan

Berikut persamaan zeta potensial :

EM

X

v 44

EM

X

v

Kecepatan partikel

Tetapan dielektrik media

Viskositas medium

Potensial per panjang unit cell

Pergerakan elektrophortik

Prosedur Kontrol Koagulasi

Electrochemical properties of a colloidal particle

PsiPotential

Page 18: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 19: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulasi

Beberapa faktor yang mempengaruhi harga zeta potensial, antara lain :

1. Perubahan konsentrasi ion dalam larutan.

2. Adanya penambahan ion dengan muatan yang tidak sama.

3. Adanya kontraksi pada sistem difusi dilapisan kedua akibat

penambahan konsentrasi ion-ion dalam larutan.

Page 20: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Mekanisme Koagulasi

Proses koagulasi bisa terjadi melalui dua mekanisme :

1. Perikinetik (Elektrokinetik),dimana zeta potensial

diturunkan dengan penambahan ion dengan mutan

berlawanan dengan koloid dalam larutan.

2. Orthokinetik,dimana pada proses ini ditambahkan partikel

dalam bentuk gumpalan dan gumpalan ini akan

menangkap partikel koloid didalamnya.

Page 21: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Coagulation

Diusahakan dengan :• motor driven impellers yang dipasang

pada kolam kecil dimana koagulan dimasukkan ke dalamnya

• Memberikan koagulan pada beberapa titik turbulensi

• in-line static mixers• Menggunakan baffled chambers atau

channels atau hydraulic jumps

Pengadukan yang cepat

diperlukan untuk

mendistribusikan koagulan

secara uniform dalam cairan

Page 22: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Inorganic Coagulants

Inorganic coagulants merupakan

water soluble inorganic compounds

Beberapa jenis koagulan anorganik yang dapat dipakai adalah :

1. Alum-aluminum sulfate- Al2(SO4)3

2. Ferric sulfate- Fe2(SO4)3

3. Ferric chloride- FeCl3

4. Sodium aluminate- Na2AI204

Page 23: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan

Inorganic coagulants merupakan water soluble

inorganic compounds

Beberapa jenis koagulan anorganik yang dapat dipakai adalah :

1. Alum-aluminum sulfate- Al2(SO4)3

2. Ferric sulfate- Fe2(SO4)3

3. Ferric chloride- FeCl3

4. Sodium aluminate- Na2AI204

Page 24: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

ALUMINIUM SULFAT/ALUM Al2(SO4)3.18H2O

Pada suasana alkali :

Al2(SO4)3.18H2O + 3 Ca(OH)2 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 18 H2O

NORDEL E. : pH kerja optimum alum 5,5 – 6,8 Kadar Al2O3 dalam alum ± 17 % Kelarutan pada 0 oC : 86,9 bag per 100 bag air

Koagulan

Page 25: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 26: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan

FERRI SULFAT (FERRIFLOE), Fe2(SO4)3

pH kerja ferri sulfat : 3 – 13 (NORDEL E. )

pH kerja optimum pada 3,5 – 5,5 dan pH > 9

Korosif perlu peralatan yang tahan asam

Pada suasana alkalis :

Fe+3 + 3 OH- Fe(OH)3

dengan hasil kali kelarutan : K = 10-36

Page 27: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan

SODIUM ALUMINAT, NaAlO2

Koagulan ini baik dipakai bersama alum, dan dapat menurunkan pemakaian alum sehingga menghilangkan warna serta memberikan residual hardness yang lebih rendah

KAPUR (LIME), sebagai CaO, atau Ca(OH)2

Koagulan ini dapat bereaksi dalam air yang mengandung CO2 dan terbentuk endapat CaCO3

Tujuan penambahan koagulan ini untuk menghilangkan suspended matter dan untuk pengaturan pH (menaikan pH)

Page 28: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan

CHLORINATED COPPERAS, FeCl3.Fe(SO4)3

Dibuat dengan mengalirkan Cl2 kedalam larutan FeSO4 (Copperas) dengan perbandingan :

Cl2 : FeSO4 = 1 : 7,8

Koagulan ini lebih efektif dan lebih korosif dibanding copperas saja, serta tidak memerlukan alkalinitas yang tinggi

Page 29: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan

CHLORINATED COPPERAS, FeCl3.Fe(SO4)3

Keuntungan :

Menghasilkan flok yang kuat

Flok mengendap sangat baik, sehingga mengurangi beban filter

pH koagulasi yang bail pada pH 6 – 9 dan pada pH 3,5 juga terjadi flok yang kompak dari hidrat ferric oxide yang tidak larut dalam air yang alkalis

Efektif untuk menghilangkan warna

Page 30: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan Bantu (Coagulant Aid)

Untuk meningkatkan efisiensi proses koagulasi utama

Beberapa jenis bahan yang dapat digunakan sebagai koagulan bantu :

Lempung (clays bentonit)

Activated Silica

Polyelektrolit

Natrium Alginat

Etc..

Page 31: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan Bantu

Clay (Bentonit) Digunakan untuk pengolahan air yang berwarna

Activated Untuk pengolahan air yang keruh, berwarna, kandungan

zat organik >> & suspended matter >>

Digunakan bersama Alum atau garam ferri dengan kondisi operasi pH 9

Polyelektrolit Senyawa polymer yang mempunyai gugus karboksil,

amino atau sulfonat

Ada 3 tipe : Kationik, Anionik dan Non-Ionik

Page 32: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan Bantu

Polyelektrolit (lanjutan…) Polyelektrolit anionik dan non-ionik kurang efektif,

namun untuk anionik sangat efektif digunakan bersama alum dan garam ferri sebagai koagulan utama

a. Polyelektrolit Kationik

CH2

CH CH

+N

CH2CH2

CH3CH3

CH2

n+

Page 33: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan Bantu

b. Polyelektrolit non-ionik :

c. Polyelektrolit anionik :

CH2 OCH2n

n

CH2

O

CH2

CH2

NH2

n

CH2

O

CH2

CH2

O-

-n

Polyetilen OksidaPolyakrilamida (PAM)

Asam Polyakrilik (PAA)

Page 34: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 35: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Mekanisme koagulasi

1 – 3 menit

Page 36: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Koagulan Bantu

Faktor yang Berpengaruh pada Koagulasi - Flokulasi

Macam / jenis koloid dalam air pH larutan Jenis & dosis koagulan yang ditambahkan Penambahan koagulan bantu Waktu operasi, pengadukan pada bak koagulasi-

flokulasi

Data jenis & dosis koagulan yang diperlukan : JAR TEST

Data jenis muatan partikel koloid diperoleh dengan metode :

Pergerakan Bidang Batas Elektroforesis (MOVING BOUNDARY ELECTROPHORESIS METHOD) Pipa U-BURTON

Page 37: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

• Memiliki fungsi yang sama dengan koagulan inorganik

• Namun koagulan ini lebih sederhana

• Penambahan koagulan tidak akan mempengaruhi nilai

pH atau alkalinitas larutan, sehingga tidak diperlukan

penambahan bahan kimia lain untuk mengontrol pH

larutan.

• Koagulan merupakan koagulan polimer (kisaran berat

molekul = 1000 sampai 5000000 atau lebih).

• Dikarenakan polymer ini bersifat viscous (kental),

maka perlu proses pengenceran dengan air.

Organic Coagulants - Polymers

Page 38: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Proses penggabungan partikel-partikel yang telah

terkoagulasi Pengadukan yang pelan diperlukan untuk

memungkinkan pertikel-partikel kecil tsb saling

berdekatan dan menyatu,

menghasilkan ukuran partikel yang lebih besar

ukurannya Pengadukan secara mekanik atau mixer umumnya dipilih

karena derajat turbulensi air aliran lebih mudah

disesuaikan

dengan karakter pembentukan flok System pengadukan dalam kolam flokulator dapat

dilakukan

dengan memodifikasi arah aliran arus sehingga tercipta

tingkat turbulensi air yang dikehendaki

Flocculation

Page 39: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Mekanisme Flokulasi

Page 40: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Flocculants Characteristics

Ø Bisa berupa kation,anion atau non ion.Ø Berupa bubuk,larutan atau latex.Ø Dengan berat molekul yang sangat

besarØ Dapat membawa sistem koloid dengan

beragam muatan ditiap rantai polymer.

Page 41: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

• JAR TEST

Prosedur laboratorium untuk menentukan dosis coagulant dan flocculant aid yang ekonomis dan efektif pada contoh air baku, dalam rangka proses penjernihan air.

Faktor berpengaruh a.l. pH, suhu, intensitas dan durasi mixing

Page 42: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Prosedur Kontrol Koagulasi

Jar Test Coagulation Study

Page 43: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

flokulator

• Bagian satu bak mencampur terdiri dari dua bagian

• Bagian satu bak pencampur dengan putaran pengaduk cepat agar campuran

Page 44: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Macam flokulator

• Tipe mekanis

• Pada tipe ini ada 2 bagian bak

Page 45: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Kriteria desain flokulator• Bak flokulasi hendaknya diletakkan berdekatan dengan baik pencampurannya

atau bak sedimentasi

• Struktur bak sedimentasi hendaknya memenuhi kriteria /kondisi proses antara lain:

• 1.bentuk standar bak persegi panjang yang dilengkapi dengan baffle untuk membentuk around load atau over end and under chanel

• 2.kecepatan putar pengaduk sebaiknya diatur pada range 15-80 cm/detik

• 3.kapasitas bak adalah 20-40 menit untuk dapat menampung aliran maksimum sehari-hari yang direncanakan ,maksudnya adalah 20-40 menit itu adalah lama tinggal (lama aliran melewati bak).

• 4.bak hendaknya dilengkapi dengan fasilitas penerangan

• 5.material bak beton,atau besi

• 6.perawatan hanya membersihkan pembersihan lumut atau kotoran

• 7.

Page 46: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Design Criteria for Flocculation

• Hidraulic Flocculation (Camp and Stein):

G=(Qρghl/μV)1/2 = (ρghl/μt)1/2

G=[P/(µV)]1/2

• Dimana: G = velocity gradient , 1/sec ρ = density of water , kg/m3

h = head loss, m μ = dynamic viscosity,kg/m. sec t = detention time , Q/V , sec Q = flow , m3/sec P = Power , Qρgh , watt, kg m2/sec3

V = Volume of unit , m3

g = gravitational constant, 9,81 m/sec 2

Page 47: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Effluent Inlet

Bar Racks

Padatan > 100 mm Padatan > 8 mm

Bar Screen Pra Sedimentasi/ Ekualisasi

KoagulasiFlokulasi

OksidasiReduksi

Sedimentasi

Effluent Outlet

Lumpur

Padatan lumpur < 8 mm

Filtrasi

Sedimentasi

Oksidasi ReduksiContoh : Larutan dengan impurities Cr+6

Cr+6 + e Cr+3

3 Fe+2 3 Fe+3 + e

Cr+6 + 3 Fe+2 Cr+3 + 3 Fe+3

Cr+3 + Fe+3 + 6 OH- Cr(OH)3 + Fe(OH)3

Produk air

Page 48: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Effluent Inlet

Bar Racks

Padatan > 100 mm Padatan > 8 mm

Bar Screen Pra Sedimentasi/ Ekualisasi

KoagulasiFlokulasi

Presipitasi

Sedimentasi

Effluent Outlet

Lumpur

Padatan lumpur < 8 mm

Filtrasi

Sedimentasi

PRESIPITASIContoh : Larutan dengan inpurities sbb : impurity Reagent Endapan By Product1. Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2. Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH) 2CaCO3 + 2H2O3. MgSO4+ CaSO4

MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaClMg(NO3)2 Ca(NO3)2

4. CaSO4 Na2SO4

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2 NaClCa(NO3)2 2 NaNO3

Presipitasi

Page 49: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Effluent Inlet

Bar Racks

Padatan > 100 mm Padatan > 8 mm

Bar Screen Pra Sedimentasi/ Ekualisasi

Lumpur

Padatan lumpur < 8 mm

Sedimentasi

PROSES BIOLOGISLarutan air yang mengandung organik (C H O)

MikroorganismeC H O + N + P + O2 Cell baru + CO2 + H2O

ProsesBiologis

Effluen Outlet

Page 50: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

CO2

H2O

Cell baru

Absorbsi

Adsorpsi

Organik terlarutO2

NutrientN, P

Koloid dan Suspended Solid

CELL

CatatanPada proses anaerobik yang keluar dari cellberupa CH4 , CO2

(untuk bakteri2 methan)

berupa CO2, H2, asam2 organik (untuk bakteri2 acetogenik)

Page 51: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Ion exchangerIon exchanger Poses untuk mPoses untuk menghilangkan ion-ion dalam air

(kation dan anion) melalui proses adsorbsi dengan melewatkan air melewati bed resin alam atau sintetis.

Resin adsorben sintetik mempunyai struktur kimiawi sebagai berikut

Page 52: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Base Polimer Ion Exchange Resin

Page 53: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 54: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 55: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

H2O

Resin KationikBed

Resin AnionikBed

Page 56: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 57: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

SEDIMENTASI

Page 58: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

PENGENDAPAN - SEDIMENTASI

Pemisahan partikel padat dari larutan-suspensinya secara gravitasi

PERALATAN PENGENDAPANClarifier : effluentnya mengandung padatan suspensi yang rendah konsentrasinya

Thickener : effluentnya mengandung padatan suspensi yang masih tinggi konsentrasinya

KARAKTER PENGENDAPAN- sifat pengendapan

- Konsentrasi partikel padatan- kondisi peralatan pengendapan

PENGENDAPAN PARTIKEL TUNGGAL

FD FB

FG

Pada percepatan konstant :

dvdt = 0

FG = FB + FD

(P – ) g vP =CD . AP. vS

2

2Dimana : FG : gravity force FB : gaya apung

FD : gaya dragP, : density partikel, airg : gravitasi koeffisienCD : koeff. DragAP : Luas proyeksi partikelVs : kecepatan partikel (endap)

Page 59: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification PERFORMANCE

NTU = Nephelometric Turbidity Unit

Page 60: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Diameter of Particle (in mm)

Types of Particles(by order ofParticle (mm)

magnitude) Time Required

to Settle One Foot

10.0 Gravel 0.3 seconds

1.0 Coarse sand 3.0 seconds

0.1 Fine sand 38.0 seconds

0.01 Silt 33.0 minutes

0.001 Bacteria 35.0 hours

0.0001 Clay particles 230.0 days

0.00001 Colloidal particles 63.0 years

Tabel 1. Laju pengendapan berdasarkan ukuran partikel padatan pd suhu 50 F (100C)

Clarification

Page 61: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification : EQUIPMENT SYSTEM

• Sedimentation Basins

• Conventional Clarifiers

• Solids Contact Clarifiers

Instalasi sistem klarifikasi terdiri atas :

Page 62: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

SEDIMENTATION BASIN

Page 63: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Definisi 4 Zona pada Proses Pengendapan :

• INLET ZONE – Untuk menyediakan smooth transition dari

influent flow menjadi uniform flow, dikarenakan arus

yang steady sangat dibutuhkan dalam settling zone

• SETTLING ZONE – Untuk memberikan tempat pengendapan

dalam tangki yang bebas dari pengaruh 3 zone lainnya

• SLUDGE ZONE – Untuk menampung material terendap,

mengumpulkan dan mencegah gangguan pengendapan

• OUTLET ZONE – Menyediakan smooth transition dari

settling zone ke effluent flow

SEDIMENTATION BASIN

Page 64: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

SEDIMENTATION BASIN

• Effectif untuk penghilangan turbidity yang disebabkan

oleh suspended solids yang relatif besar atau ber-

density tinggi

• Tidak terlalu efektif untuk penghilangan partikel dengan

specific gravity rendah atau partikel yang lembut

• Umumnya, tidak ada kelebihan untuk penghilangan

solid, solid akan berada di bottom dari kolam atau

tangki

Page 65: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Conventional Clarifiers

• Tahap koagulasi dan

flokulasi diikuti

sedimentasi biasanya

dilakukan di bagian

terpisah

• Tahap pemisahan

memungkinkan flexibilitas

yang lebih dalam desain

dan operasi

• Kolam segi-empat

biasanya lebih effisien

Page 66: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Conventional Clarifiers

• Inlet air harus didistribusikan melewati keseluruhan

inlet kolam untuk meminimalkan turbulensi

• Pencuci digunakan di daerah akhir clarifier, namun

ada permasalahan dengan kenaikan kecepatan yang

dapat melarutkan lagi sebagian solid yang lebih

ringan yang menyebabkan carry-over

• Beberapa clarifier dilengkapi dengan pencucian

lateral

Page 67: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Solid Contact Clarifiers

• Dapat didefinisikan sebagai unit yang tersusun

sebagai struktur tunggal, proses koagulasi,

flokulasi sedimentasi dan solid removal

• Solid contact process adalah proses dimana reaksi

kimia dan fisik dilakukan dengan adanya solid

terendap sebelumnya

• Menggabungkan ketiga tahap dari proses

klarifikasi dalam satu unit sehingga menghasilkan

sebuah unit yang sederhana, menguarangi luasan

area yg diperlukan dan menghemat biaya instalasi

Page 68: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri
Page 69: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Wastewater Treatment Course, 27 – 30 Juni 2006

Page 70: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Wastewater Treatment Course, 27 – 30 Juni 2006

Page 71: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification Variables

Variabel kimia yg diperhatikan dlm pengolahan air :

• Mineral and organic content• Temperature• Solids content and particle size distribution• Amount / type of pH adjustment chemical,

coagulant and flocculant added• Order of chemical addition• Presence or absence of previously formed floc• Mixing and settling procedures• Hydraulic loading (flow rates)

Page 72: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification Variables

SOLIDS CONTENT AND PARTICLE SIZE

• Air yang memiliki kandungan partikel lembut dan kasar seimbang, paling mudah diendapkan

• Air dengan turbiditas tinggi, partikel dapat diendapkan dengan baik dengan koagulan dan flokulan organik polymer karena hanya netralisasi muatan saja yang diperlukan untuk koagulasi

• Air dengan turbiditas rendah, karena kandungan koloidnya yang rendah memerlukan treatment tambahan dengan tanah liat untuk menciptakan koagulasi

• Turbidity biasanya dihilangkan pd pH 6.5 - 7.5 dengan garam aluminium dan besi, disamping flokulan organik

• Kadang-2 air dapat diklarifikasi paling ekonomis pd pH di atas 8.5 dengan lime, dikarenakan pengendapan calcium carbonate dan magnesium hydroxide

Page 73: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification Variables

DOSIS PENAMBAHAN CHEMICAL

• Penambahan Chemical harus sama dengan yang dilakukan di Clarifier jika telah diketahui

• Untuk ‘colour removal’, koagulan harus ditambah sebelum pemberian zat basa untuk merangsang pembentukan flok

• Untuk turbidity removal, penambahan pH biasanya dilakukan sebelum penambahan koagulan untuk mendapatkan hasil paling ekonomis

• Kadang, zat basa dapat ditambah bersamaan dengan koagulan

• Flokulan atau koagulan aid harus ditambah terakhir

Page 74: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification Variables

PENDEKATAN CHEMICAL TREATMENT

• Kualitas air sangat bervariasi pada kandungan mineral,

organik dan suspended solid-nya, sehingga chemical

treatment untuk klarifikasi tidak dapat hanya berpedoman

pada hasil analisa air saja

• Jar testing harus dilakukan untuk menentukan treatment

paling baik dan paling ekonomis untuk proses klarifikasi

partikel-partikel air

Page 75: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification Variables

CHEMICALS USED IN RAW WATER CLARIFICATION

• Aluminium Sulphate (Alum) • Ferrous Sulphate• Ferric Sulphate • Organic Polymers• Sodium Aluminate

TYPICAL DOSAGES OF CHEMICALS

Inorganic coagulants: 10.0 - 100 mg/lOrganic coagulants: 0.5 - 50 mg/lClays: 1.0 - 20 mg/lFlocculants: 0.1 - 1.0 mg/l

Note: Dosis sangat tergantung karakteristik partikel air yang di-treatment

Page 76: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Inorganic Coagulants Reactions

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2AI(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2AI(OH)3 + 3Na2SO4

Al2(SO4)3 (NH4)2SO4 + 3Ca(HC03) = 2AI(OH)3 + (NH4)2SO4 + 3CaSO4 + 6CO2

Al2(SO4)3 K2SO4 + 3Ca(HCO3)2 = 2AI(OH)3 + K2SO4 + 3CaSO4 + 6CO2

Alum :

Page 77: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Na2AI204 + Ca(HCO3)2 + H20 = 2AI(OH)3 + CaCO3 + Na2CO2

Fe(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3) = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Sodium Aluminate dan Ferric Sulfate :

Inorganic Coagulants Reactions

Page 78: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Clarification Monitoring & Control

Data dan tes-tes berikut biasa digunakan untuk memonitor performance dan mengontrol proses klarifikasi :

• Jar tests – utk menetukan jenis chemical yang sesuai, dosis, kecepatan aduk dan waktu flokulasi

• Sludge bed depths - menetukan solid inventory dan keperluan blowdown

• Influent dan effluent tubidity• pH• Penambahan koagulan dan rate pompa – menentukan

chemical feed yang sesuai• Settling tests - V/Vo untuk menentukan solid di zona

reaksi dan dasar reaktor untuk solids contact clarifier• Flow rates – utk menentukan rate hydraulic loading

Page 79: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

Prosedur Kontrol Koagulasi

Merupakan salah satu metode untuk

mengukur kecepatan pergerakan partikel

koloid dalam membentuk gumpalan

EM

X

v

EM

X

v 44

Berikut persamaan zeta potensial :

Keterangan :

Kecepatan partikel

Tetapan dielektrik media

Viskositas medium

Potensial per panjang unit cell

Pergerakan elektrophortik

Zeta potensial

Page 80: Sisten Pengolahan Air Dalam Industri

• The End