studi efektivitas lamella separator dalam...

17
Oleh: Oktavina G. LP. Manulangga 330 8201 014 TESIS STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM PENGOLAHAN AIR SADAH

Upload: vuongdan

Post on 04-Mar-2018

278 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Oleh:

Oktavina G. LP. Manulangga

330 8201 014

TESIS

STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM

PENGOLAHAN AIR SADAH

Page 2: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Latar Belakang dan Permasalahan

Per MENKES RI, 2010 yaitu500 mg/L CaCO3.

Mata air Namosain di KotaKupang memiliki tingkatkesadahan 606 mg/L CaCO3

Perlu dibuat sutu metode pengolahan yangdapat digunakan untuk mengolah air bakuyang memiliki kesadahan tinggi sehinggalayak untuk di konsumsi terutama bagipenggunaan air rumah tangga maupunindustri..Lamella Separator yang umumnyadigunakan untuk menurunkan kekeruhan air,akan diuji kemampuan untuk menurunkankesadahan.

Kesadahan air disebabkanadanya ion Ca2+ dan Mg2+

Air ini digunakan oleh PDAM untukmemenuhi kebutuhan air bagi penduduk.PDAM tersebut tidak memiliki instalansipengolahan air. Sehingga air yang diterimamasyarakat masih mengandung kesadahanyang tinggi

Page 3: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Tujuan Penelitian

.

Manfaat Penelitian

1. Untuk menurunkan kesadahan dan kekeruhan menggunakan air sadah buatandengan unit lamella separator yang dimodifikasi.

2. Untuk menentukan perencanaan aplikasi lamella separator dalam skala rumahtangga.

Diharapkan dapat memberi saran dan rekomendasi terhadap pihak terkaitmengenai penerapan teknologi ini sebagai salah satu alternatif pengolahanair untuk menurunkan kesadahan dan kekeruhan dengan proses pengolahanyang sederhana dan dapat menghemat pemakaian area.

Tujuan Penelitian

Manfaat Penelitian

Page 4: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Menurut definisinya, kesadahan adalah air yang memiliki Ca2+ danMg2+

Kesadahan pada dasarnya dibedakanmenjadi dua jenis, yaitu:1. Kesadahan sementara ion –

ion bikarbonat sepertiCa(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Dapatdieliminir dengan pemanasansehingga terbentuk endapanCaCO3 dan MgCO3.

2. Kesadahan tetap ion – ionklorida, sulfat, dan karbonat.Misalnya CaSO4, MgSO4, CaCl2,MgCl2. Dapat dikurangi denganpenambahan larutan CaO danNa2CO3 sehingga terbentukendapan CaCO3 dan Mg(OH)2.

Air sadah tidak hanya mengakibatkankerugian ekonomi, tapi juga memberidampak terhadap kesehatan

• Peralatan dapur cepat rusak• Boros penggunaan sabun• Boros bahan bakar• Dapat mengakibatkan pecahnya pipa

boiler pada pembangkit tenaga uap.

•Menyebabkan kekeringan yang berlebihanterhadap kulit.

•Pengendapan pada dinding pembuluhdarah, dapat mengakibatkan kolesterol,pengapuran, dan penyumbatan pembuluhdarah.

•Timbunan pada empedu akanmengakibatkan batu empedu.

Tinjauan PustakaDefinisi

Page 5: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang terkemuka,ekonomis dan hemat lahan, terbuat dari baja tahan karat. Alat ini berfungsiuntuk penjernihan dan mendaur ulang air, serta memisahkan partikelpenyebab kekeruhan dari air kotor.

Lamella Separator terdiri atas tiga kompartemen, sisi kiri dan kananberfungsi sebagai plate settler dan sisi tengah nya sebagai inlet channel. Zonalumpur berbentuk limas, plate settler berbentuk biasa (lembaran). Bentukzona pengendap dan plate settler persegi panjang dan diberikan kemiringansebesar 45º.

Lamella Separator

Page 6: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Metodologi Penelitian

Persiapan Awal

Bahan kimia yang akan digunakan untuk pelunakan air sadahadalah CaO dan Na2CO3

Dosis Ca(OH)2 = Dosis Ca(OH)2 mg/L CaCO3 x 37/50Dosis Na2CO3 = Dosis Na2CO3 mg/L CaCO3 x 53/50

Air dianalisis terlebih dahulu untuk mengetahui kesadahan total, Ca2+ , Mg2+ ,CO2, HCO3-.

Air kran di Laboratorium Teknik Lingkungan ITS

Air sadah buatan sebesar 1000 mg/L CaCO3

Page 7: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Running Test Menggunakan Lamella Separator

Page 8: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Pelaksanaan Penelitian

Penelitian dilakukan untuk mengetahui penurunan kesadahan dan kekeruhan pada airsadah buatan dengan menggunakan Lamella Separator.

Parameter pH, kesadahan dan kekeruhan Lamella Separator Jarak baffle pengendapan 2,5 cm

Sudut kemiringan 60ºVolume 180 L

Sampling menit ke – 10, 20, 30, 40, 50, 60 sejak alat dioperasikan pada tiapsiklus satu running test.

Page 9: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Analisis Pembuatan Air Sadah

Kebutuhan bahan kimia dengan

kemurnian 60%:

887 mg/L CaCl2 x 60% = 1478 mg/L CaCl2

803 mg/L MgCl2+ x 60% = 1338 mg/L MgCl2+

319 mg/L NaHCO3 x 60% = 531 mg/L NaHCO3

Bahan kimia diencerkan dalam 200 L air:

CaCl2 = 295600 mg MgCl2+ = 267600 mgNaHCO3 = 106200 mg

• Kesadahan kalsium (Ca2+)= 151 x 4 = 604 mg/L CaCO3

• Kesadahan magnesium (Mg2+)= 99 x 4 = 396 mg/L CaCO3

Jadi K.Total = 1000 mg/L CaCO3

Analisis Dan Pembahasan

Page 10: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Penambahan Ca(OH)2 25 mg/L CaCO3 dan Na2CO3 50 mg/L CaCO3 (proses kapur berlebih):Dosis Ca(OH)2 = 776 mg/L CaCO3 x 37/50 = 574,2 mg/L CaCO3

massa Ca(OH)2 = 599,2 mg/L CaCO3 x 200 L air = 119840 mg CaCO3

Dosis Na2CO3 = 620 mg/L CaCO3 x 53/50 = 657,2 mg/L CaCO3

massa Na2CO3 = 707,2 mg/L CaCO3 x 200 L air = 141440 mg CaCO3

Debit Ca(OH)2 dan Debit Na2CO3

Debit air 4,5 L/menit = 112,5 ml/menitDebit air 2,25 L/menit = 56,25 ml/menitDebit air 1,125 L/menit = 28,125 ml/menit

Analisis Kebutuhan Kapur (CaO) dan Abu Soda (Na2CO3)

Page 11: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Analisis Percobaan Dengan Lamella Separator

Konsentrasi akhir air: Debit 1,125 L/menit:K. Total = 107,130 mg/L CaCO3 (89,287%)K. Ca2+ = 71,420 mg/L CaCO3 (59,527%)K. Mg2+ = 35,710 mg/L CaCO3 (29,760 %) pH = 7,28 ; Kekeruhan = 0 FTU

Konsentrasi awal air:• K. Total = 1000 mg/L CaCO3• K. Ca2+ = 642,78 mg/L CaCO3• K. Mg2+ = 361,24 mg/L CaCO3• pH = 11,32• kekeruhan = 16 FTU

Page 12: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Penduduk kota Kupang ± 275.066 jiwa Asumsi 5 orang per kk Pemakaian air bersih untuk kota kecil

130 L/orang/hari dengan asumsi: Mandi dan membersihkan diri 60 L Mencuci pakaian 40 L Masak 25 L Minum 5 L Volume lamella separator 180 L

Air yang diolah 30 L/orang/hari

Debit 2,25 L/menit

150 L air per hari membutuhkan 1,1 jam

Mata air Namosain di Kota Kupang: Kesadahan total = 606 mg/L CaCO3

Kesadahan Ca2+ = 392 mg/L CaCO3

Kesadahan Mg2+ = 214 mg/L CaCO3

CO2 = 67 mg/L CaCO3

HCO3- = 198 mg/L CaCO3

Untuk mengolah 150 L air sadah per hari:Ca(OH)2 = 49,470 gr/hari(Na2CO3) = 72,375 gr/hari

Perencanaan Aplikasi Lamella Separator Untuk

Skala Rumah Tangga

Page 13: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Rencana Anggaran Biaya

Pembuatan lamella separator

dari acrylic

Pembuatan lamella separator

dari baja

Biaya operasional per bulan untuk CaO, Na2CO3 dan listrik sebesar Rp 196.500

Page 14: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Biaya per bulan per kk untuk operasional sebesar Rp 8.931.

Biaya per kk untuk pembuatan lamella separator dari baja sebesarRp 527.409

Biaya per kk untuk pembuatan lamella separator dari acrylic sebesar Rp 135.045

22 kk pembagian anggaran biaya pembuatan alat danbiaya operasional

150 L air per hari diperlukan waktu 1,1 jam

Disarankan perencanaan aplikasi lamella separator dalam skalakomunal dengan adanya partisipasi dari setiap rumah tangga

Page 15: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Operasional Dan Pemeliharaan Alat

Sistem operasional lamella separator:

Persiapan alat, yaitu: lamella separator, pengaduk cepat, tempat pembubuhan larutan bahan kimia, pompa air, tempat penampung air baku yang akan diolah dan tempat penampang air hasil olahan.

Persiapan Ca(OH)2 dan Na2CO3 harus mencukupi kebutuhan pembubuhan selama waktu yang telah disiapkan.

Atur kecepatan debit air baku sesuai dengan yang telah ditentukan.

Atur kecepatan pembubuhan bahan kimia sesuai dengan yang telah ditentukan.

Pemeliharaan rutin:

Pemeriksaan katub lumpur dan bersihkan kotoran, lumut dan kerak yang menempel dengan menggunakan sikat.

Pemeriksaan dan pembersihan lumpur. Pemeriksaan dan kebersihan setiap sudut

dari unit lamella separator. Pemeriksaan dan pengurasan unit lamella

separator. Pembersihan unit lamella separator dan

melakukan penggelontoran Pemeriksaan kondisi fisik alat dan

kelengkapan unit lamella separator dan perbaikan pada bagian yang mengalami kerusakan.

Kebersihan tempat penyimpan bahan kimia

Kebersihan tempat penampuangan air hasil olahan

Page 16: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

Kesimpulan

1. Nilai penurunan terbesar : Debit 1,125 L/menitK. Total = 107,130 mg/L CaCO3 (87,195%)K. Ca2+ = 89,287 mg/L CaCO3 (59,527%)K. Mg2+ = 35,710 mg/L CaCO3 (29,760%)Nilai bilangan Reynold 0,0163 NRe. Kekeruhan 0 FTU (100%)

2. Aplikasi lamella separator direncanakan untuk skala rumahtangga di kota Kupang dengan asumsi 5 orang per kkdengan kebutuhan air 30 L/orang/hari membutuhkan waktupengolahan 1.1 jam untuk mengolah air sebesar 150 L/hari.Disarankan aplikasi lamella separator dalam skalakomunal melibatkan 22 kk dengan perhitungan pembagiananggaran biaya pembuatan alat dari acrylic Rp 135.045per kk, baja Rp 527.409 per kk dan biaya operasional Rp8.931 per kk per bulan.

Saran

Penelitian ini dapatdilanjutkkan untukpengolahan kesadahandengan konsentrasiyang lebih tinggidengan menggunakanair sadah alami.

Penelitian ini dapatdilanjutkan denganperencanaan aplikasilamella separatoruntuk skala komunal.

Kesimpulan Dan Saran

Page 17: STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-15490-3308201014-Presentation.pdf · Definisi. Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang

T e r i m a K a s i h