View
26
Download
4
Category
Tags:
Preview:
DESCRIPTION
pbpam
Citation preview
Ali MasduqiAli Masduqi MK Pengolahan Air MinumMK Pengolahan Air Minum Jurusan Teknik Lingkungan ITSJurusan Teknik Lingkungan ITS 20112011
06 Juni 20111
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
PenurunanPenurunan BesiBesi dandan ManganMangan PenurunanPenurunan KesadahanKesadahan AdsorpAdsorpssii Pertukaran Pertukaran IonIon Filter Filter MembranMembran
06 Juni 20112
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Besi dan mangan adalah mineral yang umum Besi dan mangan adalah mineral yang umum ditemukan dalam tanah dalam bentuk oksida, ditemukan dalam tanah dalam bentuk oksida, yaitu yaitu ferri okferri oksidasida dandan manganmangan oksidaoksida. .
DalamDalam air, air, besibesi dandan manganmangan seringsering dijumpaidijumpaiberikatanberikatan dengandengan bikarbonatbikarbonat terlarutterlarut ((ferroferrobikarbonatbikarbonat dandan manganmangan bibikkarbonatarbonat), ), ferroferroterlarutterlarut atauatau manganmangan sulfatsulfat. .
06 Juni 20113
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Permasalahan keberadaan besi dan mangan Permasalahan keberadaan besi dan mangan dalam air minum adalah:dalam air minum adalah: Besi dan mangan menyebabkan Besi dan mangan menyebabkan warna warna
coklat/kuning/hitamcoklat/kuning/hitam pada pakaian, peralatan, pada pakaian, peralatan, perpipaan dan sebagainya.perpipaan dan sebagainya.
Pada perpipaan dan instalasi, besi dan Pada perpipaan dan instalasi, besi dan mangan menyebabkan mangan menyebabkan kerakkerak, sehingga terjadi , sehingga terjadi peningkatan headloss.peningkatan headloss.
Air menjadi Air menjadi berasaberasa dan dan berbauberbau besibesi Merangsang pertumbuhan Merangsang pertumbuhan bakteribakteri besi dan besi dan
manganmangan
06 Juni 20114
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Salah satu teknik penurunan kadar besi dan Salah satu teknik penurunan kadar besi dan mangan adalah mangan adalah oksidasioksidasi
Oksidasi yang digunakan untuk menurunkan Oksidasi yang digunakan untuk menurunkan kadar besi dan mangan antara lain kadar besi dan mangan antara lain menggunakan:menggunakan: oksigen (disebut aerasi) Klor klor dioksida kalium permanganat ozone.
06 Juni 20115
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Kebutuhan oksidator secara Kebutuhan oksidator secara teoritisteoritis (ditentukan (ditentukan berdasarkan persamaan reaksi):berdasarkan persamaan reaksi): 1 mg/l oksigen akan mengoksidasi 7 mg/l besi atau 1 mg/l oksigen akan mengoksidasi 7 mg/l besi atau
3,4 mg/l mangan3,4 mg/l mangan 1 mg/l 1 mg/l klorklor dapatdapat mengoksidasimengoksidasi 1,58 mg/l 1,58 mg/l besibesi atauatau
0,78 mg/l 0,78 mg/l manganmangan 1 mg/l 1 mg/l klorklor dioksidadioksida mampumampu mengoksidasimengoksidasi 0,83 0,83
mg/l mg/l besibesi atauatau 0,41 mg/l 0,41 mg/l manganmangan 1 mg/l KMnO1 mg/l KMnO44 dapatdapat mengoksidasimengoksidasi 1,06 mg/l 1,06 mg/l besibesi
atauatau 0,52 mg/l 0,52 mg/l manganmangan 1 mg/l ozone1 mg/l ozone dapat dapat mengoksidasimengoksidasi 2,3 mg/l 2,3 mg/l besibesi
atauatau 1,5 mg/l 1,5 mg/l manganmangan
06 Juni 20116
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
KesadahanKesadahan adalahadalah kondisikondisi air yang air yang mengandungmengandungion ion kalsiumkalsium dandan magnesiummagnesium yang yang bereaksibereaksi dengandenganbikarbonatbikarbonat, , sulfatsulfat, , atauatau kloridaklorida
Dua macam kesadahan: Dua macam kesadahan: kesadahan sementara (kesadahan bikarbonat)
disebabkan oleh kandungan anion HCO3- yang berikatan dengan kalsium dan/atau magnesium
kesadahan tetap (kesadahan non-bikarbonat) disebabkan oleh kandungan anion SO42- dan/atau Cl-yang berikatan dengan kalsium dan/atau magnesium.
KKesadahan sementara esadahan sementara + K+ Kesadahan tetap esadahan tetap = = kesadahan totalkesadahan total..
06 Juni 20117
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Penurunan kesadahan:Penurunan kesadahan: PemanasanPemanasan (khusus untuk kesadahan (khusus untuk kesadahan
sementara)sementara) PresipitasiPresipitasi (untuk kesadahan sementara (untuk kesadahan sementara
maupun kesadahan tetap), yaitu dengan maupun kesadahan tetap), yaitu dengan penambahan kapurpenambahan kapur--soda atau dengan soda soda atau dengan soda kaustik kaustik
06 Juni 20118
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Reaksi penambahan kapur dan soda ashReaksi penambahan kapur dan soda ash Ca(OH)Ca(OH)22 + CO+ CO22 CaCOCaCO33 + H+ H22OO Ca(OH)Ca(OH)22 + Ca(HCO+ Ca(HCO33--))22 2CaCO2CaCO33 + 2H+ 2H22OO 22Ca(OH)Ca(OH)22 + Mg(HCO+ Mg(HCO33--))22 22CaCOCaCO33 + 2H+ 2H22OO
+ Mg(OH)+ Mg(OH)22
Ca(OH)Ca(OH)22 + MgSO+ MgSO44 CaSOCaSO44 + Mg(OH)+ Mg(OH)22 NaNa22COCO33 + CaSO+ CaSO44 NaNa22SOSO44 + CaCO+ CaCO33
06 Juni 20119
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Kebutuhan kapur dan/atau sodaKebutuhan kapur dan/atau soda Kebutuhan kapur = konsentrasi kapur x debit Kebutuhan kapur = konsentrasi kapur x debit
pengolahan.pengolahan. Konsentrasi kapur (mg/l CaO) = (A + B + C) x D / E A = mg/l CO2 x (56 / 44) B = alkalinitas (mg/l CaCO3) x 56 / 100 C = mg/ Mg x 56 / 24,3 D = kapur berlebih hingga pH 11 (biasanya 10 20% x
(A+B+C), jadi D = 1,1 hingga 1,2 E = kadar kemurnian kapur
Kebutuhan soda = konsentrasi soda x debit Kebutuhan soda = konsentrasi soda x debit pengolahan.pengolahan. Konsentrasi soda ash (mg/l Na2CO3) = NH x 106 / 100 NH = kesadahan tetap (mg/l CaCO3)
06 Juni 201110
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
06 Juni 201111
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Adsorpsi diaplikasikan untuk Adsorpsi diaplikasikan untuk menyisihkanmenyisihkanrasa, rasa, baubau, , atauatau warnawarna yang yang disebabkandisebabkanoleholeh kandungankandungan bahanbahan organikorganik dalamdalam air, air, produkproduk sampingsamping disinfeksidisinfeksi, , pestisidapestisida, , dandanbahanbahan organikorganik sintetissintetis lainnyalainnya
06 Juni 201112
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
AdsorbenAdsorben: Bahan yang digunakan untuk : Bahan yang digunakan untuk mengadsorpsi mengadsorpsi karbon aktif, arang karbon aktif, arang tempurung kelapa, mineral lempung, dlltempurung kelapa, mineral lempung, dll
AdsorbatAdsorbat: Bahan polutan yang diadsorpsi : Bahan polutan yang diadsorpsi bahan organik, logam berat, dllbahan organik, logam berat, dll
06 Juni 201113
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Pemilihan Adsorben:Pemilihan Adsorben: Bentuk karbon aktif (bubuk atau butiran)Bentuk karbon aktif (bubuk atau butiran) Kapasitas adsorptifKapasitas adsorptif Laju adsorpsiLaju adsorpsi
06 Juni 201114
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
06 Juni 201115
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
FreundlichFreundlich isotherm isotherm
Linierisasi:
x/m = kapasitas adsorpsi (mg adsorbat / mg adsorben)K & n = koefisien adsorpsi FreundlichCe = konsentrasi saat kesetimbangan (mg/L)
neKCm
x 1
eCnK
mx ln1lnln
Intercept = ln K
ln (x/m)
Ln C
Slope = 1/n
06 Juni 201116
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
LangmuirLangmuir isothermisotherm
Linierisasi:
e
em
bCCbq
mx
1
memmx qCbq
111
Intercept = 1/qm
1/(x/m)
1/C
Slope =1/(qmb)
06 Juni 201117
qm = kapasitas adsorpsi maksimum (mg adsorbat / mg adsorben)
b = koefisien adsorpsi Langmuir
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Air Air baku baku dengandengan COD 80 mg/l COD 80 mg/l diolahdiolah dengandengan adsorpsiadsorpsimenggunakanmenggunakan karbonkarbon aktifaktif. . EfluenEfluen yang yang diharapkandiharapkanadalahadalah tidaktidak lebihlebih daridari 15 mg/l COD. Data 15 mg/l COD. Data hasilhasil percobaanpercobaanditabulasiditabulasi sebagaisebagai berikutberikut::
TentukanTentukan konstantakonstanta FreundlichFreundlich TentukanTentukan konstantakonstanta LangmuirLangmuir
Flask Massa karbon (mg)
Volume larutan (ml)
COD akhir (mg/l)
1234567
050
100200500800
1000
250250250250250250250
80493120743
06 Juni 201118
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
PenyelesaianPenyelesaian:: HitungHitung massamassa COD COD teradsorpsiteradsorpsi (x): (x):
x = (x = (CODCODawalawal -- CODCODakhirakhir) x volume = (80 mg/l ) x volume = (80 mg/l -- 49 mg/l) x 0,25 l = 49 mg/l) x 0,25 l = 7,75 mg7,75 mg
HitungHitung x/m:x/m:x/m = 7,75 mg / 50 mg = 0,155 mg/mgx/m = 7,75 mg / 50 mg = 0,155 mg/mg
HHitungitung lnln (x/m) (x/m) dandan lnln CCee:: ln (x/m) = ln 0,155 = -1,864 ln Ce = ln 49 = 3,892
HHitungitung 1/(x/m) 1/(x/m) dandan 1/C1/Cee:: 1/(x/m) = 1/0,155 = 6,452 1/Ce = 1/49 = 0,020
06 Juni 201119
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
PerhitunganPerhitungan selanjutnyaselanjutnya lihatlihat tabeltabel berikutberikut::No m Ce x x/m ln (x/m) ln Ce 1/(x/m) 1/Ce
1 0 802 50 49 7,75 0,155 -1,864 3,892 6,452 0,0203 100 31 12,25 0,1225 -2,100 3,434 8,163 0,0324 200 20 15 0,075 -2,590 2,996 13,333 0,0505 500 7 18,25 0,0365 -3,310 1,946 27,397 0,1436 800 4 19 0,02375 -3,740 1,386 42,105 0,2507 1000 3 19,25 0,01925 -3,950 1,099 51,948 0,333
y = 0,7582x - 4,7901R2 = 0,9965
-5
-4
-3
-2
-1
00 1 2 3 4
ln C
ln (x
/m)
y = 145,9x + 4,7441R2 = 0,9938
010
203040
5060
0 0,1 0,2 0,3 0,4
1/C
1/(x
/m)
06 Juni 201120
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Dari Dari dua dua grafikgrafik tersebuttersebut diperolehdiperoleh:: 1/n = 0,7582 dan ln K = -4,7901 atau K = 0,0083 1/(qmb) = 145,9 dan 1/qm = 4,7441 atau qm = 0,2108
dan b = 0,0325 DenganDengan demikiandemikian persamaanpersamaan adsorpsiadsorpsi yang yang
diperolehdiperoleh adalahadalah:: Freundlich : x/m = 0,0083 Ce0,7582
Langmuir : e
e
e
e
CC
CCmx
0325,0100685,0
0325,010325,0*2108,0
06 Juni 201121
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Beberapa aplikasi pertukaran ion:Beberapa aplikasi pertukaran ion: Penurunan kesadahan, yaitu dengan Penurunan kesadahan, yaitu dengan
mempertukarkan ion natrium dalam resin mempertukarkan ion natrium dalam resin dengan ion kalsium dan/atau magnesium dengan ion kalsium dan/atau magnesium dalam air. dalam air.
DemineralisasiDemineralisasi total, total, yaituyaitu mempertukarkanmempertukarkan ion ion dalamdalam resin resin dengandengan semuasemua kationkation dandan anion anion dalamdalam air. air.
DemineralisasiDemineralisasi parsialparsial padapada penyediaanpenyediaan air air bersihbersih dengandengan air air bakubaku air air lautlaut. .
06 Juni 201122
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
AIR
Dissolved SolidsCa++Mg++Na+K+Fe++Cu+
CO3--HCO3-Cl-SO4--SiO2--NO3-
SOFTENEDWATER
Dissolved SolidsNa+>>K+Fe++Cu+
CO3--HCO3-Cl-SO4--SiO2--NO3-
Ca++
Mg++Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
REGENERASI( Larutan NaCl )
CaCl2, MgCl2WASTE REGENERASI
RESIN
SOFTENER (CATION EXCHANGER)
Untuk menghilangkan tendensi terjadinya kerak /SCALE : CaCO3, CaSO4, Mg(OH)2, MgSiO3
06 Juni 201123
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
SUSPENDED SOLIDS REMOVAL DISSOLVED SOLIDS REMOVAL
< 0.5 NTUSS < 1 mg/l
< 5 NTUSS < 3 mg/l
5 - 200 NTUSS 2-100 mg/lTDS 50-1000 mg/l
ION EXCHANGE/DEMINERALIZER
REVERSE OSMOSIS
CLARIFICATION FILTRATION
DEMIN PLANT
Demin Water
Demin Water
06 Juni 201124
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
H+ OH- H+OH-AIR
Ca++Mg++Na+K+Fe++Cu+
CO3--HCO3-Cl-SO4--SiO2--NO3-
H+ CO3--HCO3-Cl-SO4--SiO2--NO3-
Udara
H+ CO3--
Produk => pH : 2 Produk => pH : 2 3 (bersifat asam)3 (bersifat asam) Resin => LamaResin => Lama22 jenuh. Ion (+) / cation yg pertama jenuh. Ion (+) / cation yg pertama
kali lepas : Sodium (Na), shg trend kali lepas : Sodium (Na), shg trend pH produkpH produk--nya nya akan cenderung naikakan cenderung naik
Monitoring (produk cation resin) Monitoring (produk cation resin) dibuat TREND :dibuat TREND :a. pH a. pH b. Conductivityb. Conductivity
Bila trend pH / conductivity produk cation resin Bila trend pH / conductivity produk cation resin cenderung naik, maka resin dalam keadaan jenuh cenderung naik, maka resin dalam keadaan jenuh & perlu utk regenerasi& perlu utk regenerasi
06 Juni 201126
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Tujuan : Untuk mengurangi alkalinity (Alkalinity : Tujuan : Untuk mengurangi alkalinity (Alkalinity : COCO22, HCO, HCO33
--, CO, CO3322-- & OH& OH-- -- merupakan ion negatif) merupakan ion negatif)
dari produk cation resin, sehingga beban anion dari produk cation resin, sehingga beban anion resin akan berkurangresin akan berkurang
PROSES : Produk cation resin pH < 4.3, sehingga PROSES : Produk cation resin pH < 4.3, sehingga alkalinity berbentuk COalkalinity berbentuk CO22. Air mengalir dari atas & . Air mengalir dari atas & udara ke atas, sehingga terjadi perpindahan COudara ke atas, sehingga terjadi perpindahan CO22yg larut di dalam air ke udarayg larut di dalam air ke udara
06 Juni 201127
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
ANION EXCHANGE RESIN
Resin => Lama2 jenuh. Ion (-) / anion yg pertama kali lepas : Silica (SiO32-), shg trend pH produk-nya akancenderung turun (krn terbentuk H2SiO3 asam lemah)
Monitoring (produk anion resin) dibuat TREND :a. pH b. Conductivityc. Silica (low range)
Bila trend pH produk anion resin cenderung turun & / atau kandungan silica maupun conductivity cenderungnaik, maka resin dalam keadaan jenuh & perlu utkregenerasi
06 Juni 201128
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
BerisiBerisi : : CationCation & Anion resin& Anion resin TujuanTujuan : : UntukUntuk lebihlebih menyempurnakanmenyempurnakan produkproduk anion anion
resin, resin, sehinggasehingga conductivity < 1 conductivity < 1 SS/cm & Silica < 20 ppb/cm & Silica < 20 ppb Monitoring (Monitoring (dibuatdibuat trend) :trend) :
a. pHa. pHb. Conductivityb. Conductivityc. Silicac. Silica
BilaBila trend pH trend pH naiknaik, , berartiberarti adaada sodium leakage (sodium leakage (terbentukterbentukNaOHNaOH) & ) & cationcation resin resin sudahsudah jenuhjenuh. . HarusHarus didi--regenerasiregenerasi..
BilaBila trend pH trend pH turunturun & & atauatau conductivity conductivity naiknaik, , berartiberarti adaadasilica leakage (silica leakage (terbentukterbentuk HH22SiOSiO33 asamasam lemahlemah) & anion ) & anion resin resin sudahsudah jenuhjenuh. . HarusHarus didi--regenerasiregenerasi..
06 Juni 201129
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
PenggunaanPenggunaan membranmembran dalamdalam pengolahanpengolahan air air bertujuanbertujuan untukuntuk pemisahanpemisahan substansisubstansi daridarilarutanlarutan
Aplikasi:Aplikasi: Mikrofiltrasi, ukuran pori sekitar 0,05 10 mikron Ultrafiltrasi, ukuran pori sekitar 0,005 10 mikron Dialisis, ukuran pori sekitar 0,0005 0,1 mikron Elektrodialisis, ukuran pori sekitar 0,0005 0,01
mikron Reverse Osmosis, ukuran pori sekitar 0,0005
0,008 mikron
06 Juni 201130
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Colloids
Bacteria
Pollens Yeasts
Organic macromolecules
Organic compounds
Viruses Dissolved salts
RO
NF
MFSand filter
1 m 0.1 m 0.01 m 0. 1 nm 0. 1 nm10 m100 m
hair visible to naked eye
Red globule Smallest
microorganismsPolio virus
UF
Membrane Classifications(Pore Size)
MicrofiltrationUltrafiltration
Nanofiltration
06 Juni 201131
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Mikrofiltrasi
NanofiltrasiReverse Osmosis
Ultrafiltrasi
06 Juni 201132
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Teknik Membran
Air Umpan Ukuran Pori Gaya Dorong Tujuan Penyisihan
Mikrofiltrasi Dari filter 0,1-2 mikron (umumnya 0,45 mikron)
Tekanan > 10 psi (> 0,7 kg/cm2)
Bakteri menyerupai partikel tak larut, bahan koloid
Ultrafiltrasi Dari filter 0,002-0,1 mikron (umumnya 0,01 mikron)
Tekanan > 20 psi (> 1,4 kg/cm2)
Senyawa berukuran molekuler, termasuk mikroorganisme
Elektrodialisis TDS 500 8000 mg/l
< 1 nm Arus DC 0,27-0,36 kW/lb garam
Ion garam
Reverse Osmosis
TDS 100 36000 mg/l
< 1 nm Tekanan > 200 psi (> 14 kg/cm2)
Ion garam dan bahankoloid
06 Juni 201133
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Source: The Management and implementation Authority of the Man-Made River Project, 1994
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Recommended