Week 5 Jar Test

  • View
    229

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Week 5 Jar Test

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    1/46

    Teknik Analisis Pencemar Lingkungan (TAPL) RE 091305

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 0

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    2/46

    Aplikasi?

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 1

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    3/46

    Pengadukan

    Suatu aktivitas operasi pencampuran dua atau lebih zat agar

    diperoleh hasil campuran yang homogen.

    Pada media fase cair, pengadukan ditujukan untukmemperoleh keadaan yang turbulen (bergolak).

    Aplikasi pengadukan:

    Proses fisika seperti pelarutan bahan kimia dan prosespengentalan (thickening),

    Proses kimiawi seperti koagulasi-flokulasi dan disinfeksi,

    Proses biologis untuk mencampur bakteri dan air limbah.

    2

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    4/46

    Koagulasi-Flokulasi

    Koagulasi

    Proses destabilisasi koloid dan partikel dalam air denganmenggunakan bahan kimia (disebut koagulan) yangmenyebabkan pembentukan inti gumpalan (presipitat).

    Proses koagulasi hanya dapat berlangsung bila ada

    pengadukan.

    3

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    5/46

    Koagulasi-Flokulasi (2)

    Flokulasi

    Proses penggabungan inti flok sehingga menjadi flokberukuran lebih besar.

    Proses flokulasi hanya dapat berlangsung bila adapengadukan.

    Pemberian energi agar terjadi tumbukan antar partikeltersuspensi dan koloid agar terbentuk gumpalan (flok)sehingga dapat dipisahkan melalui proses pengendapan danpenyaringan.

    4

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    6/46

    Partikel Solids

    Partikel solid dalam air dapat berupa partikel

    bebas/diskrit dan koloid dengan ukuran sangat kecilyaitu10-7mm-10-1 mm.

    Beberapa partikel tidak dapat diendapkan secaralangsung

    Partikel dan koloid umumnya bermuatan listrik samayang menyebabkan tumbukan antar partikel (terjadigerak Brown) berakibat terjadinya suatu partikel

    yang sangat stabil.

    5

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    7/46

    Mengapa perlu koagulan?

    Mengapa perlu proses koagulasi-flokulasi

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 6

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    8/46

    Partikel Solids (2)

    7

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    9/46

    Koagulasi-Flokulasi

    Air baku untuk air bersih berasal dari sungai, danau,

    dan sebagainya.

    Kekeruhan disebabkan oleh partikel-partikel kecil dankoloid yang berukuran 10 nm sampai 10 m (kwarts,

    tanah liat, ganggang, dll)

    Kekeruhan dapat dihilangkan dengan membubuhkanbahan kimia dengan sifat-sifat tertentu disebut

    flokulan.

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 8

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    10/46

    Prinsip Koagulasi-Flokulasi

    1. Partikel-partikel kecil ini terlalu ringan

    2. Partikel-partikel tersebut tidak dapat menyatu,bergabung dan menjadi partikel yang lebih besar danberat, karena muatan elektris pada permukaanelektrostatis antara partikel satu dengan yang lain.

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 9

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    11/46

    Koloid

    Partikel yang tidak dapat mengendap secara alami karena

    adanya stabilitas koloid. Stabilitas koloid terjadi karena:

    gaya tarik van der waal's

    gaya tolak /repulsive elektrostatik

    Koagulasi bertujuan mengurangi stabilitas koloid (prosesdestabilisasi) melalui penambahan bahan kimia denganmuatan berlawanan.

    10

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    12/46

    Koloid (2)

    Pada koagulasi akan terjadi :

    Penurunan tegangan permukaan (zeta potensial) melalui prosesnetralisasi muatan dan adsorpsi.

    Presipitasi dari koagulan akan menyapu koloid

    Adsorpsi dan pembentukan jembatan antar partikel.

    11

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    13/46

    Jenis dan metode pengadukan..?

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 12

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    14/46

    Jenis Pengadukan

    Kecepatan pengadukan

    Pengadukan cepat

    Pengadukan lambat

    Metoda pengadukan

    Pengadukan mekanis,

    Pengadukan hidrolis

    Pengadukan pneumatis.

    13

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    15/46

    Pengadukan Cepat

    Tujuan:

    untuk menghasilkan turbulensi air sehingga dapatmendispersikan bahan kimia yang akan dilarutkan dalam air.

    Secara umum, gradien kecepatan berkisar antara 100 hingga1000 per detik selama 5 hingga 60 detik.

    14

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    16/46

    Pengadukan Cepat (2)

    Untuk proses koagulasi-flokulasi:

    Waktu detensi = 20 - 60 detik

    G = 1000 - 700 detik-1

    Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

    Waktu detensi = 20 - 60 detik

    G = 1000 - 700 detik-1

    Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat,dll)

    Waktu detensi = 0,5 - 6 menit G = 1000 - 700 detik-1

    15

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    17/46

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    18/46

    Pengadukan Lambat

    Tujuan: menghasilkan gerakan air secara perlahan

    sehingga terjadi kontak antar partikel untukmembentuk gabungan partikel berukuran besar.

    Digunakan pada proses flokulasi, untuk pembesaraninti gumpalan.

    Gradien kecepatan diturunkan secara perlahan-lahanagar gumpalan yang telah terbentuk tidak pecah lagidan berkesempatan bergabung dengan yang lainmembentuk gumpalan yang lebih besar.

    17

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    19/46

    Pengadukan Lambat (2)

    Penggabungan inti gumpalan sangat tergantung pada

    karakteristik f lok dan nilai gradien kecepatan. Secara umum, pengadukan dilakukan pada gradien

    kecepatan kurang dari 100 per detik selama 10 hingga60 menit.

    18

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    20/46

    Pengadukan Lambat (3)

    Untuk proses koagulasi-flokulasi:

    Waktu detensi = 15 - 45 menit G = 10 - 75 detik-1

    GT = 48.000 - 210.000

    Untuk air sungai:

    Waktu detensi = minimum 20 menit

    G = 10 - 50 detik-1

    Untuk air waduk/reservoir:

    Waktu = 30 menit

    G = 10 - 75 detik-1

    19

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    21/46

    Pengadukan Lambat (4)

    Untuk air keruh: Waktu dan G lebih rendah

    Bila menggunakan garam besi sbg koagulan: G tidak lebih dari 50 detik-1

    Untuk flokulator 3 kompartemen: G kompartemen 1 : nilai terbesar G kompartemen 2 : 40 % dari G komp. 1

    G kompartemen 3 : nilai terkecil

    Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

    Waktu detensi = minimum 30 menit G = 10 - 50 detik-1

    20

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    22/46

    Pengadukan Lambat (5)

    Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat,

    dll) Waktu detensi = 15 - 30 menit

    G = 20 - 75 detik-1

    GT = 10.000 - 100.000

    Pengadukan lambat dilakukan dengan cara antara lain:

    a. Pengadukan mekanis

    b. Pengadukan hidrolis

    21

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    23/46

    Fungsijar test?

    Metode.?

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 22

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    24/46

    Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 2303/05/2012

    Penentuan dosis optimum: unit proses koagulasi

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    25/46

    Penentuan dosis optimum: unit proses koagulasi

    flokulasi dan sedimentasi

    Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 24Koagulasi Flokulasi Sedimentasi

    03/05/2012

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    26/46

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 25

    -

    - -

    - -

    - -

    - -

    - -

    - - -

    Al3+ - Al3+

    - -

    Al3+ Al3+

    - -

    Al3+ Al3+

    - -

    Al3+ - Al3+

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    27/46

    Dengan pembubuhan flokulan maka stabilitas partikel

    terganggu karena:- Molekul Al+ pada tawas menempel pada permukaan koloid

    dan mengubah muatan elektrisnya koloid biasanyabermuatan negatif (pada pH 5 sampai 8)

    - Mengendap sebagai flok Al (OH)3 yang dapat mengurungkoloid dan mengendapPaling Efisien

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 26

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    28/46

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 27

    Koagulasi SedimentasiFlokulasi

    Pengadukan cepat

    Flash Mix

    100 rpm, 1 menit

    Pengadukan lambat

    Slow Mix

    30 rpm, 15 menit 0 rpm, 30 menit

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    29/46

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 28

    2243232342

    61832318. COOHCaSOOHAlHCOCaOHSOAl

    Tawas

    Alkalinitas alami

    Flok

    Kerugian: menurunkan pH, bersifat korosif pada logam

    HOHAlOHAl 3332

    3

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    30/46

    03/05/2012 Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS 29

    OHCaSOOHAlOHCaOHSOAl24322342

    1832318.

    243232342

    318323318. COOHNaSOOHAlOHCONaOHSOAl

    Soda ash untuk menaikkan alkalinitas

    Kapur jenuh untuk menaikkan alkalinitas

  • 8/3/2019 Week 5 Jar Test

    31/46

    Hubungan Ke