Nama
: Bagas Pirma Nugraha
NIM
: 03031381520075 03031381520075
Shift
: Kamis, 08.00-10.00
Kelompok : 4
CLARIFIER DAN THICKENER
1.
Clarifier
Pemisahan liquid-solid akan efektif bila salah s alah satu dari kedua zat yang akan dipisahkan berbeda densitasnya. Pemisahan liquid-solid ini menggunakan bantuan gaya gravitasi atau sentrifugal. Penggunaan gaya grafitasi atau sentrifugal atau penyaringan sangat bergantung pada bentuk dan ukuran partikel. Teknik pemisahannya juga bergantung pada, konsentrasi solid, kecepatan umpan masuk, ukuran partikel solid, dan bentuk partikel solid. Salah satu teknologi yang umum digunakan pada proses pemisahan liquid-solid adalah dengan menggunakan metoda klarifikasi dengan menggunakan alat yang bernama clarifier. 1.1.
Fungsi dan Prinsip Kerja Clarifier Clarifier berfungsi untuk memisahkan sejumlah kecil partikel-partikel halus
yang menghasilkan liquid yang jernih yang bebas partikel-partikel solid atau suspensi. Teknologi pemisahan liquid-solid umumnya dipakai pada proses pengolahan air bersih pada berbagai industri antara lain pada pada pengolahan pengolahan air minum PDAM dan pengolahan air baku untuk demin plant maupun maupun cooling water system. system. Di dalam Clarifier terjadi proses yang kita sebut dengan proses klarifikasi yang mana proses ini berfungsi menghilangkan solid ters uspensi. Solid tersuspensi merupakan bagian dari kotoran (impurities ( impurities)) yang menyebabkan air menjadi keruh. Secara umum klarifikasi dapat diartikan sebagai proses penghilangan solid tersuspensi melalui mekanisme koagulsai, flokulasi, dan sedimentasi. Air yang mengandung bahan kimia serta flok, mengalir ke clarifier melalui pipa vertikal ditengah clarifier, untuk dipisahkan flocnya dengan cara pengendapan gravitasi. Clarifier pada umumnya berbentuk tangki silinder dari beton dengan diameter 26 meter dan tinggi 3,65 meter. Selama klarifikasi , dihilangkan juga water hardness, hardness, yaitu garam-garam kalsium dan magnesium yang larut dalam air, dengan cara mereaksikannya dengan zat-zat kimia yang akan mengendapkan hardness tersebut. Garam Ca dan Mg dalam bentuk bikarbonat akan lebih mudah larut. Untuk pengendapan yang efesien, perlu dilakukan pengadukan sehingga zat pengendap akan terbagi dalam air sebelum terjadi pengendapan untuk membentuk gumpalan yang lebih besar, hal ini dapat dicapai dengan pengadukan lambat.
Jika dosis pengendapan terlalu tinggi, lapisan lumpur akan naik sampai batas yang telah ditentukan dan terbawa arus keluar. Untuk mengetahui kualitas air, clarifier dilakukan kontrol di outlet clarifier dengan parameter pH, Cl 2 (1,5 – 4,0 ppm) dan turbidity maksimum 5 ppm. Air yang bersih dipisahkan melalui overlow di bibir clarifier dan endapan dibuang melalui bagian bawah clarifier.
Gambar 1. Clarifier yang dilengkapi dengan baffle
(Sumber :
)
Disinilah akan kita lihat fungsi baffle seperti pada gambar diatas, dimana suatu industri ingin suatu proses yang efisien baik dari segi pekerja maupun segi waktu, maka dicari solusi agar proses pengendapan solid tersuspensi dapat berjala n lebih cepat.Clarifier dilengkapi dengan alat pengaduk (mixer ) yang mana sangat membantu sekali dalam proses pencampuran yang berlangsung dengan homogen. Mixer ini bekerja dengan prinsip dasar dari proses agitasi. Proses agitasi ini merupakan dasar dalam proses pengadukkan air yang mana dengan adanya baffle hasil dari proses agitasi ini dapat mengurangi terjadinya vorteks. 1.2.
Proses Koagulasi Proses koagulasi merupakan suatu mekanisme penetralan dimana partikel-
partikel koloid yang bermuatan dinetralkan muatannya, setalah penetralan maka partikel akan saling mendekat satu sama lain sehingga membentuk flok yang kecil melalui suatu proses dengan penambahan koagulan. Beberapa koagulan yang sering dipakai adalah Aluminum sulfate-Al2(SO4)3, Ferric sulfate-Fe2(SO4)3, Ferric chloride-FeCl3, dan Sodium aluminate-Na2AI204. Tujuannya adalah untuk mengikat atau mengumpulkan kotoran-kotoran yang tidak bisa disaring melalui filter biasa sehingga nantinya filter dapat menyaring kotoran yang sudah bergabung.
1.3.
Proses Flokulasi Adalah suatu mekanisme dimana flok kecil tersebut akan dilalui suatu media
flokulan ( Polyelektrolit ) digabungkan menjadi flok yang lebih besar sehingga massa bertambah agar dapat mengendap. Flok-flok yang semakin membesar itu akan mengendap sejalan dengan pertambahan luas permukaan aliran, sehingga waktu pengaliran akan lebih lama dan reaksi yang terjadi akan semakin sempurna. Sedangkan perluasan permukaan aliran akan dilakukan dengan penambahan sekat sekat pada bak flokulasi. Sehingga butiran-butiran yang sudah terbentuk akan saling bertumbukan dan akan menghasilkan flok-flok yang semakin membesar, ini dikarenakan flok-flok tadi akan saling melekat antara satu dengan yang lainnya. 1.4.
Proses Sedimentasi Proses sedimentasi adalah mekanisme dimana flok yang sudah cukup besar
tersebut akan mengendap dan turun ke permukaan air karena gaya gravitasi bumi. Flok tersebut bisa bertambah besar dikarenakan penambahan flokulan. Flokulan tadi memiliki cir-ciri yaitu menpunyari berat molekul yang besar sehingga rantainya yang panjang mengikat flok-flok kecil yang cukup jauh menjadi satu. 1.6.
Jenis-Jenis Clarifier Clarifier pada dasarnya identik dengan thickener, dalam hal desain dan
keluaran kecuali desain konstruksi yang ringan dan tenaga penggeraknya. Perbedaan ini terlihat dari produk pemisahannya, dimana thickener akan menaikkan konsentrasi solid tersuspensi sedangkan pada clarifier akan dihasilkan liquid dengan konsentrasi solid rendah. Jenis-jenis Clarifier yang umum dijumpai dalam dunia industri antara lain, Rectangular Clarifiers, Circular Clarifiers, Vertical Clarifier , Horizontal Clarifier , Industrial Waste Secondary Clarifier . 1.7.
Rectangular Clarifiers Berfungsi untuk pengolahan air limbah dan juga dalam proses industri.
Metode pemisahan dengan tipe rangkaian pengisapan. Ukuran antara lain lebar 2 sampai 10 m, dimana panjangnya 3 sampai 5 kali lebarnya. Clarifier tipe ini biasanya digunakan terutama dalam pemisahan minyak dan air
serta dalam
pemurnian gas buangan dari pabrik baja.. Hasil yang dihasilkan jernih, tetapi bagaimanapun secara umum tidak sejernih dengan menggunakan circular clarifier.
1.8.
Industrial Waste Secondary Clarifier Banyak rancangan yang semula membuang limbah organik ke saluran air
telah berubah menggunakan fasilitas treatment sendiri agar mengurangi biaya treatment plant. Untuk limbah organik, proses waste-activated sludge merupakan tahapan yang disarankan, menggunakan aeration basin untuk tahap bio oxidation dan secondary
clarifier untuk
menghasilkan
clear
effluent dan
untuk
mengkonsentrasikan biomass untuk recycle ke basin. Untuk menghasilkan effluent yang diinginkan dan memperoleh konsentrasi yang cukup dari low-density solids yang membentuk biomassa, perlu kriteria desain tertentu dalam rancangan jika memiliki data pilot-plant , prosedur desain yang diusulkan oleh Albertson dapat digunakan untuk menetapkan diameter tangki, kedalaman, feed well dimension, feed inlet configuration, dan rake blade design untuk suatu unit. 2.
Thickener
Thickener atau sering disebut pengental diterapkan untuk zat-zat yang meningkatkan viskositas larutan atau campuran cair / padat tanpa secara substansial memodifikasi sifat-sifat lainnya. Bentuk dari thickener dari luar hampir sama dengan kolam sedimentasi. Namun ketinggian biasanya lebih tinggi. karena thickener ini biasanya menampung sludge sedimentasi dan sludge dari kolam lain. Hasil keluaran dari thickener biasanya langsung masuk pada filter press yang berfungsi menghilangkan air pada sludge untuk menghasilkan limbah padatan. 2.1.
Pengentalan atau Pemekatan Lumpur ( sludge thickening ) Proses pengentalan lumpur bertujuan untuk meningkatkan kekentalan atau
kandungan padatan dalam lumpur dengan cara pengeluaran air. Pada umumnya lumpur yang dihasilkan dari unit pengolahan air limbah masih encer dengan kandungan padatan antara 0,5-1,0% atau kandungan air 99,5-99%, sehingga perlu dipekatkan secara gravitasi hingga 2-3% atau kandungan air 97-98%. 2..2.
Pengentalan lumpur Secara Gravitasi Pengentalan lumpur secara gravitasi adalah salah satu metode yang umum
digunakan. Unit pengental gravitasi bekerja dengan gaya gravitasi seperti dalam tangki pengendap lainnya. Prinsip dasar dan bentuk unit ini juga menyerupai tangki pengendap yang biasa, perbedaannya hanya pada nilai beban permukaan yang lebih rendah. Alat ini berbentuk tangki bundar dilengkapi dengan penggaruk lumpur.
Kepekatan lumpur kimia-fisika dapat mencapai kadar padatan kering 510% atau kandungan air 90 - 95%, sedangkan untuk lumpur biologi hanya mencapai kadar padatan kering antara 2-3% kandungan air antara 97-98%. Hasil pengentalan yang diperoleh untuk lumpur campuran dari lumpur kimia – fisika dan lumpur biologi mencapai kepekatan dengan kadar padatan kering 2-8% atau kandungan air 92-98%. Unit pengental gravitasi umumnya digunakan sebagai unit pertama di dalam bagian penanganan lumpur. Kelebihan dengan cara ini adalah mudah dalam pengoperasian dan perawatan (maintenance). Kelemahan dengan cara ini adalah seringkali timbul lumpur yang naik ke atas ( sludge floating ) akibat dari terlalu lama lumpur berada dalam bak lumpur karena tidak cepat dikeluarkan. Hal ini dapat menyebabkan kondisi anaerobik sehingga menghasilkan gas. Gas tersebut akan membawa sekelompok lumpur ke permukaan. 2.3.
Pemekatan Lumpur Secara Flotasi ( Floating Thickening ) Dibandingkan dengan pemekatan lumpur secara gravitasi, alat ini lebih
sukar pengoperasiannya dan diperlukan pula penambahan bahan kimia polimer untuk meningkatkan konsentarasi lumpur dari 85% menjadi 98%. Dengan terkonsentrasinya lumpur dapat meningkatkan efisiensi alat. Pemakaian bahan kimia polimer untuk memekatkan lumpur biologi sekitar 2-5 kg berat kering polimer atau mg zat padat. Penggunaan rasio udara-padatan sangat mempengaruhi kinerja sistem ini, pada umumnya nilai rasio udara-padatan bervariasi, maksimum pada kisaran dari 2-4% untuk mengapungkan zat padat tersebut. Hasil pemekatan dengan sistem ini mencapai kadar padatan kering antara 4-6% atau kandungan air 94-96% untuk lumpur biologi dengan penambahan bahan kimia polimer, sedangkan tanpa penambahan bahan kimia polimer kadar padatan kering hanya mencapai 3-5% atau kandungan air 95-97%. Kelebihan cara ini adalah waktu tinggal jauh lebih singkat yaitu sekitar 15 – 30 menit dan hasil lumpur lebih pekat, sehingga volume lumpur lebih sedikit. Kelemahan cara ini adalah cara pengoperasian lebih sulit, biaya operasional tinggi, karena ada penambahan bahan kimia, biaya perawatan relatif tinggi dan penggunaan listrik cukup besar. Sistem penyapuan lumpur ( scrapper ) menggunakan rantai sering bermasalah karena terdapat bagian yang bergesekan. Permasalahan scrapper dapat diatasi dengan mengganti rantai penggerak dari scrapper secara periodik.
2.4.
Stabilisasi Lumpur (Sludge Stabilization) Stabilisasi lumpur merupakan upaya mengurangi kandungan senyawa
organik dalam lumpur atau mencegah aktivitas mikroorganisme. Tujuan stabilisasi lumpur adalah agar lumpur menjadi stabil dan tidak menimbulkan bau busuk dan gangguan kesehatan saat dilakukan proses maupun saat pembuangan ke lingkungan. Stabilisasi lumpur dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain adalah, digestasi anaerobik, stabilisasi aerobik dan stabilisasi dengan kapur. 2.5.
Pengeluaran Air (Sludge Dewatering ) Tujuan proses pengeluaran air lumpur ialah menghilangkan sebanyak
mungkin air yang terkandung dalam lumpur setelah proses pengentalan. Persyaratan kadar padatan kering lumpur yang diinginkan tergantung pada penanganan akhir yang akan dilakukan, umumnya berkisar 30%. Proses pengeluaran air lumpur dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain menggunakan alat yang bernama belt press dan filter press. Pada belt press terjadi proses pengeluaran air lumpur yang digunakan di industri antara lain belt filter press. Tipe alat ini banyak digunakan di industri pulp dan kertas. Pengeluaran air dari lumpur yang dapat dilakukan dengan alat ini melalui 2 tahapan. Tahap pertama,daerah pengeluaran air (draining zone), Pada daerah ini lumpur mengalir dan tersebar secara merata di atas lembaran wire. Pengeluaran air dilakukan tanpa tekanan, hanya mengandalkan gravitasi sampai mencapai kadar padatan tertentu, selanjutnya lumpur memasuki daerah pengeringan bertekanan. Kedua, daerah pengeringan bertekanan. Air keluar dari lumpur dengan cara dijepit di antara dua belt atau wire sambil ditekan oleh rol secara bertahap di daerah pressing zone, dengan tekanan meningkat sejalan dengan mengecilnya rol. Pada saat dijepit, air diperas sampai daerah bertekanan, selanjutnya masuk ke daerah pengelupasan lumpur dari belt atau wire ( share zone). Pada filter press, memiliki prinsip kerja yaitu memberi tekanan pada lumpur yang berada di antara lempengan-lempengan filter ( filter plate). Tekanan diberikan melalui gaya hidrolik di kedua sisi lempengan. Filter ini tersusun dari plate and frame filter berjumlah banyak, dimana bagian dalam dari frame tersebut ditarik oleh filter kain yang bersambungan. Setelah frame terkunci karena tekanan hidrolik atau tekanan tangan, lumpur akan tertekan masuk dari tabung suplai ke ruang filtrasi.
Air yang tersaring karena tekanan itu akan jatuh dari frame, lumpur akan mengental karena kehilangan air dan tersiasa di bagian dalam. Penambahan tekanan berkisar antara 1-10 kg/cm 2, tetapi karena resistan tekanan yang masuk bertambah besar, maka akan terbentuk cukup adonan di bagian dalam. Apabila sudah terjadi kondisi seperti ini maka pengisian lumpur dihentikan. Tipe alat penyaring tekanan ini umumnya digunakan di industri kecil. Kelebihan dari sistem ini adalah sederhana dalam konstruksi dan biaya operasional yang relatif lebih rendah. 2.6.
Drying Bed Salah satu metode paling sederhana adalah drying bed atau bak pengering
lumpur. Pengeluaran air lumpur dilakukan melalui media pengering secara gravitasi dan penguapan sinar matahari. Lumpur yang berasal dari pengolahan air limbah secara langsung tanpa proses pemekatan terlebih dahulu dapat dikeringkan dengan drying bed . Deskripsi bak pengering berupa bak dangkal berisi media penyaring pasir setinggi 10-20 cm dan batu kerikil sebagai penyangga pasir antara 20-40 cm, serta saluran air tersaring (filtrat) di bagian bawah bak. Pada bagian dasar bak pengering dibuat saluran atau pipa pembuangan air dan di atasnya diberi lapisan kerikil (diameter 10-30 mm) setebal 20 cm dan lapisan pasir kasar (3-5 mm) setebal 20-30 cm. Media penyaring merupakan bahan yang memiliki pori besar untuk ditembus air seperti pasir, ijuk dan kerikil merupakan media penyaring yang sering digunakan. Pengisian lumpur ke bak pengering sebaiknya dilakukan 1 kali sehari dengan ketebalan lumpur di bawah 15 cm. Mengingat keterbatasan daya tembus panas matahari, maka kedalaman bak kurang dari 50 cm. Jika lumpur masuk terlalu banyak, permukaan lumpur tampak mengering tetapi lapisan bawah masih basah, sehingga pengurangan air perlu waktu berhari-hari. Jika saringan tersumbat maka air tidak dapat keluar, sehingga pengurangan kadar air tidak terjadi. Pengurangan kandungan air dalam lumpur menggunakan sistem pengeringan alami dengan matahari, maka air akan keluar melalui saringan dan penguapan. Pada mulanya keluarnya air melalui saringan berjalan lancar dan kecepatan pengurangan air tinggi, tetapi jika bahan penyaring (pasir) tersumbat maka proses pengurangan air hanya tergantung kecepatan penguapan. Waktu pengeringan atau penguapan biasanya antara 3-5 hari.
DAFTAR PUSTAKA
