Laporan Khusus Laboratorium Opersi Teknik Kimia I
SEDIMENTASI Disusun oleh: ZAKIATUL FITRI 1204103010088
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2014
KATA PENGANTAR
Pertama dan yang paling utama penulis mengucapkan puji dan syukur ke hadirat Allah S.W.T yang telah memberikan limpahan rahmat dan karunia – Nya. Shalawat dan salam tak lupa penulis ucapkan keharibaan pangkuan Nabi Muhammad S.A.W yang telah membawa manusia ke alam yang penuh peradaban dan ilmu pengetahuan. Alhamdulillah penulis ucapkan karena telah dapat menyelesaikan laporan praktikum proses yang berjudul "SEDIMENTASI" sebagai tugas khusus dalam memenuhi persyaratan praktikum Laboratorium Proses. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. M. Faisal, ST, M.Eng sebagai Kepala Laboratorium Proses Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala 2. Bapak Ir. Teuku Maimun, M. Eng, selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan laporan ini. 3. Saudari Mukramah dan Titis Swastika sebagai asisten pada percobaan "SEDIMENTASI" 4. Teman – teman Teknik Kimia angkatan 2012. Penulis sangat menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan oleh sebab itu penulis sangat mengharap kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan dimasa yang akan datang. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca dan penulis pada khususnya
Darussalam, 30 April 2014 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman LEMBARAN PENGESAHAN……………….........………………….…
i
SURAT IZIN MELAKUKAN PRAKTIKUM…….........……………..…
ii
LEMBARAN PENUGASAN …………………………………................
iii
LEMBARAN DATA……………………………………….........…...…..
iv
KATA PENGANTAR……………………………………………............
v
DAFTAR ISI……………………………………………………...............
vi
DAFTAR TABEL........................................................................................
vii
DAFTAR GRAFIK……………………………………..………….…….
ix
BAB I PENDAHULUAN………………………………….…………..…
1
1.1 Latar Belakang…………………………………..…………....
1
1.2 Tujuan Percobaan…………………………….…….…….…..
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA……………………………..........…..….
3
2.1 Klasifikasi Sedimentasi ……………….....................….........
4
2.2 Flokulasi dan Koagulasi..........................................................
5
2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Koagulasi .......................
6
2.4 Laju Pengendapan...................................................................
8
2.5 bentuk-Bentuk dari Bak Sedimentasi .....................................
9
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN....................................................
13
3.1 Alat..........................................................................................
13
3.2 Bahan.......................................................................................
13
3.3 Prosedur Percobaan.................................................................
13
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................,....
15
4.1 Pengolahan Data…………………..............…………..….....
15
4.2 Pembahasan.............................................................................
15
4.2.1 Tingkat Kekeruhan (Turbidity)......................................
15
4.2.2 Laju Pengendapan Sampel ............................................
16
BAB V KESIMPULAN...............................................................................
19
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
20
LAMPIRAN A DATA PENGAMATAN...................................................... 21 A.1 ketinggian Batas Interfasial 0 hingga 90 Menit................. 21 A.2 ketinggian Batas Interfasial 100 hingga 180 Menit........... 22 LAMPIRAN B PERHITUNGAN.................................................................. 23 B.1 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang mengendap secara alami, tc: 5 menit.......................... 23 B.2 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang diendapkan oleh koagulan, tcmenit.. 23 B.3 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang mengendap secara alami, tc: 10 menit........................
23
B.4 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang diendapkan oleh koagulan, tc: 10 menit..................
23
LAMPIRAN C GRAFIK............................................................................... 24 C.1 hubungan ketinggian batas interfasial terhadap waktu pengamatan selama 3 jam dengan perbandingan air murni dan air campuran tawas........................................... 24
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1 Hasil pengolahan data kecepatan pengendapan sedimentasi …… 15
DAFTAR GRAFIK
Halaman Grafik 4.1 hubungan ketinggian batas interfasial terhadap waktu pengamatan selama 3 jam dengan perbandingan air murni dan air campuran tawas …........…………………..
16
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Salah satu cara pemisahan padatan dalam cairan yang digunakan dalam skala lab maupun pabrik adalah sedimentasi . sedimentasi sendiri merupakan suatu proses pemisahan padatan dari cairan (solid-liquid) dengan menggunakan gaya gravitasi untuk mengendapkan partikel suspensi. Pada kehidupan sehari-hari sedimentasi dipakai untuk menjernihkan air untuk mendapatkan air yang bersih.
Selain untuk kehidupan sehari-hari, operasi
sedimentasi ini juga digunakan pada skala industri untuk mengurangi polusi dari limbah industri. Sedimentasi dapat berlangsung secara batch atau kontinu, yang mana pada sedimentasi batch biasanya digunakan pada laboratorium, disebabkan pada laboratorium yang sering dilakukan percobaan yang dilakukan bertahap tidak berkelanjutan seperti pada industri pabrik. Pada industri yang sedimentasinya dalam proses kontinu sering disebut thickener. Sedimentasi merupakan salah satu cara yang paling ekonomis untuk memisahkan padatan dari suspensi, bubur atau slurry. Sedimentasi adalah pemisahan solid dari liquid menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk menyisihkan suspended solid. Umumnya proses sedimentasi digunakan setelah proses koagulasi dan flokulasi yang berfungsi untuk destabilisasi dan memperbesar gumpalan/ukuran partikel, sehingga mudah untuk diendapkan. Proses koagulasi menggunakan PAC (Poly Aluminium Chloride) untuk mengikat kotoran atau memutus rantai pada ikatan senyawa zat warna sehingga membentuk gumpalan. Sedangkan proses flokulasi dengan cara menambah larutan polimer untuk memperbesar gumpalan, sehingga relatif mudah untuk diendapkan. Percobaan skala laboratorium dilakukan pada suhu uniform untuk menghindari gerakan fluida atau konveksi karena perbedaan densitas yang dihasilkan dari
perbedaan suhu. Uji pengendapan secara batch dilakukan untuk menggambarkan mekanisme pengendapan dan metode penentuan kecepatan pengendapan. Kecepatan pengendapan (sedimentation rate) dapat ditentukan dengan mengamati tinggi interface (antar fase) sebagai fungsi waktu yang diberikan dan menggambarkan tangen pada kurva yang diperoleh dari perhitungan. Dari percobaan yang dilakukan kali ini diharapkan dapat memahami tahapan bagaimana saja yang terjadi pada saat sedimentasi dan hal-hal apa saja yang mempengaruhi sedimentasi itu terjadi. 1.2 Tujuan Percobaan a. Memahami proses pemisahan padatan dari fluida cair karena pengaruh gaya gravitasi dan koagulan. b. Menentukan angka Turbidity dari fluida cair. c. Menentukan waktu pengendapan optimum dalam bak sedimentasi, d. Menentukan kecepatan laju pengendapan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Sedimentasi adalah pemisahan solid dari liquid menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk menyisihkan suspended solid. Umumnya proses sedimentasi digunakan setelah proses koagulasi dan flokulasi yang berfungsi untuk destabilisasi dan memperbesar gumpalan/ukuran partikel, sehingga mudah untuk diendapkan (Asdak, 1995 : 33). Proses koagulasi menggunakan Tawas [Al2(SO4)3] untuk mengikat kotoran atau memutus rantai pada ikatan senyawa zat warna sehingga membentuk gumpalan. Sedangkan proses flokulasi dengan cara menambah larutan polimer untuk memperbesar gumpalan, sehingga relatif mudah untuk diendapkan (Anonim1, 2008). Pengendapan dapat dilakukan dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Cara yang sederhana adalah dengan membiarkan padatan mengendap dengan sendirinya. Setelah partikel partikel mengendap maka air yang jernih dapat dipisahkan dari padatan yang semula tersuspensi di dalamnya. Cara lain yang lebih cepat dengan melewatkan air pada sebuah bak dengan kecepatan tertentu sehingga padatan terpisah dari aliran air tersebut dan jatuh ke dalam bak pengendap. Kecepatan pengendapan partikel yang terdapat di air tergantung pada berat jenis, bentuk dan ukuran partikel, viskositas air dan kecepatan aliran dalam bak pengendap (Geankoplis,1993). Pada dasarnya terdapat dua jenis alat sedimentasi yaitu jenis rectangular dan jenis circular.
Rancangan peralatan sedimentasi selalu didasarkan pada percobaan sedimentasi pada skala yang lebih kecil (Mc Cabe, 1985 : 429). Selama proses berlangsung terdapat tiga buah gaya, yaitu :
1.
Gaya gravitasi
Gaya ini terjadi apabila berat jenis larutan lebih kecil dari berat jenis partikel, sehingga partikel lain lebih cepat mengendap. Gaya ini biasa dilihat pada saat terjadi endapan atau mulai turunnya partikel padatan menuju ke dasar tabung untuk membentuk endapan. Pada kondisi ini, sangat dipengaruhi oleh hukum 2 Newton, yaitu : Fg
2.
= m.g = s x m x g Gaya apung atau melayang Gaya ini terjadi jika massa jenis partikel lebih kecil dari pada massa jenis fluida
yang sehingga padatan berapa pada permukaan cairan. Fa 3.
=
m x p x g
p
Gaya Dorong Gaya dorong terjadi pada saat larutan dipompakan kedalam tabung klarifier.
Gaya dorong dapat juga dilihat pada saat mulai turunnya partikel padatan karena adanya gaya gravitasi, maka fluida akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan berat padatan itu sendiri. Fd
=
V x D 2 ( g g ) 18
Dari ketiga gaya gravitasi di atas diturunkan suatu laju pengendapan menurun yaitu : Fd
=
V x D 2 P ( g g ) 18
2.1 Klasifikasi Sedimentasi
Proses sedimentasi dapat dikelompokkan dalam tiga klasifikasi, bergantung dari sifat padatan di dalam suspensi:
Discrete (free settling) Kecepatan pengendapan dari partikel-partikel discrete adalah dipegaruhi oleh gravitasi dan gaya geser yang didefinisikan sebagai:
Flocculent Kecepatan pengadukan dari partikel-partikel meningkat, dengan setelah adanya penggabungan diantaranya. Hindered/Zone settling Kecepatan pengendapan dari partikel-partikel di dalam suspensi dengan konsentrasi padatan melebihi 500 mg/l.
2.2 Flokulasi dan Koagulasi Berikut gambar yang menunjukkan proses sedimentasi dari proses perlakuan koagulasi dengan flokulasi sehingga terjadi sedimentasi:
Koagulasi adalah metode untuk menghilangkan bahan-bahan limbah dalam bentuk koloid, dengan menambahkan koagulan. Dengan koagulasi, partikel-partikel koloid akan saling menarik dan menggumpal membentuk flok (Suryadiputra, 1995). Flokulasi terjadi setelah koagulasi dan berupa pengadukan pelan pada air limbah.
Dengan mengendapnya koloid, diharapkan laju fouling yang terjadi pada membran akan berkurang, sehingga penggunaan mikrofiltrasi dalam proses pengolahan air bersih menjadi layak untuk dilakukan. Koagulan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alumunium sulfat [Al2(SO4)3]. Dalam peercobaan ini, dilakukan variasi waktu lamanya pengadukan pelan pada proses flokulasi.
Setelah terjadi penggumpalan
suspense maka akan terjadi sedimentasi yang dilakukan oleh gaya tarik gravitasi.
2.3
Faktor-faktor yang Mempengaruhi koagulasi Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses koagulasi sebagai berikut : Suhu air Suhu air yang rendah mempunyai pengaruh terhadap efisiensi proses koagulasi.
Bila suhu air diturunkan , maka besarnya daerah pH yang optimum pada proses kagulasi akan berubah dan merubah pembubuhan dosis koagulan. Derajat Keasaman (pH) Proses koagulasi akan berjalan dengan baik bila berada pada daerah pH yang optimum. Untuk tiap jenis koagulan mempunyai pH optimum yang berbeda satu sama lainnya. Jenis Koagulan Pemilihan jenis koagulan didasarkan pada pertimbangan segi ekonomis dan daya efektivitas daripadakoagulan dalam pembentukan flok. Koagulan dalam bentuk larutan lebih efektif dibanding koagulan dalam bentuk serbukatau butiran. Kadar ion terlarut Pengaruh ion-ion yang terlarut dalam air terhadap proses koagulasi yaitu : pengaruh anion lebih bsar daripada kation. Dengan demikian ion natrium, kalsium dan magnesium tidak memberikan pengaruh yang berarti terhadap proses koagulasi.
Tingkat kekeruhan Pada tingkat kekeruhan yang rendahproses destibilisasi akan sukar terjadi. Sebaliknya pada tingkat kekeruhan air yang tinggi maka proses destabilisasi akan berlangsung cepat. Tetapi apabila kondisi tersebut digunakan dosis koagulan yang rendah maka pembentukan flok kurang efektif. Dosis koagulan Dosis bahan kimia, dosis yang tepat / kurang atau terlalu banyak dapat menghasilkan floc yang berukuran kecil dan sedikit, sehingga sulit mengendap. Untuk menghasilkan inti flok yang lain dari proses koagulasi dan flokulasi sangat tergantung dari dosis koagulasi yang dibutuhkan. Bila pembubuhan koagulan sesuai dengan dosis yang dibutuhkan maka proses pembentukan inti flok akan berjalan dengan baik. Kecepatan pengadukan Tujuan pengadukan adalah untuk mencampurkan koagulan ke dalam air. Dalam pengadukan hal-hal yang perlu diperhatikan adalah pengadukan harus benar-benar merata, sehingga semua koagulan yang dibubuhkan dapat bereaksi dengan partikelpartikel atau ion-ion yang berada dalam air. Kecepatan pengadukan sangat berpengaruh
terhadap
pembentukan
flok
bila
pengadukan
terlalu
lambat
mengakibaykan lambatnyaflok terbantuk dan sebaliknya apabila pengadukan terlalu cepat berakibat pecahnya flok yang terbentuk.
Alkalinitas Alkalinitas dalam air ditentukan oleh kadar asam atau basa yang terjadi dalam air Alkalinitas dalam air dapat membentuk flok dengan menghasil ion hidroksida pada reaksihidrolisa koagulan (Tjokrokusumo, 19920).
2.4 Laju Pengendapan Suatu partikel yang mengendap dalam air karena adanya gaya gravitasi akan mengalami percepatan sampai gaya dari tahanan dapat mengimbangi gaya gravitasi, setelah terjadi kesetimbngan partikel akan terus mengendap pada kecepatan konstan yang dikenal sebagai kecepatan akhir atau kecepatan pengndapan bebas. Proses pengendapan meliputi pembentukan endapan yaitu suspensi partikel-partikel padat dalam cairan produk yang tidak larut yang dihasilkan dari reaksi kimia, akan ditolak dari larutan dan menjadi endapan padat. Metode lain pembentukan cairan endapan ialah dengan penambahan jumlah larutan jenuh zat padat dalam sejumlah besar cairan murni dimana zat padat tersebut tidak dapat larut. Proses ini banyak digunakan untuk mengisolasi produk-produk kimia atau bahan-bahan buangan proses (Cheremissinoff, N.D, 2002 : 283). Prinsip umum dari alat turbidimeter adalah sinar yang datang mengenai suatu partikel ada yang diteruskan dan ada yang dipantulkan, maka sinar yang diteruskan digunakan sebagai dasar pengukuran. (Day and Underwood, 2002).
Gambar 2.4 Prinsip kerja turbidimeter
2. 5 Bentuk-Bentuk dari Bak Sedimentasi Bak sedimentasi ada yang berbentuk lingkaran, bujur sangkar ataupun segi empat. Bak berbentuk lingkaran umumnya berdiameter 10,7 – 45,7 m dan kedalaman 3 – 4,3 m. Bak berbentuk bujur sangkar umumnya mempunyai lebar 10 hingga 79 m dan kedalaman 1,8 hingga 5,8 m.bak berbentuk segi empat umumnya mempunyai lebar 1,5 – 6 m, panjang bak sampai 76 m dan kedalaman lebih dari 1,8 m (Reynold & Richards, 1996). Bentuk bak sedimentasi :
Segi empat (rectangular). Pada bak ini, mengalir horisontal dari inlet menuju outlet, sementara partikel mengendap ke bawah.
Lingkaran (circular) – center feed. Pada bak ini, air masuk melalui pipa menuju inlet bak dibagian tengak bak, kemudian air mengalir horisontal dari inlet menuju outlet disekeliling bak, sementara partikel mngendap ke bawah.
Lingaran (circular) – periferal feed. Pada bak ini, air masuk melalui sekeliling lingkaran dan secara horisontal mengalir menuju ke outlet di bagian tengah lingkaran, sementara partikel mengendap ke bawah.
Bagian-bagian bak sedimentasi : a) Inlet : tempat air masuk ke dalam bak b) Zona pengendapan : tempat flok/partikel mengalami proses pengendapan c) Ruang lumpur : tempat lumpur mengumpul sebelum diambil ke luar bak d) Outlet : tempat dimana air akan meninggalkan bak
Berdasarkan konsentrasi dan kecenderungan partikel berinteraksi, proses sedimentasi terbagi atas tiga macam: 1) Sedimentasi TIpe I/Plain Settling/Discrete particle
Merupakan pengendapan partikel tanpa menggunakan koagulan. Tujuan dari unit ini adalah menurunkan kekeruhan air baku dan digunakan pada grit chamber. Dalam
perhitungan
dimensi
efektif
bak,
faktor-faktor
yang
mempengaruhiperformance bak seperti turbulensi pada inlet dan outlet, pusaran arus lokal, pengumpulan lumpur, besar nilai G sehubungan dengan penggunaan perlengkapan
penyisihan
lumpur
dan
faktor
lain
diabaikan
untuk
menghitungperformance bak yang lebih sering disebut dengan ideal settling basin. 2) Sedimentasi Tipe II (Flocculant Settling) Pengendapan material koloid dan solid tersuspensi terjadi melalui adanya penambahan koagulan, biasanya digunakan untuk mengendapkan flok-flok kimia setelah proses koagulasi dan flokulasi. Pengendapan partikel flokulen akan lebih efisien pada ketinggian bak yang relatif kecil. Karena tidak memungkinkan untuk membuat bak yang luas dengan ketinggian minimum, atau membagi ketinggian bak menjadi beberapa kompartemen, maka alternatif terbaik untuk meningkatkan efisiensi pengendapan bak adalah dengan memasang tube settler pada bagian atas bak pengendapan untuk menahan flok–flok yang terbentuk. Faktor-faktor yang dapat meningkatkan efisiensi bak pengendapan adalah:
Luas bidang pengendapan
Penggunaan baffle pada bak sedimentasi
Mendangkalkan bak
Pemasangan plat miring
3) Hindered Settling (Zone Settling) Merupakan pengendapan dengan konsentrasi koloid dan partikel tersuspensi adalah sedang, di mana partikel saling berdekatan sehingga gaya antar pertikel menghalangi pengendapan paertikel-paertikel di sebelahnya. Partikel berada pada posisi yang relatif tetap satu sama lain dan semuanya mengendap pada suatu kecepatan yang konstan. Hal ini mengakibatkan massa pertikel mengendap sebagai suatu zona, dan menimbulkan suatu permukaan kontak antara solid danliquid.
Jenis sedimentasi yang umum digunakan pada pengolahan air bersih adalah sedimentasi tipe satu dan dua, sedangkan jenis ketiga lebih umum digunakan pada pengolahan air buangan. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju sedimentasi :
Banyaknya lumpur
Luas bak pengendapan
Kedalaman bak pengendapan
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat Alat yang digunakan adalah : 1.
Gelas kimia 100 ml
2.
Gelas ukur 100 ml
3.
Spatula
4.
Stopwatch
5.
Roll (penggaris 30 cm)
3.2 Bahan Bahan yang digunakan adalah : 1.
Tawas [al2(SO4)3] 5 gr/100ml
2.
Tanah 50 gr/100ml
3.
Air
3.3 Prosedur Percobaan 1.
Menimbang sebanyak 50 gram tanah dan 5 gram tawas
2.
Melarutkan tanah ke dalam air hingga larutan mencapai 100 ml didalam gelas kimia.
3.
Mengaduk sampai suspensi homogen. Kemudian membagi suspensi tersebut dalam 2 gelas ukur sebanyak 50 ml untuk masing-masing gelas A dan B.
4.
Menambahkan tawas kedalam gelas B. Lalu mulai membaca dan mencatat ketinggian suspensi yang mengendap dalam dalam gelas A dan B pada saat t = 0 hingga t = 180 menit.
5.
Selanjutnya untuk perlakuan terakhir, mengambil sampel air dari masingmasing gelas sebanyak 5 ml untuk diukur turbidity atau tingkat kekeruhan dari air tersebut.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengolahan Data Tabel 4.1 Hasil pengolahan data kecepatan pengendapan sedimentasi. Konsentrasi
Waktu Pengendapan
Vzs Pengendapan Alami Vzs
(g/100 ml)
(menit)
(cm/menit)
Pengendapan
dengan Koagulan (cm/menit)
50
0 – 90
0,24
0,5
100 - 180
0,17
0,25
4.2 Pembahasan 4.2.1 Tingkat Kekeruhan (Turbidity). Kekeruhan atau turbidity menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat pada cairan suatu fluida. Kekeruhan sendiri terjadi adanya bahan-bahan organik baik itu yang terdispersi maupun yang terlarut dalam air tersebut. Untuk mengukur seberapa besar kekeruhan yang terdapat suatu fluida maka dibutuhkan suatu alat yang mengukur angka turbiditynya yaitu Turbidimeter dengan metode pengukuran yang disebut metode Nephelometrik dengan satuan NTU (Nephelometrik Turbidity Unit). Teori diatas mendukung praktikum yang telah dilakukan terhadap pengukuran kekeruhan pad air murni dan air campuran tawas. Tingkat kekeruhan keduanya berbeda, dimana air murni memilki tingkat kekeruhan lebih rendah karena tidak mengandung bahan organik apapun didalamnya dengan nilai turbiditynya sekitar 53,0 NTU. Sedangkan pada air dengan koagulan (tawas) lebih tinggi tingkat kekeruhannya karena air murni hasil sedimentasi tersebut tercampur dengan suspensi bahan organik (tawas), sehingga nilai turbidity yang terbaca pada alat sekitar 639 NTU. Jadi
seberapa besar bahan organik daalm suatu fluida cair (air) maka akan mempengaruhi tingkat kekeruhan pada flui tersebut. 4.2.2 Laju Pengendapan Sampel Laju pengendapan pada proses sedimentasi yang telah dilakukan pada percobaan dengan menambahkan koagulan pada larutan untuk membantu proses pengendapan suspensi tanah. Koagulan yang digunakan untuk mengendapkan suspensi tersebut adalah tawas [Al2(SO4)3] sebanyak 5 gram kedalam larutan. Seiring waktu yang dibutuhkan suspensi untuk mengendap ternyata lebih cepat. Terlihat pada Gambar 4.1 dimana terlihat perbandingan ketinggian interfasial yang dipengaruhi oleh lamanya waktu pengendapan.
Ketinggian Batas Interfasial (cm)
sedimentasi secara alami
sedimentasi dengan koagulan
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Waktu (menit)
Gambar 4.1 hubungan ketinggian batas interfasial terhadap waktu pengamatan selama 3 jam dengan perbandingan air murni dan air campuran tawas. Dari Gambar 4.1 terlihat perbandingan yang signifikan terhadap ketinggian interfasial pada kedua macam larutan tersebut dengan lama waktu pengendapan yang sama terlihat sangat besar. Dimana semakin lama waktu pengendapan bik secara murni maupun dengan bantuan koagulan maka semakin tinggi pula interfasial yang didapat. Laju pengendapan yang terjadi pada kedua jenis larutan tersebut berbeda, dengan grafik yang terlihat pada Gambar 4.1 bahwa pada larutan yang suspensi
tanahnya mengendap dengan murni dengan bantuan gaya tarik gravitasi lebih lambat kecepatan laju pengendapannya karena suspensi tahah dengan densitas (ρ) hampir sama dengan densitas air sehingga suspensi tersebut melayang dalam air yang susah untuk mengendap dan butuh waktu yang sangat lama untuk dapat mengendap dengan sendirinya. Berbeda halnya dengan larutan suspensi yang dengan bantuan koagulan, disini terlihat pada grafik Gambar 4.1 dengan perlakuan yang sama dengan larutan suspense namun hanya ditambahkan koagulan pada larutan suspensi lainya, ternyata kecepatan laju pengendapannya 2 kali lipat lebih cepat dari pada suspensi yang mengendap secara murni. Hal ini terjadi dikarenakan koagulan dalam suspensi mengikat molekul suspense membentuk floc yang akan menjadi gumpalan sehingga berat molekul tersebut lebih besar dari pada air dan mempermudah graviatasi untuk menarik molekul kebawah. Dengan ketinggian interfasial yang lebih sedikit karena tekanan dari suspensi yang mengendap sehingga seiring berjalannya waktu, maka suspense tersebut akan semakin mengendap secara konstan atau terjadinya padatan endapan yang konstan dengan waktu yang diberikan selama 3 jam. Untuk ketinggian interfasial pada air mengendap murni yang dihitung dari 0-90 menit sebanyak 9 cm dan pada 100-180 menit ketinngiannya menjadi 7,8 cm, sedangkan untuk larutan suspense yang mengendap dengan bantuan koagulinggian interfasialnya yang dihitung dari 0-90 menit didapat interfasialnya sekitar 8,9 cm dan pada 100-180 menit setinggi 6,9 cm yang diukur dari permukaan gelas kimia. Pada percobaan ini tidak dihitung pengaruh konsentrasi bahan yang akan dilarutkan karena semua bahan memiliki berat, volume dan konsentrasi yang sama yang dilarutkan dan diaduk terlebih dahulu didalam sebuah gelas kimia 100 ml kemudian dibagi rata suspense tersebut sebanyak 50 ml untuk masing gelas pada air murni dan campuran tawas.
Pada percobaan yang telah dilakukan hampir sesuai dengan teori, namun dari percobaan terdapat kesalahn-kesalahan yang kurang signifikan. hal tersebut banyak dipengaruhi oleh beberapa factor seperti kurangnya ketelitian pada saat mengukur ketinggian interfase kejernihan, kemudian saat mengamati waktu pengendapan tidak terlalu akurat juga waktu perhitungan nilai kejernihan.
BAB V KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1.
Laju pengendapan sedimentasi yang dilakukan selama 3 jam yang dihitung pada setiap menitnya yakni pada 0 hingga 90 menit kecepatan laju pengendapannya sekitar 0,34 cm/menit dan pada 100 hingga 180 menit didapat 0,17 cm/menit untuk larutan suspensi yang mengendap secara alami.
2.
Sedangkan pada larutan suspensi yang diendapkan dengan bantuan koagulan pada 0 hingga 90 menit kecepatan laju pengendapan sekitar 0,5 cm/menit dan pada 100 hingga 180 menit laju penendapan sekitar 0,25 cm/menit. Semakin banyak koagulan yang ditambahkan kedalam suatu larutan suspense, maka semakin cepat pula laju pengendapanya.
3.
Untuk tingkat kejernihan dari air pada kedua jenis sampel fluida air muni dan air dengan suspense tawas sangat jauh berbeda. Dari nilai turbidity yang terbaca pada alat turbidimeter, tingkat kejernihan yang paling tinggi didapat pada air murni yakni sebesar 53,0 NTU.
4.
Sedangkan pada air yang bercampur dengan suspense tawas tingkat kejernihannya sangat rendah (keruh) yaitu sebesar 639 NTU. Semakin banyak bahan organic yang dilarutkan dalam suatu fluida cair, maka semakin tinggi pula tingkat kekeruhan air tersebut.
5.
Pada proses sedimentasi terjadi 3 gaya pada partikel, yakni : gaya gravitasi, gaya dorong dan gaya mengapung.
6.
Kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh densitas, fluida, densitas partikel dan viskositas.
DAFTAR PUSTAKA Anonim, 2008, “Sedimentasi” Http://www,wikipedia.org//wiki//sedimentasi Diakses tanggal : 20 Maret 2014 Asdak, 1995, “Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai”, UGM-Press, Yogyakarta Cheremisinoff,
N.P.,
“Handbook
Of
Water
And
Wastewater
Treatment
Technologies”, Butterworth-heinemann, Boston. Geancoplis, J.C, 1983, “Transport Proses and Unit Operation 2nd ed”, Allyn and Bacon Inc, Massachussett. Mc Cabe, W.L, 1985, “Operasi Teknik Kimia Jilid 2”, Erlangga, Jakarta Suryadiputra, I.N.N., 1995, “Pengantar Kuliah Pengolahan Air Limbah : Pengolahan Air Limbah dengan Metode Kimia (Koagulasi dan Flokulasi)”, Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor.
LAMPIRAN A DATA PENGAMATAN Bahan : Tanah Konsentrasi Tanah : 50 gr/100ml Ketinggian Awal Suspensi : 9 cm Bahan Koagulan : Al2(SO4)3 (Tawas) Konsentrasi Koagulan : 5 gr/100 ml Tabel A.1 ketinggian batas interfasial pada campuran larutan suspensi tanah dan suspensi tanah dengan koagulasi 5gr dengan pengamatan 0 hingga 90 menit. Waktu (t) Ketinggian Batas Interfasial z (cm) (Menit) Tanah 50 gr/100 ml tanpa Tanah 50 gr/100 ml dengan koagulan koagulan 0 9 9 5 9 8,5 10 8,7 8,3 15 8,6 8,2 20 8,5 8,0 25 8,5 7,8 30 8,5 7,8 35 8,4 7,7 40 8,3 7,6 45 8,3 7,6 50 8,3 7,5 55 8,25 7,4 60 8,2 7,3 65 8,1 7,2 70 8,0 7,2 75 8,0 7,1 80 7,9 7,0 85 7,9 7,0 90 7,8 6,9
Tabel A.2 ketinggian batas interfasial pada campuran larutan suspensi tanah dan suspensi tanah dengan koagulasi 5gr dengan pengamatan 100 hingga 180 menit. Waktu (t) Ketinggian Batas Interfasial z (cm) (Menit) Tanah 50 gr/100 ml tanpa Tanah 50 gr/100 ml dengan koagulan koagulan 100 7,8 6,9 110 7,8 6,9 120 7,6 6,8 130 7,6 6,8 140 7,5 6,6 150 7,5 6,6 160 7,4 6,5 170 7,4 6,5 180 7,3 6,5
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN B.1 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang mengendap secara alami, tc: 5 menit.
Kecepatan Pengendapan (Vzs)
= =
(
)
= 0,34 cm/menit B.2 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang diendapkan oleh koagulan, tc: 5 menit.
Kecepatan Pengendapan (Vzs)
=
=
(
)
= 0,5 cm/menit B.3 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang mengendap secara alami, tc: 10 menit.
Kecepatan Pengendapan (Vzs)
=
=
(
)
= 0,17 cm/menit B.2 Mencari kecepatan pengendapan larutan suspensi yang diendapkan oleh koagulan, tc: 10 menit.
Kecepatan Pengendapan (Vzs)
=
=
(
)
= 0,25 cm/menit
LAMPIRAN C GAMBAR
Ketinggian Batas Interfasial (cm)
sedimentasi secara alami
sedimentasi dengan koagulan
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Waktu (menit)
Gambar C.1 hubungan ketinggian batas interfasial terhadap waktu pengamatan selama 3 jam dengan perbandingan air murni dan air campuran tawas.
