TUGAS

PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM

(PBPAM)

KRITERIA DESAIN UNIT KOAGULASI

OLEH:

NADYA HERMANTIKA SARI

0810942017

DOSEN:

ESMIRALDA, M.T

YEGGI DARNAS, MT

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS ANDALAS

PADANG

2011

Kriteria Desain Koagulasi

Koagulasi adalah proses stabilisasi partikel-partikel koloid. Partikel-partikel tersebut harus

dilapisi dengan suatu lapisan pengikat kimia yang menjadikannya berflokulasi (aglomerasi)

dan diam dalam waktu tertentu. Pengadukan cepat merupakan bagian dari koagulasi, yang

bertujuan untuk mempercepat dan meratakan zat-zat kimia yang digunakan untuk pengolahan

air. Proses koagulasi dapat terjadi dengan dua cara yaitu:

1. Destabilisasi/eliminasi stabilitas partikel dalam suspensi dengan menetralisir muatan

dengan suatu elektrolit dengan garam atau kedua cara diatas;

2. Penambahan absorban, serentak pada permukaan sebagai usaha untuk meningkatkan daya

atraksi inter-molekuler guna mendapatkan aglomerasi yang kuat.

Dalam merancang unit koagulasi ini didasarkan pada nilai Gradien hidrolis (G) dan waktu

detensinya (td).

Persamaan umum yang digunakan untuk mencari gradien kecepatan (G) adalah:

G = √ Pμ . V

Dimana: G = gradien kecepatan (dtk-1)

P = power input/daya (kg m2/dtk3)

µ = viskositas dinamik (kg/m dtk)

C = volume air yang akan diolah (m3)

Gradien kecepatan yang paling efektif G (1/dtk) dan waktu pengadukan adalah:

G x t = 300-1600

Untuk pengadukan pada proses koagulasi ini dapat dilakukan dengan cara hidrolis, mekanis

dan pneumatis.

a. Hidrolis

Pengadukan secara hidrolis dilakukan dengan memanfaatkan pengaliran air, seperti terjunan,

saluran pipa dan baffle chanel. Persamaan yang digunakan pada proses ini adalah:

P = ρ . g . h . Q

G = √ ρ . g . h .Qμ . V

= √ ρ . g . hμ . td

= √ g . hv . td

Dimana: G = gradien kecepatan (dtk-1)

P = daya (kg m2/dtk3)

µ = viskositas dinamik (kg/m dtk)

ρ = berat jenis air (kg/m3)

h = headloss (m)

V = volume air yang akan diolah (m3)

Q = debit (m3/dtk)

v = viskositas kinematik (m2/dtk)

td = waktu detensi (dtk)

Kriteria Desain untuk pengadukan dengan baffled

Gradien Kecepatan (G) (dtk-1) = 45-55 (rata-rata 50)

Waktu detensi (t) (dtk) = 30-45

Perhitungan headloss

Pada terjunan air digunakan persamaan:

h = v2

2 . g

Dimana: h = headloss (m)

v = kecepatan aliran air (m/dtk)

g = kecepatan gravitasi (m/dtk2)

Pada saluran pipa digunakan persamaan:

h f = fL . v2

D . 2g

Dimana: hf = kehilangan tinggi tekan (m)

L = panjang pipa (m)

D = diameter pipa (m)

f = faktor gesekan pipa

v = kecepatan aliran air (m/dtk)

g = kecepatan gravitasi (m/dtk2)

Pada Baffle Channel digunakan persamaan:

n = kv2

2g

Dimana: n = jumlah baffle

k = konstanta

v = kecepatan aliran air (m/dtk)

g = kecepatan gravitasi (m/dtk2)

b. Mekanis

Pengadukan secara mekanis ini dapat dilakukan dengan menggunakan paddle, turbin atau

propeller. Persamaan yang digunakan untuk menghtiung daya padle:

p = FD . v = 12

ρ . C D . A . v2 . v

p = 12

ρ . CD . A . (v i − va )3

v i = 2 π n r

va = k . vi

Dimana: P = daya (kg m2/dtk3)

FD = gaya (kg m/dtk2)

CD = koefisien kekasaran

A = luas area paddle (m2)

v = kecepatan relatif paddle terhadap air (m/dtk)

ρ = berat jenis air (kg/m3)

µ = viskositas dinamik (kg/m dkt)

vi = kecepatan paddle (m/dtk)

va = kecepatan air(m/dkt)

n = putaran paddle per menit (rpm)

k = konstanta

Kriteria desain

1. Untuk pengadukan menggunakan paddle secara horizontal:

Gradien Kecepatan (G) (dtk-1) = 40-50 (rata-rata 50)

Waktu detensi (t) (dtk) = 30-40

2. Untuk pengadukan menggunakan Blade secara vertikal:

Gradien Kecepatan (G) (dtk-1) = 60-80 (rata-rata 70)

Waktu detensi (t) (dtk) = 20-40

3. Jika menggunakan pompa sebagai sistem pengadukan cepat:

G x t = 400-1600 (rata-rata 1000)

Kecepatan pengadukan = 20-25 fps pada orifice

4. Untuk pengaduk statis:

G x t = 350-1700 (rata-rata 1000)

Waktu detensi (t) (dtk) = 1-5 dtk

c. Pneumatis

Pengadukan dengan cara memasukkan udara ke dalam air sehingga terjadi pengadukan.

Udara yang dimasukkan diatur sesuai dengan nilai G untuk proses koagulasi. Persamaan

yang digunakan untuk menghitung daya pada proses pneumatis adalah:

P = k . Qa . log(h + 34 )34

Dimana: P = daya (kg m2/dtk3)

K = konstanta

Qa = debit udara yang disuplai (m3/dtk)

h = headloss (m)

DAFTAR PUSTAKADAFTAR PUSTAKA

Fair. Geyer. 1968. Water and Waswater Engineering (Water Purification and Waswater Treatment and Disposal).

Kawamura. Susumu. 1971. Integrated Design of Water Treatment Facilities. John Willey & Sons, Inc.

Linvil G. Rich. 1961. Unit Operation and Sanitary Engineering. John Willey & Sons, Inc.

Masker Fair, Gordon, John Charles Geyer and Daniel Alexander Okun. 1958. Elements of Water Treatment Suply and Waste Water Disposal. Second Edition. John Wiley & SonsInc. New York.

Reynold. Tom. D. 1977. Unit Operation and Process In Environmental Engineering. Monterey-California.