TESIS STUDI EFEKTIVITAS LAMELLA SEPARATOR DALAM PENGOLAHAN AIR SADAH Oleh: Oktavina G. LP. Manulangga 330 8201 014
Latar Belakang dan Permasalahan Mata air Namosain di Kota Kupang memiliki tingkat kesadahan 606 mg/l CaCO 3 Kesadahan air disebabkan adanya ion Ca 2+ dan Mg 2+ Per MENKES RI, 2010 yaitu 500 mg/l CaCO 3. Air ini digunakan oleh PDAM untuk memenuhi kebutuhan air bagi penduduk. PDAM tersebut tidak memiliki instalansi pengolahan air. Sehingga air yang diterima masyarakat masih mengandung kesadahan yang tinggi Perlu dibuat sutu metode pengolahan yang dapat digunakan untuk mengolah air baku yang memiliki kesadahan tinggi sehingga layak untuk di konsumsi terutama bagi penggunaan air rumah tangga maupun industri.. Lamella Separator yang umumnya digunakan untuk menurunkan kekeruhan air, akan diuji kemampuan untuk menurunkan kesadahan.
Tujuan Penelitian. Tujuan Penelitian 1. Untuk menurunkan kesadahan dan kekeruhan menggunakan air sadah buatan dengan unit lamella separator yang dimodifikasi. 2. Untuk menentukan perencanaan aplikasi lamella separator dalam skala rumah tangga. Manfaat Penelitian Manfaat Penelitian Diharapkan dapat memberi saran dan rekomendasi terhadap pihak terkait mengenai penerapan teknologi ini sebagai salah satu alternatif pengolahan air untuk menurunkan kesadahan dan kekeruhan dengan proses pengolahan yang sederhana dan dapat menghemat pemakaian area.
Tinjauan Pustaka Definisi Menurut definisinya, kesadahan adalah air yang memiliki Ca 2+ dan Mg 2+ Kesadahan pada dasarnya dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: 1. Kesadahan sementara ion ion bikarbonat seperti Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Dapat dieliminir dengan pemanasan sehingga terbentuk endapan CaCO 3 dan MgCO 3. 2. Kesadahan tetap ion ion klorida, sulfat, dan karbonat. Misalnya CaSO 4, MgSO 4, CaCl 2, MgCl 2. Dapat dikurangi dengan penambahan larutan CaO dan Na 2 CO 3 sehingga terbentuk endapan CaCO 3 dan Mg(OH)2. Air sadah tidak hanya mengakibatkan kerugian ekonomi, tapi juga memberi dampak terhadap kesehatan Peralatan dapur cepat rusak Boros penggunaan sabun Boros bahan bakar Dapat mengakibatkan pecahnya pipa boiler pada pembangkit tenaga uap. Menyebabkan kekeringan yang berlebihan terhadap kulit. Pengendapan pada dinding pembuluh darah, dapat mengakibatkan kolesterol, pengapuran, dan penyumbatan pembuluh darah. Timbunan pada empedu akan mengakibatkan batu empedu.
Lamella Separator Lamella Separator merupakan teknologi sedimentasi yang terkemuka, ekonomis dan hemat lahan, terbuat dari baja tahan karat. Alat ini berfungsi untuk penjernihan dan mendaur ulang air, serta memisahkan partikel penyebab kekeruhan dari air kotor. Lamella Separator terdiri atas tiga kompartemen, sisi kiri dan kanan berfungsi sebagai plate settler dan sisi tengah nya sebagai inlet channel. Zona lumpur berbentuk limas, plate settler berbentuk biasa (lembaran). Bentuk zona pengendap dan plate settler persegi panjang dan diberikan kemiringan sebesar 45º.
Metodologi Penelitian Persiapan Awal Air sadah buatan sebesar 1000 mg/l CaCO 3 Air kran di Laboratorium Teknik Lingkungan ITS Air dianalisis terlebih dahulu untuk mengetahui kesadahan total, Ca 2+, Mg 2+,CO 2, HCO3-. Bahan kimia yang akan digunakan untuk pelunakan air sadah adalah CaO dan Na 2 CO 3 Dosis Ca(OH) 2 = Dosis Ca(OH) 2 mg/l CaCO 3 x 37/50 Dosis Na 2 CO 3 = Dosis Na 2 CO 3 mg/l CaCO 3 x 53/50
Running Test Menggunakan Lamella Separator
Pelaksanaan Penelitian Penelitian dilakukan untuk mengetahui penurunan kesadahan dan kekeruhan pada air sadah buatan dengan menggunakan Lamella Separator. Parameter ph, kesadahan dan kekeruhan Lamella Separator Jarak baffle pengendapan 2,5 cm Sudut kemiringan 60º Volume 180 L Sampling menit ke 10, 20, 30, 40, 50, 60 sejak alat dioperasikan pada tiap siklus satu running test.
Analisis Dan Pembahasan Analisis Pembuatan Air Sadah Kebutuhan bahan kimia dengan kemurnian 60%: 887 mg/l CaCl 2 x 60% = 1478 mg/l CaCl 2 803 mg/l MgCl 2+ x 60% = 1338 mg/l MgCl 2+ 319 mg/l NaHCO 3 x 60% = 531 mg/l NaHCO 3 Kesadahan kalsium (Ca 2+ ) = 151 x 4 = 604 mg/l CaCO 3 Kesadahan magnesium (Mg 2+ ) = 99 x 4 = 396 mg/l CaCO 3 Bahan kimia diencerkan dalam 200 L air: CaCl 2 = 295600 mg MgCl 2+ = 267600 mg NaHCO 3 = 106200 mg Jadi K.Total = 1000 mg/l CaCO 3
Analisis Kebutuhan Kapur (CaO) dan Abu Soda (Na2CO3) Penambahan Ca(OH) 2 25 mg/l CaCO 3 dan Na 2 CO 3 50 mg/l CaCO 3 (proses kapur berlebih): Dosis Ca(OH) 2 = 776 mg/l CaCO 3 x 37/50 = 574,2 mg/l CaCO 3 massa Ca(OH) 2 = 599,2 mg/l CaCO 3 x 200 L air = 119840 mg CaCO 3 Dosis Na 2 CO 3 = 620 mg/l CaCO 3 x 53/50 = 657,2 mg/l CaCO 3 massa Na 2 CO 3 = 707,2 mg/l CaCO 3 x 200 L air = 141440 mg CaCO 3 Debit Ca(OH) 2 dan Debit Na 2 CO 3 Debit air 4,5 L/menit = 112,5 ml/menit Debit air 2,25 L/menit = 56,25 ml/menit Debit air 1,125 L/menit = 28,125 ml/menit
Analisis Percobaan Dengan Lamella Separator Konsentrasi awal air: K. Total = 1000 mg/l CaCO 3 K. Ca 2+ = 642,78 mg/l CaCO 3 K. Mg 2+ = 361,24 mg/l CaCO 3 ph = 11,32 kekeruhan = 16 FTU Konsentrasi akhir air: Debit 1,125 L/menit: K. Total = 107,130 mg/l CaCO 3 (89,287%) K. Ca 2+ = 71,420 mg/l CaCO 3 (59,527%) K. Mg 2+ = 35,710 mg/l CaCO 3 (29,760 %) ph = 7,28 ; Kekeruhan = 0 FTU
Perencanaan Aplikasi Lamella Separator Untuk Skala Rumah Tangga Penduduk kota Kupang ± 275.066 jiwa Asumsi 5 orang per kk Pemakaian air bersih untuk kota kecil 130 L/orang/hari dengan asumsi: Mandi dan membersihkan diri 60 L Mencuci pakaian 40 L Masak 25 L Minum 5 L Volume lamella separator 180 L Air yang diolah 30 L/orang/hari Mata air Namosain di Kota Kupang: Kesadahan total = 606 mg/l CaCO 3 Kesadahan Ca 2+ = 392 mg/l CaCO 3 Kesadahan Mg 2+ = 214 mg/l CaCO 3 CO 2 = 67 mg/l CaCO 3 HCO - 3 = 198 mg/l CaCO 3 Untuk mengolah 150 L air sadah per hari: Ca(OH) 2 = 49,470 gr/hari (Na 2 CO 3 ) = 72,375 gr/hari Debit 2,25 L/menit 150 L air per hari membutuhkan 1,1 jam
Rencana Anggaran Biaya Pembuatan lamella separator dari acrylic Pembuatan lamella separator dari baja Biaya operasional per bulan untuk CaO, Na 2 CO 3 dan listrik sebesar Rp 196.500
Disarankan perencanaan aplikasi lamella separator dalam skala komunal dengan adanya partisipasi dari setiap rumah tangga 150 L air per hari diperlukan waktu 1,1 jam 22 kk pembagian anggaran biaya pembuatan alat dan biaya operasional Biaya per kk untuk pembuatan lamella separator dari acrylic sebesar Rp 135.045 Biaya per kk untuk pembuatan lamella separator dari baja sebesar Rp 527.409 Biaya per bulan per kk untuk operasional sebesar Rp 8.931.
Operasional Dan Pemeliharaan Alat Sistem operasional lamella separator: Persiapan alat, yaitu: lamella separator, pengaduk cepat, tempat pembubuhan larutan bahan kimia, pompa air, tempat penampung air baku yang akan diolah dan tempat penampang air hasil olahan. Persiapan Ca(OH) 2 dan Na 2 CO 3 harus mencukupi kebutuhan pembubuhan selama waktu yang telah disiapkan. Atur kecepatan debit air baku sesuai dengan yang telah ditentukan. Atur kecepatan pembubuhan bahan kimia sesuai dengan yang telah ditentukan. Pemeliharaan rutin: Pemeriksaan katub lumpur dan bersihkan kotoran, lumut dan kerak yang menempel dengan menggunakan sikat. Pemeriksaan dan pembersihan lumpur. Pemeriksaan dan kebersihan setiap sudut dari unit lamella separator. Pemeriksaan dan pengurasan unit lamella separator. Pembersihan unit lamella separator dan melakukan penggelontoran Pemeriksaan kondisi fisik alat dan kelengkapan unit lamella separator dan perbaikan pada bagian yang mengalami kerusakan. Kebersihan tempat penyimpan bahan kimia Kebersihan tempat penampuangan air hasil olahan
Kesimpulan Dan Saran Kesimpulan 1. Nilai penurunan terbesar : Debit 1,125 L/menit K. Total = 107,130 mg/l CaCO 3 (87,195%) K. Ca 2+ = 89,287 mg/l CaCO 3 (59,527%) K. Mg 2+ = 35,710 mg/l CaCO 3 (29,760%) Nilai bilangan Reynold 0,0163 NRe. Kekeruhan 0 FTU (100%) 2. Aplikasi lamella separator direncanakan untuk skala rumah tangga di kota Kupang dengan asumsi 5 orang per kk dengan kebutuhan air 30 L/orang/hari membutuhkan waktu pengolahan 1.1 jam untuk mengolah air sebesar 150 L/hari. Disarankan aplikasi lamella separator dalam skala komunal melibatkan 22 kk dengan perhitungan pembagian anggaran biaya pembuatan alat dari acrylic Rp 135.045 per kk, baja Rp 527.409 per kk dan biaya operasional Rp 8.931 per kk per bulan. Saran Penelitian ini dapat dilanjutkkan untuk pengolahan kesadahan dengan konsentrasi yang lebih tinggi dengan menggunakan air sadah alami. Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan perencanaan aplikasi lamella separator untuk skala komunal.
T e r i m a K a s i h