FLOKULASI

Kuliah ke-9 & 10

FLOKULASI

Penambahan koagulan ke dalam air baku yang akan diolah ditujukan untuk memperoleh terbentuknya flok sebagai akibat gabungan dari koloid koloid yang ada didalam air baku tersebut dengan koagulan.

Pembentukan flok ini akan berlangsung dengan baik andaikata saat penambahan bahan koagulan ke dalam air yang dilanjutkan dengan pengadukan lambat (slow mixing).

Pengadukan cepat dilakukan didalam bak yang dilengkapi dengan pengaduk (agitator) yang mana agitasi ini berfungsi untuk mendispersikan secara seragam bahan koagulan sehingga terjadi kontak yang cukup antara koagulan dengan partikel partikel tersusupensi, sehingga akan terbentuk flok yang stabil yang mudah mengendap.

4.1 Umum

Peralatan yang digunakan untuk pengaduk cepat dan pengaduk lambat ini berupa: Pengaduk mekanik seperti paddle;

Pengaduk pneumatik;

Kolom baffle =hidraulik.

Dari ketiga pengaduk ini yang sekarang sering digunakan adalah pengaduk mekanik. Menurut T.R Camp (1955) dan dengan penelitian yang dilakukannya agar terbentuk flok dengan baik maka diperlukan suatu kriteria perencanaan yang tepat. Kriteria perencanaan ini sangat tergantung dari tingkat pengadukan yang diberikan, dan sangat erat hubungannya dengan tenaga pengadukan yang diberikan yang diukur dengan istilah gradien kecepatan (velocity gradien).

4.2 Gradien Kecepatan

Gradien Kecepatan

adalah kecepatan relatif suatu partikel terhadap partkel yang lain jarak tertentu. Apabila terdapat 2 buah partikel didalam suatu tangki berjarak 0.1ft dan salah satu pertikel tersebut bergerak dengan kecepatan relatif sebesar 1ft/dt, maka gradien kecepatan antara keduan partikel tersebut adalah 10/dt.

Menurut Deegreemont didalam bukunya Water Treatment Handbook ukuran flok akan dapat diperbaiki/ditingkatkan dengan cara:

peningkatan jumlah flok didalam air dan dapat dilakukan dengan cara membuat kontak antara air yang sedang diolah dengan presipat yang telah terbentuk, mis. dg cara sludge resirculation (resirkulasi lumpur) atau dengan sludge blanket (selimut lumpur) sehingga konsentrasi lumpur (flok) akan menjadi lebih tinggi;

meningkatkan kesempatan partikel koloid yang bermuatan untuk bertemu dengan partikel flok;

dengan menggunakan koagulan yang cocok/ menggunakan flocculent agent.

4.3. Jenis-jenis Flokulasi

4.3.1. Flokulasi Perikinetik

Flokulasi yang dihubungkan dengan Brown Diffusion (gerak Brown) yang dikenal dengan istilah Agitasi Thermal, dan biasanya hanya terjadi pada partikel yang berukuran yang sangat kecil dan biasanya berukuran <½. Pada flokulasi perikinetik ini gerak acak dari partikel partikel koloid menyebabkan terjadinya tumbukan antar partikel yang akan menimbulkan penggumpalan.

Kecepatan flokulasi atau variasi jumlah

partikel dalam suatu periode waktu

diberikan dalam persamaan sbb :

4.3.2. Flokulasi Orthokinetik

Flokulasi yang disebabkan oleh kontak (tumbukan) antar partikel yang disebabkan oleh gerakan media (fluida) yang dihasilkan oleh pengadukan yang merupakan mekanis utama dalam pengolahan air. Menurut Von Smoluchwaski, banyaknya tumbukan sangat bergantung pada: Banyaknya partikel;

Gradien kecepatan;

Diameter masing masing partikel.

Faktor faktor pengontrol agitasi; Derajat agitasi;

Waktu detensi.

4.3.2.1 Derajat Agitasi

Derajat agitasi ini dapat diatur sedemikian

rupa sehingga G yang dihasilkannya dapat

menghasilkan proses flokulasi yang baik.

Menurut Rich, sebaiknya nilai G antara 20-70/dt;

Menurut Degreemont, nilai G ini adalah 100/dt;

Menurut Tom D. Reynold, nilai G untuk flokulator

baffle 20 atau 30/dt dan flokulator mekanis antara

30 dab 80/dt;

Menurut Kawamura

4.3.2.2. Waktu Detensi ( td )

Flokulasi sebaiknya dilakukan selama 10-30 mnt atau lebih. Secara umum periode yang lebih lama mengakibatkan dosis koagulan dan derajat agitasi yang lebih rendah. Menurut Rich, td normal dalam bak flokulasi adalah 30-40 menit;

Menurut Steel, td berkisar antara 20-30 menit;

Menurut AWWA, td berkisar 30-60 menit.

Menurut Babbit, besar kecilnya td sangat tergantung daripada:

kondisi air baku;

jenis dan jumlah bahan kimia yang digunakan;

tipe flokulator;

hasil yang diharapkan.

Rekomendasi G dan Gtd untuk flokulator mekanis menurut Schulz C.R dan

Okun D.A

Tabel 4.1. Nilai Gradien Kecepatan dan Gtd Pada Penghilangan Kekeruhan/ Warna

(Dengan atau Tanpa Resirkulasi Lumpur)

Type Grad. Kec. (G/dt) Gtd

Penghilangan kekeruhan /warna

(tanpa resirkulasi lumpur) 20 -100 20000-150000

Penghilangan kekeruhan/ warna

(dengan resirkulasi lumpur) 75 -175 125000-200000

Tangki flokulator dirangcang untuk menghasilkan tumbukan antar

partikel. Kontak ini terjadi sebagi akibat gerakan fluida. Perbedaan

kecepatan terjadi dari titik ke titik diseluruh air yang mengalir. Karena

perbedaan G ini, maka partikel dalam air juga mempunyai kecepatan yang

berbeda beda dan akibatnya terjadi kontak. Ukuran dan bentuk bak flokulasi

ditetapkan berdasarkan tipe flokulator terpilih dan tipe sedimentasi yang

mengikutinya.

4.3.3. Flokulasi Dengan Baffle

Dirancang sedemikian rupa sehingga aliran

yang diolah mengalami perubahan arah

secara tiba tiba. Head loss yang dihasilkan

akan menyediakan energi yang diperlukan

untuk flokulasi. Pengadukan dilakukan dengan

pembalikan aliran air melalui saluran,

misalnya dengan baffle aliran horizontal

(arround the end)

Flokulator baffle ini dibatasi untuk instalasi pengolahan yang kapasitasnya relatif

besar (10.000 m3 /hari) dimana kecepatan aliran (untuk pengadukan lambat)

dapat menciptakan head loss yang cukup tanpa memerlukan penempatan baffle

yang telalu dekat satu sama lain (untuk mencegah kesulitan didalam

pembersihan).

4.3.4. Flokulasi Secara Mekanis

Pengadukan dapat diatur dengan mengatur kecepatan blade, dan sudah barang tentu diperlukan tenaga untuk menggunakan blade tersebut.

Kelebihan flokulator mekanik dibandingkan dengan flokulator baffle adalah : Bahan kimia yang digunakan 10-40% lebih rendah;

Formasi flok lebih kecil (kemungkinan pecahannya flok relatif lebih kecil);

Pencucian filter lebih sedikit (kecil);

Biaya lebih rendah;

Kecepatan putaran pengaduk dapat dikontrol sehingga pengoperasiannya lebih flksibel;

Head loss dan kebutuhan tenaga relatif kecil;

Pemasangannya pada instansi mudah.

Kekurangan flokulator mekanis, menurut Babbit :

Kecepatan dekat tangkai peddle rendah;

Ada ruang mati di bagian sudut;

Perlu perawatan peralatan;

Kemungkinan terjadi aliran singkat;

Kemungkinan flokulator terhenti pada saat operasi karana tersumbat atau tertahan lumpur/ sedimen.

Kekurangan flokulator Baffle

Menurut Babbit dan Schulz dan Okun, kekurangannya dibandingkan dengan flokulator mekanis : Tidak fleksibel untuk mengantisipasi kualitas air

baku;

Head loss bisa mencapai 1-2ft sedangkan secara mekanis hampir tidak ada;

Pembersihan mungkin sulit;

Parameternya adalah hidraulis, sedangkan parameter flokulasi merupakan fungsi aliran dan tidak bisa ditangani secara terpisah.

Terima kasih