Tugas Lingkungan dan Pengelolaan Limbah Oleh: Zuli Amanah (09404), Ariffani Mustikasari (09459), Ria Adiyani (09516), Imam Nanda Permana (09595), Latifah Nur Aini (09645)

Tugas Sedimentasi Dalam pengolahan air limbah terdapat tiga proses dasar yang digunakan, yaitu proses fisika, kimia, dan biologi. Proses fisika merupakan proses yang banyak digunakan karena mudah. Salah satu cara pengolahan limbah secara fisik adalah sedimentasi. Sedimentasi adalah pemisahan solid-liquid menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk

menyisihkan suspended solid. Sedimentasi bisa dilakukan pada awal maupun pada akhir dari unit sistem pengolahan. Jika kekeruhan dari influent tinggi, sebaiknya dilakukan proses sedimentasi awal (primary sedimentation) didahului dengan koagulasi dan flokulasi, dengan demikian akan mengurangi beban pada treatment berikutnya. Sedangkan secondary sedimentation yang terletak pada akhir treatment gunanya untuk memisahkan dan mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya (activated sludge, OD, dlsb) dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan keunit pengolahan lumpur tersendiri. Pada pengolahan limbah di industri-industri, biasanya digunakan bak sedimentasi sebagai tempat sedimentasi. Bak sedimentasi umumnya dibangun dari bahan beton bertulang dengan bentuk lingkaran, bujur sangkar, atau segi empat. Bak berbentuk lingkaran umumnya berdiameter 10,7 hingga 4,3 meter. Bak berbentuk bujur sangkar umumnya mempunyai lebar 10 hingga 70 meter dan kedalaman 1,8 hingga 5,8 meter. Bak berbentuk segi empat biasanya mempunyai lebar 1,5 sampai 6 meter, panjang bak sampai 76 meter, dan kedalaman lebih dari 1,8 meter. Klasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuannya untuk berinteraksi. Klasifikasi ini dapat dibagi dalam empat tipe, yaitu : 1. Settling tipe I : pengendapan partikel diskrit, partikel mengendap secara individual dan tidak ada interaksi antar partikel. 2. Settling tipe II : pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi antar partikel sehingga ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan bertambah.

3. Settling tipe III : pengendapan pada lumpur biologis, dimana gaya antar partikel salinh menahan partikel lainnya untuk mengendap. 4. Settling tipe IV : terjadi pemampatan partikel yang telah mengendap yang terjadi karena berat partikel.

Sedimentasi tipe I Sedimentasi tipe I merupakanpengendapan partikel diskret, yaitu partikel yang dapat mengendap bebas secara individual tanpa membutuhkan adanya interaksi antar partikel. Pengendapan terjadi karena adanya interaksi gaya-gaya di sekitar partikel, yaitu gaya drag dan impelling. Massa partikel menyebabkan adanya gaya drag dan diimbangi oleh gaya impelling, sehingga kecepatan penngendapan partikel konstan. Gaya impelling dinyatakan dalam persamaan :

Gaya drag dinyatakan dalam persamaan :

Dalam kondisi yang seimbang ini, maka FD = FI maka diperoleh persamaan :

Dimana Sg adalah spesifik gravity. Besarnya nilai CD bergantung pada bilangan Reynold.

Bilangan Reynold dapat dihitung menggunakan persamaan :

Pada kondisi aliran laminer, persamaan dpat disederhanakan menjadi :

Pada kondisi aliran turbulen,persamaan dapat disederhanakan menjadi :

Sedimentasi tipe II Sedimentasi tipe II adalah pengendapan partikel flokulan dalam suspensi encer, dimana selama pengendapan terjadi saling interaksi antar partikel. Selama pengendapan, ukuran partikel flokulan bertambah besar, sehingga kecepatannya juga meningkat. Kecepatan pengendapan tidak dapat ditentukan denganpersamaan stokes karena ukuran dan kecepatan pengendapan tidak tetap. Besarnya partikel yang mengendap diuji dengan column settling test dengan multiple withdrawal ports.

Sedimentasi tipe III dan IV Sedimentasi tipe III adalah pengendapan partikel dengan konsentrasi yang lebih pekat, dimana antar partikel secara bersama-sama saling menahan pengendapan partikel lain di sekitarnya. Karena itu pengendapan terjadi secara bersamaan sebagai sebuah zona dengan kecepatan yang konstan. Pada bagian atas zona terdapat interface yang memisahkan antara massa partikel yang mengendap dengan air jernih. Sedimentasi tipe IV merupakan kelanjutan dari sedimentasi tipe III dimana terjadi pemampatan/kompresi massa partikel hingga diperoleh konsentrasi lumpur yang tinggi.

Sedimentasi pada pengolahan air limbah : a. Grit Chamber

Grit chamber merupakan bagian dari bangunan pengolahan air limbah yang ebrfungsi untuk mengendapkan partikel kasar/grit bersifat diskret ynag relatif sangat mudah mengendap. Teori sedimentasi yang dipergunakan adalah tipe I. b. Prasedimentasi Bak prasedimentasi merupakan bagian dari bangunan pengolahan air limbah yeng berfungsi untuk mengendapakan lumpur sebelum air limbah diolah secara biologis. Pengendapan di bak ini menggunakan teori sedimentasi tipe II. c. Final clarifier Final clarifier merupakan bagian dari bangunan pengolahan air limbah yang berfungsi untuk mengendapkan partikel lumpur hasil proses biologis. Lumpur ini relatif sulit mengendap karena sebagian besar tersusun oleh bahan-bahan organik volatil. Teori sedimentasi yang digunakan pada aplikasi ini adalah sedimentasi tipe III dan IV karena pengendapan biomassa dalam jangka waktu lam akan menyebabkan terjadinya pemampatan.