PROSES FISIKA

1. Screening2. Grit chamber3. Sieves4. Equalisasi5. Flotasi6. Filtrasi

Filtrasi merupakan proses penjernihan atau penyaringan air limbah melalui media (pada penelitian ini digunakan batu apung), dimana selama air melalui media akan terjadi perbaikan kualitas. Hal ini disebabkan adanya pemisahan partikel-partikel tersuspensi dan koloid, reduksi bakteri dan organisme lainnya dan pertukaran konstituen kimia yang ada dalam air limbah. Filtrasi adalah salah satu bentuk untuk menghasilkan effluent limbah dengan efisiensi tinggi. Faktor yang perlu diperhatikan untuk menjaga efisiensi filtrasi adalah

7. AdsorbsiAdsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas atau cair, bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada permukaan tersebut. Berkat selektivitasnya yang tinggi, proses adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain yang berkonsentrasi tinggi. (Handojo, Lienda. Dr. Ir, M .Eng) Kecepatan adsorpsi tidak hanya tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan adsorben, melainkan juga pada suhu, tekanan (untuk gas), ukuran partikel dan porositas adsorben. Juga tergantung pada ukuran molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran yang akan dipisahkan

8. Stripping9. Bar Screen

Perangkat proses penyaringan (screening) secara kasar yang biasa digunakan dikenal dengan sebutan bar screen atau bar racks. Alat ini biasanya diletakkan pada intake bak penampung limbah cair untuk mencegah masuknya material besar seperti plastic, kayu, daun, dan sampah-sampah lainnya. Padatan yang tersaring dalam bar screen kemudian dibuang ke wadah yang terletak dielakang screen untuk penyimpanan sebelum dibuang. Peran utama screening adalah untuk menghilangkan bahan-bahankasar dari aliran yang dapat merusak peralatan proses selanjutnya, dapat mengurangi keandalan dan efektivitas pengolahan secara keseluruhan, yang dapat mencemari saluran air.

Umumnya bar screen terbuat dari besi atau baja yang dipasang miring ke suatu kerangka yang melintang saluran. Jarak bar yang tersusun pada rack bervariasi antara 20 mm hingga 75 mm, bergantung pada tingkat kapasitas dan performance pompa yang digunakan. Bar screen ditempatkan dengan kemiringan 30 sampai 45 dari horizontal

10. Grit Chamber

Grit chamber digunakan untuk menghapus grit yang terdiri dari pasir, kerikil, dan bahan padat lainnya yang memiliki velocity atau specific grafity lebih besar dari pada zat padat organic pada limbah cair. Pada umunya gritt cahmber terletak setelah bar screen sbelum tangki sedimen primer.

Grit chamber disediakan untuk melindungi peralatan mekanis bergerak dari abrasi dan keausan normal yang menyertainya, mengurangi frekuensi digester cleaning yang disebabkan oleh akumulasi grit yang berlebihan . terdapat tiga jenis gritt chamber yaitu aliran horizontal, tipe aerated, dan tpe vortex. Pada tipe aliran horizontal, aliran melewati chamber dalam arah horizontal dan kecepatan garis lurus dari aliran dikotrol oleh dimensi unit, gerbang distribusi influent, dan weir pada akhir influent. Jenis aerated terdiri dari tangki aerasi aliran spiral dimana akan dipasok kedalam unit. Jenis vortex terdiri dari tangki silinder dimana aliran tangensial memasuki chamber dan membentuk sebuah pola aliran pusaran.

11. Sieves

Berbeda dengan screen yang menggunakan bar, strainer menggunakan anyaman kawat logam atau plastik, ataupun pelat berlubang (perforated plate). Ukuran bukaan biasanya berkisar antara 0,02 mm atau lebih kecil. Peralatan ini biasa digunakan untuk mengembalikan bahan-bahan yang masih bermanfaat. Macam – macam jenis strainer, yaitu:

         Curved Strainer         Rotary Strainer         Spiral Sieves         Band Strainer

12. Filtrasi

Terdapat dua jenis proses penaringan yang digunakan yaitu proses penyringan pasir cepat dan pasir lambat. Penyaringan cepat adalah proses penyaringan dengan menggunakan tekanan yang melebihi tekanan atmosfer. Sedangkan penyaringan lambat adalah penyaringan dengan memanfaatkan energy potensial air itu sendiri, airtinya hanya mengandalkan gaya gravitasi.

1. Filtrasi Pasir Cepat

Bagian-bagian dari filter pasir cepat meliputi

a. Bak filter.

Bak ini merupakan tempat proses filtrasi berlangsung. Jumlah dan ukuran bak tergantung debit pegolahan (minimum dua bak)

b. Media filter.

Media filter merupakan bahan berbutir/granular yang mempunyai pori-pori. Di pori-pori antar butiran inilah air mengalir dan terjadilah proses penyaringan. Media dapat tersusun oleh satu macam bahan (single media), dua macam (dual media), atau banyak media (multi media). Susunan media berdasarkan ukurannya dibedakan menjadi:

• Seragam (uniform) • Gradasi (stratified) • Tercampur (mixed)

c. Sistem underdrain.

Underdrain merupakan sistem pengaliran air yang telah melewati proses filtrasi yang terletak di bawah media filter. Underdrain terdiri atas:

• Orifice, yaitu lubang pada sepanjang pipa lateral sebagai jalan masuknya air dari media filter ke dalam pipa.

• Lateral, yaitu pipa cabang yang terletak di sepanjang pipa manifold.

• Manifold, yaitu pipa utama yang menampung air dari lateral dan mengalirkannya ke bangunan penampung air.

Pengoperasian filter pasir cepat adalah sebagai berikut:

• Selama proses filtrasi berlangsung, partikel yang terbawa air akan tersaring di media filter. Sementara itu, air terus mengalir melewati media pasir dan penyangga, masuk lubang/orifice, ke pipa lateral, terkumpul di pipa manifold, dan akhirnya air keluar menuju bak penampung.

• Partikel yang tersaring di media lama kelamaan akan menyumbat pori-pori media sehingga terjadi clogging (penyumbatan). Clogging ini akan meningkatkan headloss aliran air di media. Peningkatan headloss dapat dilihat dari meningkatnya permukaan air di atas media atau menurunnya debit filtrasi. Untuk menghilangkan clogging, dilakukan pencucian media.

• Pencucian dilakukan dengan cara memberikan aliran balik pada media (backwash) dengan tujuan untuk mengurai media dan mengangkat kotoran yang menyumbat pori-pori media filter. Aliran air dari manifold, ke lateral, keluar orifice, naik ke media hingga media terangkat, dan air dibuang melewati gutter yang terletak di atas media.

• Bila media filter telah bersih, filter dapat dioperasikan kembali.

2. Filtrasi Pasir Lambat

Filter pasir lambat adalah filter yang mempunyai kecepatan filtrasi lambat. Dibandingkan filter cepat, kecepatan filtrasi pada filter lambat sekitar 20 – 50 kali lebih lambat, yaitu sekitar 0,1 hingga 0,4 m/jam. Kecepatan yang lebih lambat ini disebabkan ukuran media pasir juga lebih kecil (effective size = 0,15 – 0,35 mm).

Filter pasir lambat cukup efektif digunakan dalam menghilangkan kandungan bahan organik dan organisme pathogen dari air baku yang mempunyai kekeruhan relatif rendah. Filter pasir lambat banyak digunakan untuk pengolahan air dengan kekeruhan air baku di bawah 50 NTU. Efisiensi filter pasir lambat tergantung pada distribusi ukuran partikel pasir, ratio luas permukaan filter terhadap kedalaman dan kecepatan filtrasi.

Filter pasir lambat bekerja dengan cara pembentukan lapisan gelatin atau biofilm yang disebut lapisan hypogeal atau Schmutzdecke di beberapa milimeter bagian atas lapisan pasir halus. Lapisan ini mengandung bakteri, fungi, protozoa, rotifera, dan larvae serangga air. Schmutzdecke adalah lapisan yang melakukan pemurnian efektif dalam pengolahan air minum. Selama air melewati Schmutzdecke, partikel akan terperangkap dan organik terlarut akan teradsorpsi, diserap dan dicerna oleh bakteri, fungi dan protozoa.

Proses yang terjadi dalam schmutzdecke sangat kompleks dan bervariasi, tetapi yang utama adalah mechanical straining terhadap kebanyakan bahan tersuspensi dalam lapisan tipis yang berpori-pori sangat kecil kurang dari satu mikron. Ketebalan lapisan ini meningkat terhadap waktu hingga mencapai sekitar 25 mm, yang menyebabkan aliran mengecil.

Pengujian kualitas air dilakukan secara berkala sampai standar dilampaui. Ketika kecepatan filtrasi turun sampai tingkat tertentu, filter harus dicuci dengan mengambil lapisan pasir bagian atas setebal sekitar 25 mm.

Keuntungan filter lambat antara lain:

• Biaya konstruksi rendah

• Rancangan dan pengoperasian lebih sederhana

• Tidak diperlukan tambahan bahan kimia

• Variasi kualitas air baku tidak terlalu mengganggu

• Tidak diperlukan banyak air untuk pencucian, pencucian hanya dilakukan di bagian atas media, tidak dilakukan backwash

Kerugian filter pasir lambat adalah besarnya kebutuhan lahan, yaitu sebagai akibat dari lambatnya kecepatan filtrasi. Secara umum, filter pasir lambat hampir sama dengan filter pasir cepat. Filter lambat tersusun oleh bak filter, media pasir, dan sistem underdrain

Perbandingan antara filtrasi pasir cepat dan pasir lambat

Basket Screen

Basket screen biasanya digunakan dalam saluran pembuangan yang sangat sempit. Bahan-bahan yang tertahan di dalam basket diambil dengan cara menaikan basket selama proses pembersihat penyaringan dilakukan oleh bar screen sementara

Step Screen

Cara kerja step screen hampir menyerupai tangga berjalan (elevator) yang banyak dijumpai di pertokoan. Peralatan ini terdiri atas step shaped screen electrical motor, gear box, antai, empat buah roda eksentrik, dan batangan penghubung. Semua sampah yang tertahan akan dibawa ke atas dn dibuang dengan sendirinya pada bagian atas screen.

Circular Grit Removal

Grit mask kedalam grit removal dari bagian samping dan mengendap di tengah-tengah tangki. Grit yang berada di tengah-tengah bak diambil dengan menggunakan pompa atau air lift untuk dipindahkan ke tempat pengeringan (gravity dryng tanks). Kecepatan aliran masuk berkisar antara 0,7 – 1,0 m/detik dan kecepatan aliran keluar sebesar 0,8 m/detik. Secara teoritis, waktu tinggal tidak lebih dari 45 detik.

Stieves

Rotary stainer

Rotar stainer terdiri atas screen bulat yang terbuat dari anyaman kawat logam atau pelat besi berlubang-lubang dengan sumbu horizontal. Air limbah mengalir dari bagian dalam ke bagian luar. Apabila peralatan ini merupakan mikrostainer, biasanya digunakan untuk menurunkan konsentrasi suspended solid pada air limbah yang akan dibuang ke badan air.