LAPORAN PRAKTIKUMLABORATORIUM LINGKUNGAN

MODUL IVSEDIMENTASI TIPE 2

DISUSUN OLEH:

KELOMPOK II

Andrew Alexander Lamba (1006680663)Mikaela Antoinette(1006680865)Ratu Aliah Sanada(1006773912)Riris Kusumaningsih (1006660964)

Tanggal Praktikum: 18 Oktober 2012Asisten: Ingen Augdiga SidaurukTanggal disetujui:Paraf:Nilai:

LABORATORIUM TEKNIK PENYEHATAN DAN LINGKUNGANPROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGANDEPARTEMEN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS INDONESIADEPOK2012

1. Maksud dan Tujuan PraktikumMaksud dari praktikum ini adalah untuk memahami proses pemisahan zat padat - cair dari flokulen tersuspensi yang terdapat dalam proses pengolahan air minum dan air limbah. Sedangkan tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui karakteristik pengendapan / sedimentasi dari sampel air yang di representasikan dalam grafik penghilangan padatan tersuspensi (suspended solids removal) terhadap waktu detensi (detention time) dan beban permukaan (overflow rate).

2. Ruang LingkupBatch settling test umumnya digunakan untuk mengevaluasi karakteristik pengendapan dari flokulen tersuspensi yang terdapat di badan air maupun dalam proses pengolahan air.

3. Landasan Teori3.1 Pengertian SedimentasiSedimentasi adalah pemisahan padatan dari cairan menggunakan pengendapan secara gravitasi dimana aliran pada kondisi yang relatif tenang akan membuat padatan mengendap akibat gaya gravitasi. Jika prasedimentasi ditujukan untuk mengendapkan partikel diskrit (pasir, kerikil kecil dll), maka sedimentasi ditujukan untuk menyisihkan suspended solid (partikel tersuspensi) dan sebagian kecil dissolved solid (partikel terlarut). Namun demikian, sebelum disisihkan, partikel-partikel ini diproses sehingga partikel yang ukurannya kecil dan sukar mengendap menjadi bergabung satu dengan lainnya lewat proses flokulasi. Proses flokulasi menghasilkan partikel gabungan yang cukup berat untuk mengendap di bak sedimentasi. Suspensi padat ini, atau partikel, penting untuk dibuang dari air untuk beberapa alasan. Beberapa alasan diantaranya meliputi : alasan keamanan dan estetika, penyebaran penyakit, dan terakhir karena adanya bahan beracun yang ada sebagai partikel atau dapat diserap oleh partikel. Pada umumnya, sedimentasi digunakan pada pengolahan air minum, air limbah, dan pada pengolahan air limbah tingkat lanjutan.

Pada pengolahan air minum atau air bersih adalah:1. Pengendapan air permukaan, khususnya untuk pengolahan dengan filter pasir cepat2. Pengendapan flok hasil koagulasi-flokulasi, khususnya sebelum disaring dengan filter pasir cepat3. Pengendapan flok hasil penurunan kesadahan menggunakan soda-kapur4. Pengendapan lumpur pada penyisihan besi dan manganPada pengolahan air limbah, sedimentasi umumnya digunakan untuk :1. Penyisihan grit, pasir, atau silt (lanau), biasanya adalah grit chamber2. Penyisihan padatan tersuspensi pada clarifier pertama, yaitu prasedimentasi. 3. Penyisihan flok/lumpur biologis hasil proses activated sludge pada clarifier akhir4. Penyisihan humus pada clarifier setelah trickling filterPrinsip sedimentasi pada pengolahan air minum dan air limbah adalah sama, demikian juga untuk metoda dan peralatannya. Namun demikian, prasedimentasi jarang digunakan pada pengolahan air limbah, karena parameter dominan limbah adalah limbah organik, bukan padatan tersuspensi seperti pada air baku pengolahan air bersih. Pada pengolahan air limbah tingkat lanjutan, sedimentasi ditujukan untuk penyisihan lumpur setelah koagulasi dan sebelum proses filtrasi. Selain itu, prinsip sedimentasi juga digunakan dalam pengendalian partikel di udara.

3.2 Bak sedimentasi

Gambar 3.2.1 Bak SedimentasiBak sedimentasi umumnya dibangun dari bahan beton bertulang dengan bentuk lingkaran, bujur sangkar, atau segi empat. Bak berbentuk lingkaran umumnya berdiameter 10,7 hingga 45,7 meter dan kedalaman 3 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 umumnya mempunyai lebar 1,5 hingga 6 meter, panjang bak sampai 76 meter, dan kedalaman lebih dari 1,8 meter. (Reynold and Richards, 1996)Bak sedimentasi ideal tersusun oleh empat zona, yaitu zona inlet, zona pengendapan, zona lumpur, dan zona outlet.

Gambar 3.2.2 Mekanisme pengendapan partikel

Ditinjau dari jenis partikel yang diendapkan, bak sedimentasi dibedakan menjadi untuk prasedimentasi dan untuk sedimentasi.1. PrasedimentasiPrasedimentasi (disebut juga plain sedimentation atau sedimentasi I) dimaksudkan untuk mengendapkan partikel diskret atau partikel kasar atau lumpur. Partikel diskret adalah partikel yang tidak mengalami perubahan bentuk dan ukuran selama mengendap di dalam air.Prasedimentasi hanya diperlukan apabila dalam air baku terdapat partikel diskret atau partikel kasar atau lumpur dalam jumlah yang besar. Pengendapan dilakukan dalam bak berukuran besar (biasanya membutuhkan waktu detensi selama 2 hingga 4 jam) dalam aliran yang laminer, untuk memberikan kesempatan lumpur mengendap tanpa terganggu oleh aliran. Pengendapan berlangsung secara gravitasi tanpa penambahan bahan kimia sebelumnya.

Kecepatan pengendapan dapat dihitung dengan rumus Stokes sebagai berikut: .(3.2.1)Atau .(3.2.2)dengan:Vs = kecepatan pengendapan, m/detSg = Specific gravitys= densitas massa partikel, kg/m3 = densitas massa liquid, kg/m3g = percepatan gravitasi, m/detik2v = viskositas kinematik, m2/detik = viskositas absolut, N.detik/m2

Bak sedimentasi ideal. Sebuah aliran horizontal dalam bak sedimentasi menunjukkan karakteristik, yang secara umum digunakan untuk melukiskan cara pengendapan partikel diskrit :a. aliran melalui bak terdistribusi merata melintasi sisi melintang bakb. partikel terdispersi merata dalam airc. pengendapan partikel yang dominan terjadi adalah type ISebuah bak sedimentasi ideal dibagi menjadi 4 zona (lihat Gambar 3.2.3), yaitu:a. zona inlet : Dalam zona ini aliran terdistribusi tidak merata melintasi bagian melintang bak; aliran meninggalkan zona inlet mengalir secara horisontal dan langsung menuju bagian outletb. zona pengendapan : Dalam zona ini, air mengalir pelan secara horisontal ke arah outlet, dalam zona ini terjadi proses pengendapan. Lintasan partikel diskret tergantung pada besarnya kecepatan pengendapan.c. zona lumpur : Dalam zona ini lumpur terakumulasi. Sekali lumpur masuk area ini ia akan tetap disanad. zona outlet : Dalam zona ini, air yang partikelnya telah terendapkan terkumpul padabagian melintang bak dan siap melngalir keluar bak.

Gambar 3.2.3 Pola Pengendapan partikel diskrit

2. Sedimentasi Sedimentasi dimaksudkan untuk menyisihkan partikel/suspended solid dalam air dengan cara mengendapkannya secara gravitasi. Jenis partikel yang diendapkan adalah partikel flokulen, yaitu partikel yang dihasilkan dari proses koagulasi-flokulasi. Ciri partikel flokulen adalah partikel yang selalu mengalami perubahan ukuran dan bentuk selama proses pengendapan berlangsung.Mekanisme sedimentasi adalah sebagai berikut:a. Pengendapan partikel flokulen berlangsung secara gravitasi.b. Flok yang dihasilkan pada proses koagulasi-flokulasi mempunyai ukuran yang makin besar, sehingga kecepatan pengendapannya makin besar.c. Untuk menghindari pecahnya flok selama proses pengendapan, maka aliran air dalam bak harus laminer. Untuk tujuan ini, digunakan indikator bilangan Reynold (NRe) dan bilangan Froud (NFr).d. Aliran air yang masuk pada inlet diatur sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu pengendapan. Biasanya dipasang diffuser wall / perforated baffle untuk meratakan aliran ke bak pengendap dengan kecepatan yang rendah. Diusahakan agar inlet bak langsung menerima air dari outlet bak flokulator.e. Air yang keluar melalui outlet diatur sedemikian, sehingga tidak mengganggu flok yang telah mengendap. Biasanya dibuat pelimpah (weir) dengan tinggi air di atas weir yang cukup tipis (1,5 cm).

Bentuk bak sedimentasi :a. Segi empat (rectangular). Pada bak ini, air mengalir horisontal dari inlet menuju outlet, sementara partikel mengendap ke bawah

Gambar 3.2.4 Bak sedimentasi berbentuk segi empat: (a) denah, (b) potonganmemanjangb. lingkaran (circular) - center feed. Pada bak ini, air masuk melalui pipa menuju inlet bak di bagian tengah bak, kemudian air mengalir horisontal dari inlet menuju outlet di sekeliling bak, sementara partikel mengendap ke bawah. Secara tipikal bak persegi mempunyai rasio panjang : lebar antara 2 : 1 3 : 1.

Gambar 3.2.5 Bak sedimentasi berbentuk lingkaran center feed: (a) denah, (b)potongan melintangc. lingkaran (circular) - periferal feed. Pada bak ini, air masuk melalui sekeliling lingkaran dan secara horisontal mengalir menuju ke outlet di bagian tengah lingkaran, sementara partikel mengendap ke bawah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tipe periferal feed menghasilkan short circuit yang lebih kecil dibandingkan tipe center feed, walaupun center feed lebih sering digunakan. Secara umum pola aliran pada bak lingkaran kurang mendekati pola ideal dibanding bak pengendap persegi panjang. Meskipun demikian, bak lingkaran lebih sering digunakan karena penggunaan peralatan pengumpul lumpurnya lebih sederhana.

Gambar 3.2.6 Bak sedimentasi berbentuk lingkaran periferal feed: (a) denah, (b)potongan melintangBagian-bagian dari bak sedimentasi :a. Zona Inlet atau struktur influen (tempat air masuk ke dalam bak) : Zona inlet mendistribusikan aliran air secara merata pada bak sedimentasi dan menyebarkan kecepatan aliran yang baru masuk. Jika dua fungsi ini dicapai, karakteristik aliran hidrolik dari bak akan lebih mendekati kondisi bak ideal dan menghasilkan efisiensi yang lebih baik. Zona influen didesain secara berbeda untuk kolam rectangular dan circular. Khusus dalam pengolahan air, bak sedimentasi rectangular dibangun menjadi satu dengan bak flokulasi. Sebuah baffle atau dinding memisahkan dua kolam dan sekaligus sebagai inlet bak sedimentasi. Disain dinding pemisah sangat penting, karena kemampuan bak sedimentasi tergantung pada kualitas flok.b. Zona pengendapan: tempat flok/partikel mengalami proses pengendapan.c. Ruang lumpur: tempat lumpur mengumpul sebelum diambil ke luar bak. Kadang dilengkapi dengan sludge collector/scrapper.d. Zona Outlet atau struktur efluen (tempat di mana air akan meninggalkan bak, biasanya berbentuk pelimpah (weir)) : Seperti zona inlet, zona outlet atau struktur efluen mempunyai pengaruh besar dalam mempengaruhi pola aliran dan karakteristik pengendapan flok pada bak sedimentasi. Biasanya weir/pelimpah dan bak penampung limpahan digunakan untuk mengontrol outlet pada bak sedimentasi. Selain itu, pelimpah tipe V-notch atau orifice terendam biasanya juga dipakai. Diantara keduanya, orifice terendam yang lebih baik karena memiliki kecenderungan pecahnya sisa flok lebih kecil selama pengaliran dari bak sedimentasi menuju filtrasi. Selain bagian-bagian utama di atas, sering bak sedimentasi dilengkapi dengan settler. Settler dipasang pada zona pengendapan dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi pengendapan.

(a) (b)Gambar 3.2.7 (a) Bagian-bagian bak sedimentasi (b) Settle pada bak sedimentasi

3.3 Tangki SedimentasiTangki sedimentasi mampu : mengendapkan TSS 60 %, mereduksi BOD 40 % pd limbah domestik limbah industri tergantung pada jenis / sifat limbahnya.Jenis tangki sedimentasi (sedimentation tank) :A.Berdasarkan bagian yang diutamakan : clarifier, apabila yang diutamakan cairannya thickener, apabila yang diutamakan padatannya.B. Berdasarkan bentuknya : bulat persegi panjangC. Berdasarkan bahannya : beton : untuk kapasitas besar baja : untuk kapasitas kecil.Perbandingan kelebihan dan kekurangan tangki sedimentasi bulat terhadap persegi panjang : Kelebihan : lebih praktis menghemat bahan menghemat ruang.Kekurangan : - zona pengendapan efektif lebih kecil (bulat : 60- 80 % , panjang : 85-90%) - sering terjadi short circuiting air limbah keluar tangki lebih cepat daripada waktu detensi yang seharusnya

Dirancang sedemikian sehingga lumpur yang mengendap terdorong : tangki bulat : dasar merendah ke tengah (dasar hopper) tangki empat persegi panjang : pada sisi masukan dilengkapi scraper yang mendorong lumpur masuk ke hopper. Sering dilengkapi skimmer, mendorong padatan mengambang. Gambar berikut adalah skema tangki sedimentasi berbentuk bulat dan persegi panjang.

Gambar 3.3 Tangki sedimentasi pada pengolahan primer (Downing, 198)

3.4 Proses Sedimentasi

1. Cara BatchCara ini cocok dilakukan untuk skala laboratorium, karena sedimentasi batch paling mudah dilakukan pengamatan penurunan ketinggian. Mekanisme sedimentasi batch pada suati silinder/tabung bisa dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.4.1 Mekanisme Sedimentasi BatchKeterangan :A : cairan beningB : zona konsentrasi seragamC : zona ukuran butir tidak seragamD : zona partikel padat terendapkanGambar diatas menunjukkan slurry (bagian dengan konsentrasi partikel terbesar) awal yang memiliki konsentrasi seragam dengan partikel padatan yang seragam di dalam tabung (zona B). Partikel mulai mengndap dan diasumsikan mencapai kecepatan maksimum. Dengan cepat zona D terbentuk yang terdiri dari partikel lebih berat sehingga lebih cepat mengendap. Pada zona transisi, fluida mengalir ke atas karena tekanan dari zona D. Zona C adalah daerah dengan distribusi ukuran partikel yang berrbeda-beda dan konsentrasi tidak seragam. Zona B adalah daerah dengan konsentrasi seragam dan distribusi sama dengan keadaan awal. Di atas zona B, adalah zona A yang merupakan cairan bening.Selama sedimentasi berlangsung, tinggi masing-masing zona berubah. Zona A dan zona D bertambah, sedangkan zona B berkurang. Akhirnya zona B dan zona C, dan transisi hilang, semua padatan berada di zona D. Saat ini disebut critical settling point, yaitu saat terbentuknya batas tunggal antara cairan bening dan endapan (Foust,1980).

2. Cara Semi-BatchPada proses sedimentasi ini, hanya ada cairan keluar saja atau cairan masuk saja. Jadi, kemungkinan yang ada bisa berupa slurry yang masuk atau cairan bening yang keluar. Mekanisme sedimentasi semi-batch bisa dilihat pada gambar berikut :

Gambar 3.4.2 Mekanisme Sedimentasi Semi-BatchKeterangan :A : cairan beningB : zona konsentrasi seragamC : zona ukuran butir tidak seragamD : zona partikel padat terendapkan

3. Cara KontinyuPada cara ini, ada cairan slurry yang masuk dan cairan bening yang dikeluarkan secara kontinyu. Saat steady state, ketinggian tiap zona akan konstan. Mekanisme sedimentasi kontinyu bisa dilihat pada gambar berikut :

Gambar 3.4.3 Mekanisme Sedimentasi Kontinyu

Keterangan :A : cairan beningB : zona konsentrasi seragamC : zona ukuran butir tidak seragamD : zona partikel padat terendapkanKecepatan sedimentasi didefinisikan sebagai laju pengurangan atau penurunan ketinggian daerah batas antara slurry (endapan) dan supernatant (cairan bening) pada suhu seragam untuk mencegah pergeseran fluida karena konveksi (Brown, 1950).Pada keadaan awal, konsentrasi slurry seragam di seluruh bagian tabung. Kecepatan sedimentasi konstan, periode ini disebut free settling, dimana padatan bergerak turun hanya karena gravitasi. Kecepatan yang konstan ini disebabkan oleh konsentrasi di lapisan batas yang relatif masih kecil, sehingga pengaruh gaya tarik-menarik antar partikel, gaya gesek, dan gaya tumbukan antar partikel dapat diabaikan. Partikel yang berukuran besar akan turun lebih cepat, menyebabkan tekanan ke atas oleh cairan bertambah, sehingga mengurangi kecepatan turunnya padatan yang lebih besar. Hal ini membuat kecepatan penurunan semua partikel (baik yang kecil maupun yang besar) relatif sama atau konstan.Semakin banyak partikel yang mengendap, konsentrasi menjadi tidak seragam dengan bagian bawah slurry menjadi lebih pekat. Konsentrasi pada bagian atas bertambah, gerak partikel semakin sukar dan kecepatan turunnya partikel berkurang. Kondisi ini disebut hindered settling. Perbedaan antara kondisi free settling dan hindered settling dapat diamati pada grafik hubungan antara ZL dan L. Dimana saat free settling grafik hubungan masih berupa garis lurus, sedangkan grafik mulai melengkung saat konsisi hindered settling.

3.5 Tipe Sedimentasi

Gambar 3.5.1 Klasifikasi Tipe Sedimentasi Klasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuan partikel untuk berinteraksi. Kriteria ini secara langsung mempengaruhi desain dan konstruksi dari sedimentasi. Masing-masing terjadi baik di pengolahan air maupun limbah cair Klasifikasi ini dapat dibagi ke dalam empat tipe, yaitu: Sedimentasi tipe I (Prasedimentasi): pengendapan partikel diskrit, partikel mengendap secara individual dan tidak ada interaksi antar-partikel. Sedimentasi tipe II (Sedimentasi): pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi antar-partikel sehingga ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan bertambah. Sedimentasi tipe III (sedimentasi setelah proses pengolahan biologis seperti activated sludge atau oxidation ditch): pengendapan pada lumpur biologis, dimana gaya antarpartikel saling menahan partikel lainnya untuk mengendap Sedimentasi tipe IV (pengendapan lumpur pada proses pengolahan lumpur di sludge digester atau sludge drying bed): terjadi pemampatan partikel yang telah mengendap yang terjadi karena berat partikel

Kedalaman

Gambar 3.5.2 Empat tipe sedimentasi1) Tipe 1 (pengendapan diskrit)Sedimentasi tipe I merupakan pengendapan partikel diskret, yaitu partikel yang dapat mengendap bebas secara individual tanpa membutuhkan adanya interaksi antar partikel. Pengendapan discrete membutuhkan konsentrasi padatan tersuspensi paling rendah dan analisisnya paling sederhana. Sebagai contoh sedimentasi tipe I antara lain pengendapan lumpur kasar pada bak prasedimentasi untuk pengolahan air permukaan dan pengendapan pasir pada grit chamber. Sesuai dengan definisi di atas, maka pengendapan terjadi karena adanya interaksi gaya-gaya di sekitar partikel, yaitu gaya drag dan gaya impelling. Massa partikel menyebabkan adanya gaya drag dan diimbangi oleh gaya impelling, sehingga kecepatan pengendapan partikel konstan.Gaya impelling dinyatakan dalam persamaan : F1 = (s ) g VDimana : F1 = gaya impellings = densitas massa partikel = densitas massa liquidV = volume partikel g = percepatan gravitasiGaya drag Keterangan : Tidak ada perubahan bentuk, ukuran partikel, dan penggabungan partikel padatan selama proses pengendapan

Gambar 3.5.3 Sedimentasi Tipe I

2) Tipe 2 (pengendapan flokulen)Sedimentasi tipe II adalah pengendapan partikel flokulen dalam suspensi encer, di mana selama pengendapan terjadi saling interaksi antar partikel. Selama dalam operasi pengendapan, ukuran partikel flokulen bertambah besar, sehingga kecepatannya juga meningkat. Hal ini terjadi dimana konsentrasi partikel cukup tinggi sehingga terjadi tumpukan. Kenaikan massa partikel rata-rata ini menyebabkan partikel jatuh lebih cepat. Pengendapan flokulasi digunakan pada clarifier utama dan zona bagian atas dari clarifier kedua. Sebagai contoh sedimentasi tipe II antara lain pengendapan pertama pada pengolahan air limbah atau pengendapan partikel hasil proses koagulasi-flokulasi pada pengolahan air minum maupun air limbah. Keterangan : Ukuran partikel berubah menjadi besar/aglomerasi semakin menuju dasar (mengendap)

Gambar 3.5.4 Sedimentasi Tipe II3) Tipe 3 (Pengendapan zona atau disebut hindered)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 bersama-sama sebagai sebuah zona dengan kecepatan yang konstan. Pada bagian atas zona terdapat interface yang memisahkan antara massa partikel yang mengendap dengan air jernih. Pada hindered, atau zona pengendapan, konsentrasi partikel sedang sehingga partikel terganggu dengan pengendapan partikel lainnya dan akhirnya jatuh bersama. Pengendapan hindered utamanya digunakan pada clarifier kedua.4) Tipe 4 (Pengendapan Kompresi)Sedimentasi tipe IV merupakan kelanjutan dari sedimentasi tipe III, di mana terjadi pemampatan (kompresi) massa partikel hingga diperoleh konsentrasi lumpur yang tinggi. Sebagai contoh sedimentasi tipe III dan IV ini adalah pengendapan lumpur biomassa pada final clarifier setelah proses lumpur aktif (Gambar 3.4.2). Tujuan pemampatan pada final clarifier adalah untuk mendapatkan konsentrasi lumpur biomassa yang tinggi untuk keperluan resirkulasi lumpur ke dalam reaktor lumpur aktif. Pengendapan kompresi memilki konsentrasi partikel tersuspensi paling tinggi dan terjadi pada daerah yang lebih rendah pada clarifier. Pengendapan partikel dengan memampatkan massa partikel-partikel bagian bawah. Kompresi terjadi tidak hanya pada zona lebih rendah dari clarifier kedua tapi juga pada tangki pengentalan lumpur (sludge thickening tanks).

Gambar 3.5.5 Pengendapan pada final clarifier untuk proses lumpur aktif

Sebelum mendisain sebuah bak final clarifier, maka perlu dilakukan percobaan laboratorium secara batch menggunakan column settling test. Pengamatan dilakukan terhadap tinggi lumpur pada to hingga t. Data yang diperoleh adalah hubungan antara tinggi lumpur dengan waktu.

Gambar 3.5.6 Grafik hasil percobaan sedimentasi tipe III dan IV3.6 Sedimentasi pada Pengolahan Air MinumAplikasi teori sedimentasi pada pengolahan air minum adalah pada perancangan bangunan prasedimentasi dan sedimentasi II.

a. PrasedimentasiBak prasedimentasi merupakan bagian dari bangunan pengolahan air minum yang berfungsi untuk mengendapkan partikel diskret yang relatif mudah mengendap (diperkirakan dalam waktu 1 hingga 3 jam). Teori sedimentasi yang dipergunakan dalam aplikasi pada bak prasedimentasi adalah teori sedimentasi tipe I karena teori ini mengemukakan bahwa pengendapan partikel berlangsung secara individu (masing-masing partikel, diskret) dan tidak terjadi interaksi antar partikel.

b. Sedimentasi IIBak sedimentasi II merupakan bagian dari bangunan pengolahan air minum yang berfungsi untuk mengendapkan partikel hasil proses koagulasi-flokulasi yang relatif mudah mengendap (karena telah menggabung menjadi partikel berukuran besar). Tetapi partikel ini mudah pecah dan kembali menjadi partikel koloid. Teori sedimentasi yang dipergunakan dalam aplikasi pada bak sedimentasi II adalah teori sedimentasi tipe II karena teori ini mengemukakan bahwa pengendapan partikel berlangsung akibat adanya interaksi antar partikel.3.7 Sedimentasi pada Pengolahan Air Limbah Aplikasi teori sedimentasi pada pengolahan air limbah:a. Grit chamberGrit chamber merupakan bagian dari bangunan pengolahan air limbah yang berfungsi untuk mengendapkan partikel kasar/grit bersifat diskret yang relatif sangat mudah mengendap. Teori sedimentasi yang dipergunakan dalam aplikasi pada grit chamber adalah teori sedimentasi tipe I karena teori ini mengemukakan bahwa pengendapan partikel berlangsung secara individu (masing-masing partikel, diskret) dan tidak terjadi interaksi antar partikel.b. PrasedimentasiBak prasedimentasi merupakan bagian dari bangunan pengolahan air limbah yang berfungsi untuk mengendapkan lumpur sebelum air limbah diolah secara biologis. Meskipun belum terjadi proses kimia (misal koaguasi- flokulasi atau presipitasi), namun pengendapan di bak ini mengikuti pengendapan tipe II karena lumpur yang terdapat dalam air limbah tidak lagi bersifat diskret (mengingat kandungan komponen lain dalam air limbah, sehingga telah terjadi proses presipitasi).c. Final clarifierBak sedimentasi II (final clarifier) merupakan bagian darii bangunan pengolahan air limbah yang berfungsi untuk mengendapkan partikel lumpur hasil proses biologis (disebut juga lumpur biomassa). Lumpur ini relatif sulit mengendap karena sebagian besar tersusun oleh bahan-bahan organik volatil. Teori sedimentasi yang dipergunakan dalam aplikasi pada bak sedimentasi II adalah teori sedimentasi tipe III dan IV karena pengendapan biomassa dalam jangka waktu yang lama akan menyebabkan terjadinya pemampatan (kompresi).

3.8 Fokus Praktikum (Sedimentasi Tipe 2)Modul bab ini fokus pada Sedimentasi Tipe 2. Pengendapan tipe ini adalah tipe pengendapan partikel flokulan di dalam air. Partikel flokulan adalah flok-flok gabungan partikel tersuspensi dan terlarut akibat adanya pengaruh koagulan. Telah dijelaskan sebelumnya bahwa koagulan mendestabilisasikan partikel-partikel tersebut, sehingga akhirnya mereka bergabung menjadi satu membentuk partikel flok dan akhirnya menjadi berat, sehingga dapat mengendap di bak sedimentasi. Partikel flokulan selama proses flokulasi dan pengendapan ukuran partikelnya bertambah dan mengendap lebih cepat.3.9 Karakteristik PengendapanBacth Settling test yang biasanya digunakan untuk mengevaluasi karakteristik dari pengendapan flokulan tersuspensi. Kolom ini biasanya berdiameter antara 5 inch hingga 8 inch untuk meminimalisir efek dari dinding Kolom, dan tingginya harus sebanding atau sama dengan kedalaman bak yang direncanakan. Pintu masuk (port) dari sampling diletakkan pada interval ketinggian Kolom dengan jarak tertentu. Parameter kunci dalam analisis pengendapan partikel adalah kecepatan pengendapan yang dirumuskan berdasarkan Hukum ketiga Newton tentang aksi dan reaksi :.(1)Diasumsikan partikel berbentuk bola, maka kecepatan pengendapan (vs):(2)Kemudian berdasarkan hukum Stokes untuk aliran laminar (Re < 1), subtitusikan nilaiCd ke persamaan diatas, diperoleh(3)Partikel akan dapat mengendap jika kecepatan pengendapan (vs) lebih besar daribeban permukaan yang disebut surface loading atau overflow rate (OR). Karena waktu detensi dari pengendapan partikel sama dengan waktu yang dibutuhkan aliran air yang mengalir dari inlet bak sedimentasi menuju outlet maka overflow rate datadinyatakan dengan :OR = H/t = Q / A (4)

dimana :H : Kedalaman bak sedimentasi (m)t : Waktu detensi (hari)Q : Debit (m3/hari)A : Luas permukaan bak (m2)

Jika OR > vs, maka waktu yang dibutuhkan partikel untuk mengendap (mencapai zona lumpur di dasar bak sedimentasi) lebih lama daripada waktu yang dibutuhkan partikel air untuk mencapai outlet bak. Sehingga hanya sebagian partikel yang akan mengendap. Menurut Droste (1997) karena diasumsikan semua partikel terdistribusi sempurna di kedalaman inlet bak sedimentasi, maka hanya partikel yang memasuki zona pengendapan pada kedalaman H yang akan mengendap, dimana H