Pengolahan Limbah Fisika

Konsultan Ipal dan Konsultan Lingkungan Hidup

Flotasi digunakan untuk menurunkan kandungan suspended solid, minyak dan lemak dalam air limbah. Pada bangunan flotasi pemisahan dilakukan dengan menggunakan gelembung udara. Gelembung udara diperoleh dengan mendispersikan udara ke dalam air limbah pada tekanan tertentu. Variabel utama untuk flotasi adalah tekanan, rasio resirkulasi, konsentrasi dan waktu tinggal.

Ada empat metode flotasi antara lain ;

1. Spontaneous Flotation

Flotasi akan terjadi secara spontan apabila massa jenis dari partokel lebih kecil dari massa jenis air.

2. Dispersed Air Flotation

Gelembung udara terbentuk karena danya tekanan udara  yang masuk ke cairan melalui diffuser atau impeller berputar.

3. Vacuum Flotation

Pelarutan udara di dalam air buangan pada tekanan atmosfer, kemudian di vakumkan dengan tekanan yang lebih rendah maka akan menurunkan kelarutan udara dalam air, udara akan keluar dari larutan dalam bentuk gelembung yang halus.

4. Disolve Air Flotation (DAF)

Udara dilarutkan di dalam air buangan di bawah tekanan beberapa atmosfer sampai jenuh, ke tekanan atmosfer. Akibat terjadinya perubahan tekanan maka udara yang terlarut akan lepas kembali dalambentuk gelembung – gelembung udara yang sangat halus.

Dari keempat metode di atas, metode Disolves Air Flotation (DAF) telah digunakan secara luas untuk pengolahan air limbah industi, karena effisien untuk pemisahan padat – cair pada material dengan spesifik gravity yang < 1 atau tinggi.

Adapun metode Disolve Air Flotation (DAF) ada dua jenis yaitu :

1. Dengan Resirkulasi
2. Tanpa resirkulasi.

Daya Larut Udara Dengan Pelepasan.

Jumlah udara secara teori yang akan dilepas dalam larutan ketika tekanan berkurang menjadi 1 atm dapat dihitung dengan :

Dengan :

S    = Udara yang dilepas pada tekanan atmosfer per unit volume pada 100 %, cm³/lt

Sa  = Udara jenuh pada tekanan tertentu,  cm³/lt

P    = Tekanan absolut

Pa  = Tekanan atmosfer

Daya larut udara dalam air buangan industri lebih kecil dari pada air, koreksi dari rumusan diatas menjadi :

Dengan :

f     = Fraksi daya larut udara pada air buangan dalam tangki (0.85 – 0.9)

Untuk hasil unit flotasi yang berhubungan dengan kualitas effluent dalam proses pengapungan berhubungan dengan rasio udara atau solid ditetapkan pada massa udara yang dilepas per massa solid dalam influent air buangan dapat dihitung :

Dengan :

Q   = debit inffluent air buangan

R   = debit resirkulasi air buangan

Sa  = Konsentrasi minyak atau lemak atau solid air buangan

Hubungan antar rasio udara / solid dan kualitas effluent diperoleh pada grafik dibawah ,

Gambar 2.8 Hubungan antar rasio udara / solid dan kualitas effluent

Untuk mengetahui karakteristik unit flotasi yang akan di desain disesuaikan dengan karakteristik air buangan, diperlukan tes laboratorium. Apabila menggunakan sistem resirkulasi maka rasio udara/solid dapat dihitung :

Dengan :

Sa        = Udara jenuh, cm³/l

R         = Volume resirkulasi, l

P          = Tekanan absolut (atm)

Q         = Debit air buangan (l)

Sa        = Suspended solid influent (mg/l)

Surface area dapat dihitung :

Dengan :

A         = Surface area

Q         = Debit air buangan

R         = Debit resirkulasi

Selain itu dari tes laboratorium juga diperoleh nilai surface loading pada tekanan tertentu yang diplotkan dengan konsentrasi effluent. Agar proses flotasi berlangsung sempurna dapat ditambahkan koagulan.

 

CONTOH SOAL

Air buangan dengan debit 150 gal/min (0,57 m³/min) dengan temperatur 103^oF          (39,4 ^oC). Konsentrasi minyak influent 120 mg/e dan konsentrasi yang diinginkan   20 mg/e. Hasil laboratorium diperoleh :

Dosis alum                 = 50 mg/e
Tekanan absolute     = 60 lb/in² (414 kPa/4,1 atm)
Produksi lumpur      = 0,64 mg/mg alum
Berat lumpur             = 3 %

Diperoleh grafik pada tekanan 60 lb/in².

Surfase load (gal/min.ft2)	Effluen Minyak dan lemak (Mg/l)
0,87	14,4
1,58	15
2,21	17,22
3	25

Hitung :

1. Debit Resirkulasi
2. Luas area unit flotasi
3. Jumlah lumpur yang dihasilkan

Jawaban :

Rasio udara / solid untuk effluent minyak dan lemak sebesar 20 mg/e dari grafik adalah diperoleh :

= 0,03 lb air release / lb solids applied

Pada temperatur 103 ^oF (39,4 ^oC) daya larut udara dalam air sebesar 18,6 3g/e dengan nilai f air buangan diasumsikan 0,85.

1. Debit Resirkulasi

R   = 11,76 gal/min = 53,45 e/min

1. Dari hasil lab. pada grafik diperoleh untuk effluen 20 mg/e, surface loading 2,6 gal/(min.ft²)

A = 62,22 ft²

1. Jumlah lumpur yang dihasilkan

Lumpur minyak   = (Sa – Se) x Q
= (120 – 20) mg/e x 150 gal/min
= 82 kg/day

Alum sludge          = produksi sludge x dosis alum x Q
= 0,64 mg sludge/mg alum x 50 mg/e alum x 150 gal/min
= 26 kg/day

Total sludge           = (82 + 26) kg/day
= 108 kg/day

Kriteria Perencanaan Flotasi

1. Disolved Air Flotation

Tekanan udara dalam tangki    = 50 – 70 lb/in² (3,4 – 4,8 atm)
Waktu detensi dalam tangki     = 1 – 3 menit
Waktu detensi bak flotasi          = 20 -30 menit
Surface loading                            = 1,5 – 4 gal/min ft2 (0,061 – 0,163 m³/min.m²)

2. Dispersed Air Floation

Tekanan udara                                  = 20 – 50 lb/in (1,36 – 34 atm)
Ukuran gelembang udara               = 30mm – 120 mm
Kec. Pencampuran udara – solid   = 1 – 5 in/min (2,56 – 12,7 cm/min)

Semoga informasi yang kami sampaikan di atas dapat bermanfaat bagi rekan rekan , sehingga dapat mengolah limbah dengan baik dan benar. Pengolahan Limbah yang di lakukan secara benar dapat bermanfaat bagi lingkungan. sehingga lingkungan tetap terjaga kebersihannya. untuk informasih lebih lanjut hubungi kami disini