Filtrasi dengan Media Granular ( Granular Filtration )

1. Pengertian Filtrasi

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan. (www.wikipedia.com).

Filtrasi adalah suatu operasi atau proses dimana campuran heterogen antara fluida dan partikel-partikel padatan dipisahkan oleh media filter yang meloloskan fluida tetapi menahan partikel padatan.

Filtrasi adalah pemisahan koloid atau partikel padat dari fluida dengan menggunakan media penyaringan atau saringan. Air yang mengandung suatu padatan atau koloid dilewatkan pada media saring dengan ukuran pori-pori yang lebih kecil dari ukuran suatu padatan tersebut.

2. Jenis-Jenis Filtrasi

Pengolahan dengan menggunakan metode filtrasi atau penyaringan merupakan metode fisik yang dilakukan dalam mengolah air sebagai air minum. Proses filtrasi ini cara kerjanya bisa dipengaruhi oleh gravitasi ataupun tenaga putar. Ada beberapa jenis filtrasi yang digunakan dalam pengolahan air untuk air minum. Proses filtrasi dibagi menjadi beberapa jenis yaitu filter pasir lambat, filter pasir cepat, filter karbon aktif dan filter karbon membrane.

3. Filtrasi dengan Media Granular ( Granular Filtration )

Filter Granular disebut filter mendalam karena partikulat dalam air menembus ke dalam filter serta tertangkap di permukaan. Bagian bawah saringan terdiri dari dukungan media dan sistem pengumpulan air. Media dukungan ini dirancang untuk menjaga media penyaringan (pasir, batu bara, dll) dalam filter dan mencegah dari keluarnya dengan air yang disaring. Lapisan gradasi kerikil (besar di bawah, kecil di atas) secara tradisional telah digunakan untuk mendukung.

Sejumlah sistem klasifikasi yang digunakan untuk menggambarkan filter granular termasuk jenis media, laju filtrasi, teknik pencucian, dan pengendalian laju filtrasi. Diskusi ini terbatas untuk pasir lambat, pasir cepat, dan filter tingkat tinggi dengan multimedia lainnya atau monomedium dalam yang fokusnya adalah pada filter pasir cepat dan tingkat tinggi. Tekanan filter (juga disebut filter precoat) dan filter backwash otomatis tidak dibahas.

Dalam filter konvensional,  air mengandung padatan tersuspensi diterapkan pada bagian atas filter. Bahan tersuspensi disaring dari air. Sebagai bahan terakumulasi dalam celah media granular, yang makin lama makin banyak sehingga tidak dapat lagi menyaring dengan baik dan kekeruhan efluen mencapai batas yang ditetapkan, filtrasi dihentikan dan filter dibersihkan. Dalam kondisi ideal, waktu yang diperlukan untuk mencapai nilai yang telah dipilih sebelumnya (disebut headloss terminal) sesuai dengan waktu ketika kekeruhan dalam limbah mencapai nilai yang telah dipilih sebelumnya. Dalam praktek sebenarnya, satu atau yang lain akan mengatur siklus pembersihan. Filter dibersihkan oleh backwashing, yaitu air bersih dipompa mundur melalui saringan.

Ada beberapa metode mengklasifikasi filter. Salah satunya adalah dengan mengklasifikasikan mereka sesuai dengan jenis media yang digunakan, seperti pasir, batu bara (disebut antrasit), media dual (batubara ditambah pasir), atau media campuran (batubara, pasir, dan kerikil). Cara lain yang umum untuk mengklasifikasikan filter adalah dengan tingkat filtrasi nominal atau loading rate hidrolik (m³ air diterapkan /hr X M² luas permukaan, atau m/hr). Berdasarkan tingkat hidrolik, filter digambarkan sebagai filter pasir lambat, filter pasir cepat, atau filter tingkat tinggi. Alternatif yang ketiga adalah untuk mengklasifikasikan penyaring dengan tingkat pretreatment.

Filtrasi dapat dibagi menjadi dua kategori utama, berdasarkan media penyaringan yang digunakan yaitu granular dan membran .

·         Granular penyaringan air telah digunakan selama beberapa dekade di Industri Makanan dan Minuman, dan akan menjadi familiar bagi sebagian besar industri. Contoh press filtrasi granular termasuk filter pasir, filter karbon aktif untuk rasa, bau, dan penghapusan klorin, filter antrasit dan filter garnet baik. Jenis filter dapat menghilangkan partikel tersuspensi turun menjadi sekitar 10 mikron dalam diameter (1 mikron = ten-6 meter). Dengan penggunaan koagulan tertentu atau polimer flokulasi makan sebelum filter ini (makan sebagai filter alat bantu), beberapa keberhasilan telah terlihat dalam penghapusan partikel hingga hampir 1 mikron. Jarak antara press partikel diskrit penyaringan berfungsi sebagai pori-pori. Limbah padat terperangkap oleh filter ini akan dikumpulkan di atas tempat tidur filtrasi press, atau di dalam pori-pori.

·         Membran penyaringan air menggunakan membran untuk menghilangkan partikel tersuspensi. Tidak seperti filter granular, membran dirancang dengan pori-pori dan mampu menghilangkan partikel yang lebih kecil. The filtrasi membran utama adalah reverse osmosis (RO), di mana padatan terlarut (ion logam) dapat dihapus. Hal ini tidak benar-benar sebuah mekanisme penyaringan dalam arti sebenarnya dari kata-kata, seperti semi-permeable membran yang digunakan dalam RO tidak memiliki pori-pori. Hal ini lebih tepat dianggap sebagai mekanisme demineralisasi.

4. Contoh Filtrasi Granular

·         Filter pasir Lambat

Filter pasir lambat pertama kali diperkenalkan pada tahun 1800-an. Air itu dilewatkan pasir pada tingkat pembebanan 3 sampai 8 m³/hr X M². Sebagai bahan tersuspensi atau koloid pada pasir, partikel mulai terakumulasi di atas 75 mm dan menyumbat ruang pori. Sehingga air tidak akan lagi melewati pasir. Pada titik ini lapisan atas pasir diambil, dibersihkan, dan diganti. Walaupun filter pasir lambat membutuhkan daerah lahan yang luas dan padat karya, namun memiliki struktur murah dibandingkan dengan jenis lain, dan telah lama berhasil digunakan.

·         Filter Pasir Cepat

Filter pasir cepat adalah filter yang dibersihkan di tempat oleh backwashing. Air pencuci dialirkan sehingga lapisan pasir disebarkan dan partikel disaring dikeluarkan dari lapisan. Setelah backwashing, pasir mengendap kembali ke tempatnya. Partikel terbesar mengendap pertama, sehingga lapisan pasir halus di atas dan lapisan pasir kasar di bagian bawah. filter pasir cepat adalah jenis filter yang paling umum digunakan di pabrik pengolahan air saat ini. Secara tradisional, filter pasir cepat telah dirancang untuk beroperasi pada tingkat pembebanan dari 120 m³/hr X M² (5 m/j). Filter ini sekarang dapat beroperasi dengan sukses pada tingkat pembebanan yang lebih tinggi melalui penggunaan media seleksi yang tepat dan perbaikan pretreatment. Dalam saringan pasir cepat, pasir terhalus adalah di bagian atas, sehingga ruang pori terkecil juga di atas. Oleh karena itu, sebagian besar partikel akan menyumbat di lapisan atas saringan. Dalam hal penggunaan filter yang lebih dalamh untuk menghilangkan partikel, perlu meletakkan partikel besar di atas partikel-partikel kecil. Hal ini dilakukan dengan menempatkan lapisan batubara kasar di atas lapisan pasir halus untuk membentuk dual-media filter. Batubara memiliki berat jenis yang lebih rendah dari pasir, jadi, setelah backwash, batubara mengendap lebih lambat dari pasir dan berakhir di atas. Beberapa filter dual-media dioperasikan sampai dengan tingkat pembebanan dari 480 m³/hr X m² (20 m/j).

·         Filter Antrasit

Antrasit adalah karbon yang timbul melalui proses metamorfosa berseri dari tumbuhan dengan urutan sebagai berikut :

Kayu - lumut - batubara muda - ( lignit ) - batubara - antrasit.

Antrasit alam dikhususkan sebagai bahan filter. Bahan ini keras, kaku, hitam mengkilat berbentuk seperti kepantingan. Sebagai bahan filter, antrasit diletakkan berdekatan dengan butiran yang lain.

Antrasit media filter umumnya digunakan bahan ganda, tiga cepat filter, kekuatan mekanik yang tinggi, stabilitas kimia, tidak beracun, zat berbahaya dalam umum asam, netral tidak larut dalam air, luas permukaan, distribusi ukuran partikel kelas wajar. Saya menghasilkan media filter antrasit adalah pilihan keras, tahan lama, partikel antrasit batubara berkualitas tinggi dengan menghancurkan, penyaringan dan pengolahan. Tampilan gloss, dan lebih prisma rinci, ketahanan kompresi pakai, siklus hidup panjang, stabilitas tingkat filtrasi. Untuk penyaringan air minum dan industri.

Antrasit media filter dari persyaratan teknis: 1, media filter antrasit tingkat fragmentasi dan laju keausan dan tidak boleh melebihi 3% (persentase massa, sama di bawah ini.) 2, antrasit media filter, kepadatan rata-rata umumnya tidak kurang dari 1.4g/cm3, tidak lebih dari 1.6g/cm3 3,. Antrasit media filter tidak boleh mengandung kotoran yang terlihat, serpih, dan puing-puing asing. Clay konten tidak boleh melebihi 3%, densitas bahan lebih besar dari 1.8g/cm3 konten tidak boleh melebihi 8%. 4, antrasit media filter tingkat asam klorida larut tidak boleh melebihi 3,5%. Antrasit ukuran partikel media filter: 1, antrasit minum air filter untuk berbagai ukuran 0.8-1.2mm ,1.2-2mm;

Industri partikel air filter berbagai ukuran antrasit 1-2mm ,2-4mm. 2, dalam berbagai media filter antrasit dalam berbagai ukuran, kurang dari ukuran minimum yang ditentukan tidak boleh melebihi 3%, lebih besar dari ukuran maksimum yang ditentukan tidak boleh melebihi 2%. Umum digunakan ukuran 0.8-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-6mm Spesifikasi Produk:. Analisis proyek, data pengujian, analisis proyek, data uji, C karbon tetap,> 85%, porositas 55%, 50-pakai tingkat, ≤ 0,35%, bulk densitas, 0,947 g/cm3, laju pecah, ≤ 0,70%, koefisien keseragaman, K60 ≤ 1,32, tingkat asam klorida larut, ≤ 0,98%, kadar lempung, ≤ 1%.

·         Filter Batubara

Batubara merupakan media yang sering digunakan dalam unit pengolahan dengan menggunakan karbon aktif. Namun batubara yang digunakan yang telah mengalami proses pembakaran dengan temperature sedang dalam kondisi anaerob. Sehingga batubara tidak akan terbakar tetapi mengalami perubahan menjadi material karbon yang berpori (porous). Batubara tersebut diaktifkan melalui proses pemanasan dengan uap ar dan udara pada temperatur 1500 ^oF dan proses ini akan mengoksidasi permukaan dan pori-pori media.

Hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan karbon aktif ini adalah debit pengolahan dan headloss yang tersedia, senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam air baku, media yang digunakan, ukuran media karbon aktif, kecepatan filtrasi, waktu kontak, dan waktu pembersihan media karbon aktif. Media karbon aktif harus dibersihkan atau di regenerasi kembali dalam waktu tertentu karena media ini akan mengalami keadaan jenuh dimana kemampuan media untuk mengabsorbsi senyawa-senyawa organik dan polutan akan berkurang. Proses regenerasi karbon aktif ini dilakukan dengan tiga cara yaitu penguapan, pemanasan dan penggunaan bahan kimia.

·         Filter Karbon

Filter karbon merupakan metode karbon aktif dengan media granular (Granular Activated Carbon) merupakan proses filtrasi yang berfungsi untuk menghilangkan bahan-bahan organik, desinfeksi, serta menghilangkan bau dan rasa yang disebabkan oleh senyawa‑senyawa organik. Selain fungsi tersebut juga digunakan untuk menyisihkan senyawa-senyawa organic dan menyisihkan partikel-partikel terlarut.

Metode pengolahan karbon aktif prinsipnya adalah mengadsorbsi bahan pencemar menggunakan media karbon. Proses adsorbsi tergantung pada luas permukaan media yang digunakan dan berhubungan dengan luas total pori-pori yang terdapat dalam media. Agar proses absorbsi bisa dilakukan secara efektif diperlukan waktu kontak yang cukup antara permukaan media dengan air yang diolah sehingga nantinya zat pencemar dapat dihilangkan.

Ada alternative lain yang bisa dilakukan jika waktu kontak tidak mencukupi, caranya yaitu dengan menaikan luas permukaan media dengan ukuran yang lebih kecil. Zat yang ada dalam air yang mengalami absorbsi berupa senyawa organik (menyebabkan bau dan rasa yang tidak diinginkan), trihalometane, serta VolatileOrganic coumpunds (VOCs).

Instalasi pengolahan air minum biasanya menggunakan karbon aktif yang dilakukan sebelum proses ozonisasi karena secara umum unit pengolahan karbon aktif tidak dapat menyisihkan mikroorganisme patogen seperti virus dan bakteri. Selain itu, juga tidak efektif dalam menyisihkan kalsium (Ca) dan magnesium (Mn) yang menimbulkan kesadahan pada air, flour dan nitrat. Sedangkan media yang digunakan dapat berupa arang kayu, batok kelapa dan batubara.

5. Daftar Pustaka

http://id.hugohosting.com/makanan-minuman-industri-cara-tentukan-peralatan-air-filtrasi-industri-di-industri-makanan.html

http://ikma10fkmua.files.wordpress.com/2012/11/isi-makalah-1.docx

http://lsihub.lecture.ub.ac.id/2012/05/01/filtrasi-granular/

http://primafilter.com/viewpage.php?page_id=8

http://id.365gbo.com/product_show.htm/?2011-03-30-100519