Nama : Atika Yulliana Sari NPM : 1406532192
SOAL TAKE HOME EXAM
(100%) Dalam beberapa minggu ini, anda sudah mempelajari hal yang terkait dengan masalah kontaminasi dan remediasi tanah dan air tanah. t anah. Untuk tujuan evaluasi capaian tengah semester, anda akan diberikan kasus kontaminasi air tanah yang disebabkan oleh senyawa organik yang relatif mudah menguap (VOC). Kasus ini bermula dari kecelakaan gerbong Kereta Api khusus yang membawa bahan kimia tergolong B3 yang menyebabkan terjadinya kontaminasi di suatu areal pertanian yang berdekatan dengan sebuah sungai. Dari manifes kargo yang diperoleh dari otoritas Kereta Api serta hasil pra-investigasi yang dilakukan oleh Tim Pakar Remediasi, diketahui bahwa jenis bahan pencemar yang tumpah adalah Chloroform. Keputusan untuk segera melakukan tindakan pemulihan sudah disepakati yaitu dengan metoda Air Stripping tipe Packed Tower . Dari hasil analisa sample air tanah, diketahui tingkat konsentrasi Chloroform mencapai 50 mg/L. Untuk mencapai target pemulihan kualitas air tanah sebagaimana ditetapkan ditet apkan oleh standar kualitas air a ir tanah adalah 50 ppb. Untuk U ntuk itu anda ditugaskan d itugaskan untuk membuat perhitungan perencanaan remediasi sebagai berikut: a. Buatlah laporan perencanaan remediasi yang didasarkan pada informasi yang ada dan dari hasil investigasi lapangan yang and alakukan, termasuk pengambilan sample air tanah yang kemudian diperiksakan di laboratorium yang yang terakreditasi? ter akreditasi? b. Buat perhitungan teknis untuk Air Stripping jenis Packed Tower yang akan diimplementasikan untuk menurunkan tingkat konsentrasi Chloroform dalam air tanah
yang terkontaminasi yang meliputi besaran; (1) ratio minimum udara/air, (2) ratio udara/air, dan (3) debit aliran udara stripping yang diperlukan. c. Karena akan segera diimplementasikan, anda diminta sekalian melakukan perhitungan perencanaan detail teknis yang mencakup; (4) luas penampang melintang dar i air stripper yang diperlukan, dan (5) ketinggian packing tower yang dibutuhkan. d. Perencanaan yang anda buat haruslah dilengkapi dengan gambar sketsa agtau gambar teknis unit pengolahan air stripping yang dipilih serta diagram alir proses remediasi e. Anda dibebaskan membuat asumsi teknis jika dibutuhkan selama relevan dan dapat dipertanggungjawabkan serta dengan menyebutkan sumber referensinya. Kriteria Desain :
Konstanta Henry untuk kloroform = 128 atm
H* = 0,098 (non-dimensi)
Faktor Stripping (S) = 3
Temperatur Air Tanah = 20 0C
Debit Pemompaan Air Tanah = 454 liter/menit = 119,93 gpm
K La = 0,01/detik
Packing = Jaeger 3’’ Tri-packs
Kecepatan Beban Hidrolis = 20 gpm/ft2
Konsentrasi Kloroform di di Udara = 0 ppm
a.
Laporan Perencanaan Remediasi REMEDIASI TANAH PERTANIAN TERCEMAR KLOROFORM DENGAN METODE AIR STRIPPING TIPE PACKED TOWER
Atika Yulliana Sari Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Indonesia Abstrak Air tanah adalah sumber utama air minum di berbagai belahan dunia. Sumber air tanah terancam oleh meningkatnya jumlah kontaminan yang dihasilkan dari kegiatan yang mengakibatkan terjadinya kontaminasi di suatu area. Salah satu contoh kontaminan kontaminan adalah senyawa organik yang relatif mudah menguap (VOC). Terdapat beberapa teknologi pengolahan yang dapat digunakan dalam remediasi air tanah akibat senyawa organik. Contohnya yaitu air stripping , yang merujuk pada perubahan fase kontaminan dari cair ke gas yang terjadi saat air yang mengandung senyawa organik volatil (VOC) direaksikan dengan udara. Dengan kata lain, kontaminan dihembuskan dari air ke udara. Pengolahan ini tergantung pada mudah larutnya atau ke larutan senyawa kontaminan, desain striper , dan efisiensi operasional. Dua jenis stripper yang sering dipakai adalah packed tower dan tray strippers. Pada laporan perencanaan ini akan digunakan metode air stripping tipe packed tower untuk memulihkan kualitas air tanah yang tercemar kloroform dengan konsentrasi 50 mg/L
Kata Kunci : Air tanah, VOC, air stripping tipe packed tower
1.1 PENDAHULUAN
Tanah yang kontaminasi oleh bahan kimia organik volatil (VOC) telah menjadi permasalahan lingkungan di banyak negara. Kontaminan tersebut masuk ke bawah permukaan sebagai akibat dari tumpahan, kebocoran dari tangki penyimpanan bawah
tanah, atau pembuangan limbah. Secara umum, VOC sangat beracun dan larut dalam air, dan kehadiran mereka di tanah menimbulkan ancaman ke air tanah. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa teknik remediasi in situ telah dikembangkan untuk tanah yang terkontaminasi oleh VOC, termasuk degradasi biologis, air stripping , vitrifikasi, dan sebagainya. Di antara teknik tersebut, air stripping menjadi salah satu yang paling cepat berkembang dalam teknik remediasi in situ dikarenakan biaya yang relatif rendah dan desain yang sederhana. Air stripping telah dipelajari oleh beberapa peneliti dan diuji secara ekstensif di lapangan, dan menunjukkan efektivitasnya sebagai teknik remediasi in situ. Air stripping adalah proses dimana cairan melakukan kontak dengan gas, biasanya udara, sehingga beberapa zat yang mudah menguap yang tidak diinginkan hadir di fase cair dapat dilepaskan dan terbawa oleh gas.
1.2 BAHAN DAN METODE
Metode sampling air tanah ini menggunakan acuan SNI 6989.58:2008
Peralatan yang perlu dibawa antara lain :
1. pH meter 2. konduktimeter 3. termometer 4. meteran 5. water level meter atau tali yang telah dilengkapi pemberat dan terukur panjangnya 6. Global Positioning System (GPS) 7. Alat pendingin Alat ini dapat menyimpan contoh pada 4°C ± 2°C 8. Alat penyaring 9. Alat ekstraksi (corong pemisah).
Persiapan wadah contoh untuk pengujian senyawa o rganik yang mudah menguap (Volatile Organic Compound, VOC), yaitu sebagai berikut:
1. cuci gelas vial, tutup dan septum dengan deterjen. Bilas dengan air biasa, ke mudian bilas dengan air bebas analit 2. bilas dengan metanol berkualitas analisis dan dikeringkan 3. setelah satu jam, keluarkan vial dan dinginkan dalam posisi terbalik di atas lembaran aluminium foil 4. setelah dingin, tutup vial menggunakan tutup yang berseptum.
Cara pengambilan contoh Pengambilan contoh untuk pengujian senyawa organik yang mudah menguap (Volatile Organic Compound, VOC), yaitu sebagai berikut:
1. selama melakukan pengambilan contoh untuk pengujian senyawa VOC, sarung tangan lateks harus terus dipakai, sarung tangan plastik atau s intetis tidak boleh digunakan 2. saat mengambil contoh untuk analisa VOC, contoh tidak boleh terkocok untuk menghindari aerasi, aerasi contoh akan menyebabkan hilangnya senyawa yang mudah menguap dari dalam contoh 3. bila menggunakan alat bailer:
Jangan menyentuh bagian dalam septa, buka vial VOC 40 ml dan masukkan contoh secara perlahan ke dalam vial hingga t erbentuk convex meniscus di puncak vial;
tutup vial secara hati-hati dan tidak boleh ada udara dalam vial;
balikkan vial dan tahan;
bila terlihat gelembung dalam vial, contoh harus diganti dan ambil contoh yang baru.
4. Seluruh vial diberi label yang jelas, bila menggunakan vial bening bungkus dengan aluminium foil dan simpan dalam tempat pendingin.
1.3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah dilakukan pengambilan sampel air tanah, maka dilakukan teknik pengolahan untuk mencapai standar kualitas air tanah yaitu 50 ppb, maka dilakukan metode air stripping tipe packed tower . Proses ini terdiri dari aliran counter-current dan udara melaluimaterial yang terbungkus. Packed tower terdiri dari drum silinder yang dilengkapi dengan inlet gas dan mendistribusikan ruang di bagian bawah; inlet cair dan distributor di atas; gas dan cairan outlet di bagian atas dan bawah, dan massa tambahan dari bentuk padat inert. Dalam sistem tradisional, air dipompa ke atas menara, dan dibiarkan mengalir ke bawah, sementara udara dipompa arus balik dari bawah menara. Kontaminan seperti amonia atau volatil senyawa organik (VOC) dialirkan keluar dari air ke udara aliran. Dalam prakteknya, dua metode yang digunakan untuk mencapai kontak antara fase sehingga transfer massa dapat terjadi: (1) continuous contact dan (2) stage contact . Setelah dilakukan teknik pengolahan dengan air stripping tipe packed water , tingkat konsentrasi koliform yang diketahui dari uji sampel dengan konsentrasi 50 mg/L dapat mencapai standar kualitas air tanah senilai 50 ppb.
1.4 KESIMPULAN DAN SARAN
Penggunaan metode air stripping tipe packed water lebih menguntungkan dibandingkan tipe tray dalam pemulihan kualitas air tanah, dikarenakan beberapa hal yaitu :
packed tower dikemas lebih ekonomis dan efektif untuk aliran yang lebih besar (di atas 50 gpm).
packed tower dikemas lebih ekonomis bila diperlukan penghilangan fraksi yang besar (lebih dari 98%)
packed tower dikemas lebih ekonomis ketika volatilitas VOC rendah untuk dihilangkan. VOC ini membutuhkan rasio udara / air yang lebih tinggi yang lebih baik ditangani dengan packed tower
b.
Perhitungan Teknis 1) Menentukan rasio minimum udara/air Untuk menentukan rasio minimum udara/air maka digunakan persamaan berikut
2) Menentukan rasio udara/air
Untuk menentukan rasio minimum udara/air maka digunakan persamaan berikut
3) Debit aliran udara stripping yang diperlukan Untuk menentukan debit aliran udara yaitu dengan mengalikan debit air dengan rasio udara/air
c.
Perencanaan Detail Teknis 4) Luas penampang melintang dari air stripper yang diperlukan
Dari luas tersebut, maka didapatkan diameter dari kolom stripping
5) Ketinggian packing tower yang dibutuhkan Dikarenakan dilakukan pembulatan nilai diameter menjadi 3 ft, maka akan didapatkan nilai luas penampang stripping yang baru yaitu
Menentukan nilai laju beban hidrolik pada kolom
Menentukan nilai HTU maka digunakan persamaan ber ikut
Menentukan nilai NTU maka digunakan persamaan berikut
Dimana
konsentrasi kloform yang masuk ke dalam tanah
baku mutu kloform yang ditargetkan untuk dicapai setelah terjadinya pemulihan
/remediasi
Sehingga dapat ditentukan ketinggian packing tower yang dibutuhkan yaitu
d.
Gambar Teknis Unit Pengolahan Air Stripping
