Screening / Penyaringan
Untuk menangkap padatan yang terikut dalam aliran limbah
Untuk menjaga / melindungi peralatan (pompa, valve, perpipaan) dari kerusakan atau penyumbatan.
Menjaga kehandalan dan efektivitas dari proses pengolahan.
Bar-Screen • Gap : 25 ~ 50 mm • Kemiringan (vert): 30 ~ 45o • Velocity : 0.3 ~ 1 m/dt
Mechanical-Screen • Gap : 15 ~ 75 mm • Kemiringan (vert): 0 ~ 30o • Velocity : 0.3 ~ 1 m/dt
Grit Removal / Penangkap pasir
Melindungi peralatan dari abrasi
Mengurangi deposit padatan pada saluran pipa dan kanal
Mengurangi deposit endapan pada tangki sedimentasi
Partikel Organik jangan mengendap pada Grit chamber
Type Grit Chamber Horizontal-Flow
Detention time :
1 ~ 2 menit
Square Horizontal-Flow
Square Horizontal-Flow
Contoh perhitungan Grit-Chamber
Volume Limbah sebuah Hotel adalah = 100 m3/hari
Rata rata waktu mengalir (flow time) limbah tsb adalah 14 jam (mis jam 6.00 s/d 20.00)
Berapa volume dan bagaimana konstruksi Grit-Chamber yang dibutuhkan ??
Perhitungan:
Peak Flow = 100 m3/14 jam = 7,14 m3/jam
Detention time diambil 1 menit Maka volume yang dibutuhkan =
(1/60) x 7,14 = 0.12 m3 atau kira kira 120 liter
Perhitungan:
Misal penampang air dalam bak kita tentukan (LxD) = 0,30 m x 0,30 m Luas penampang = 0,09 m2
Maka panjang bak = 0.12 m3 : 0.09 m2 = 1,3 m
Konst Grit-Chamber Screen
30 cm
30 cm 30 cm
130 cm
30 cm
Grease Trap / Perangkap Lemak
Mencegah penyumbatan pada saluran pipa
Meringankan beban kerja Microbia pada unit proses
Lemak yang menutupi permukaan air atau media biofilm, akan menghambat proses penyerapan oxygen
Grease Trap dibuat/ dipasang dekat pada sumber penghasil lemak (Dapur, Kantin, dlsb)
Detention time untuk Grease-trap bervariasi tergantung dari temperatur air limbah. Secara umum bisa diambil dari 10 menit sampai 60 menit
Diatur supaya tidak terjadi turbulensi
Konst. Grease Trap
Konst. Grease Trap
Damper
Contoh perhitungan Grease-Trap
Volume Limbah sebuah Asrama adalah = 10 m3/hari
Rata rata waktu mengalir (flow time) limbah tsb adalah 5 jam (mis pagi hari 3jam, siang 1 jam dan sore 1 jam)
Hitung dan desain kontruksi grease trap nya
Perhitungan:
Peak Flow = 10 m3/5 jam = 2 m3/jam
Detention time diambil 15 menit Maka volume yang dibutuhkan =
(15/60) x 2 m3/jam = 0.5 m3 atau 500 liter
Perhitungan:
Misal penampang air dalam bak kita tentukan (LxD) = 0,60 m x 0,60 m Luas penampang = 0,36 m2
Maka panjang bak = 0.5 m3 : 0.36 m2 = 1,4 m
0,6 m
1,4 m
0,6 m
Bak Equalisasi • Meratakan dan membagi volume pasokan limbah / influent ke unit pengolahan. • Meratakan beban organik dan kandungan lainya untuk menghindari shock load pada unit pengolahan • Meratakan pH • Meratakan kandungan padatan.
Desain Perhitungan Untuk
menentukan Volume Bak Equalisasi perlu diketahui : Pola aliran limbah ( Flow Pattern )
dari waktu ke waktu selama s iklus s uatu pros es yang dilakukan.
Jam Pengukuran
Pengukuran (Lt / menit)
Debit m3 / jam
Akumulasi m3)
08.00
50
3
3
09.00 10.00
40 62
2,4 3,72
5,4 9,12
11.00 12.00
310 270
18,6 16,2
27,72 43,92
13.00 14.00
140 90
8,4 5,4
52,32 57,72
• Hasil pengukuran dari buangan limbah setiap jam seperti pada tabel disamping.
15.00 16.00
110 80
6,6 4,8
64,32 69,12
17.00
150
9
78,12
18.00 19.00
230 305
13,8 18,3
91,92 110,22
20.00 21.00
380 200
22,8 12
133,02 145,02
• Hitung volume bak Equalisasi yang diperlukan untuk sistim pengolahan selama 24 jam
22.00 23.00
80 60
4,8 3,6
149,82 153,42
24.00 01.00
70 55
4,2 3,3
157,62 160,92
02.00
40
2,4
163,32
03.00 04.00
70 75
4,2 4,5
167,52 172,02
05.00 06.00
45 55
2,7 3,3
174,72 178,02
07.00
35
2,1
180,12
•Conto soal : • Proses
pada pabrik kulit Mandala setiap harinya hampir sama.
Cara Perhitungan Jam Pengukuran Pengukuran (Lt / menit)
Debit (m3/jam)
Akumulasi m 3)
Debit Pemompaan (m3/jam)
Selisih Debit / jam
08. 00
50
3
3
7. 505
-4. 505
09. 00
40
2. 4
5. 4
7. 505
-5. 105
10. 00
62
3. 72
9. 12
7. 505
-3. 785
11. 00
310
18. 6
27. 72
7. 505
11. 095
12. 00
270
16. 2
43. 92
7. 505
8. 695
13. 00
140
8. 4
52. 32
7. 505
0. 895
14. 00
90
5. 4
57. 72
7. 505
-2. 105
15. 00
110
6. 6
64. 32
7. 505
-0. 905
16. 00
80
4. 8
69. 12
7. 505
-2. 705
17. 00
150
9
78. 12
7. 505
1. 495
18. 00
230
13. 8
91. 92
7. 505
6. 295
19. 00
305
18. 3
11 110. 22
7. 505
10. 795
20. 00
380
22. 8
13 133. 02
7. 505
15. 295
21. 00
200
12
145. 02
7. 505
4. 495
22. 00
80
4. 8
149. 82
7. 505
-2. 705
23. 00
60
3. 6
153. 42
7. 505
-3. 905
24. 00
70
4. 2
157. 62
7. 505
-3. 305
01. 00
55
3. 3
160. 92
7. 505
-4. 205
02. 00
40
2. 4
163. 32
7. 505
-5. 105
03. 00
70
4. 2
167. 52
7. 505
-3. 305
04. 00
75
4. 5
172. 02
7. 505
-3. 005
05. 00
45
2. 7
174. 72
7. 505
-4. 805
06. 00
55
3. 3
178. 02
7. 505
-4. 205
07. 00
35
2. 1
180.12
7. 505
-5. 405
180. 12
-57. 565
Kebutuhan Vol Bak Equalisasi
57. 565
= 57,565 m3
Tambah 10%~20% untuk keamanan (shock load)
Flow patern Cara Grafik 190 180
Kebutuhan Vol bak Equalisasi =
170 160 150
V1 + V2 = 42 + 15
140
= 57 m3
130 ) 120 3 m110 ( i s 100 a l u 90 m u 80 k A 70
V1= 42 m3
Rate pengeluaran
60 50 40 30 20
V2= 15 m3
10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . . . . . . . . . . . . 8 0 2 6 8 2 0 2 2 2 4 2 0 4 6 0 1 1 1 4 1 1 0 0
Jam
Dengan perhitungan kasar:
Pada kasus flow patern tidak diketahui, volume bak equalisasi bisa diestimasikan secara kasar dengan rumus berikut:
V=
(
Q W
-
Q 24
)x
W
1+ Faktor Keamanan
V = Vol bak equalisasi (m3)
Q = Debit limbah per hari (m3/hari)
W = waktu produksi limbah (jam)
Contoh soal:
Jika debit limbah 100 m3/hari dengan waktu pengeluaran limbah 12 jam, dan faktor keamanan diambil 20%, maka bak equalisasinya :
V = {(100/12 – 100/24) x 12} x 1,2 = 60 m3
Bak Sedimentasi / Pengendapan • Prinsip dari pengendapan adalah : GAYA GRAVITASI • Gaya Gravitasi akan bekerja maximal jika tidak ada TURBULENSI dan VELOCITY pada air
Parameter utama untuk menghitung Bak Sedimentasi 1. S urface Loading : Hubungan antara volume limbah yang masuk selama 1 hari (m3) berbanding dengan luas permukaan bak / tangki (m2) surface overflow typical rate :
12 ~ 15 m3/m2.hari
2. Detention time : waktu yang dibutuhkan bagi partikel padatan (dalam limbah) untuk mengendap. Detention typical rate :
2.0~ 3 jam
3. Weir Loading : Weir loading perlu untuk menjaga permukaan air supaya tenang. Weir Loading typical :
< 36 m3/m.hari
100 mm
400 mm
Contoh soal:
Volume limbah suatu pabrik = 100 m3
Limbah dihasilkan selama 10 jam per harinya
Padatan dalam limbah akan diendapkan dahulu sebelum masuk ke secondary treatment.
BOD awal rata2 dari influent = 300 mg/lt
Hitung dimensi bak tersebut.
Perhitungan:
Kita ambil /tentukan dahulu parameter 2 nya:
Surface loading < 0.5~0,625 m3/m2.jam
Detention time = 2 jam
Weir loading < 36 m3/m.hari
Peak flow = vol limbah per hari / flow time = 100 m3 / hari : 10 jam = 10 m3/jam HRT = 2 jam Vol = 10 m3/jam x 2 jam = 20 m3
misal dibuat bak dengan ukuran PxLxD
= 4 m x 4 m x 1,5 m Vol = 24 m3
Luas penampang bak = 4 m x 4 m = 16 m2
Surface Loading = 10 m3/jam : 16 m2 = 0,625 m3/m2.jam 15 cm
weir
15 cm
2m
4,2 m
Panjang Weir = (4 – 0,3) x 4 = 14,8 m
Weir Loading = 100 m3/hari : 14,8 m = 6,75 m3/m.hari (OK)
Rekomendasi Pusteklim untuk proses Pretreatment
Pretreatment untuk IPAL Domestik maupun Industri kecil & Menengah di Indonesia, sebaiknya yang SEDERHANA, MURAH dan MUDAH pengoperasiannya.
Pretreatment dengan NATURAL flow jika fluktuasi air limbah baik debit dan organik loading nya tidak begitu besar, maka tidak perlu menggunakan FLOW CONTROL.
Screen
Grit Chamber
Bak Sedimentasi
Pengolahan Biologis
Pretreatment dengan FLOW CONTROL Pada kasus debit dan kwalitas limbah relatif besar, maka selain bak sedimentasi diperlukan bak equalisasi dan flow control, sehingga debit dan kwalitas limbahnya sudah lebih equal dan stabil. Flow control Screen
Grit Chamber
P Bak Sedimentasi
Bak Equalisasi
Pengolahan Biologis
Prinsip Dasar dari berbagai sistem
Pengolahan Limbah secara
Biologis
Prinsip Pengolahan Limbah secara Biologis Type Tumbuh
Melayang / Suspended Biomass
Melekat / Attach Biomass
Aerobic
AnAerobic
Treatment
Treatment
• Activated Sludge •Oxidation Ditch • Aerated Lagoon •SBR •RBC •Trickling Filter •Contact Aeration
•Septic Tank •Baffle ST •UASB
E V I T A T L U C A • Anaerobic Filter F
Septic Tank
Septic Tank
Septic Tank merupakan teknik pengolahan limbah yang lazim digunakan di dunia khususnya untuk pengolahan limbah skala kecil atau Rumah tangga.
Pada intinya proses yg terjadi adalah:
Sedimentasi (pengendapan)
Stabilisasi bahan yang diendapkan lewat proses anaerobik
Skema Umum Konstruksi Septic Tank
Scum
Supernatant
Sludge
Terdiri dari 2 ruang/chamber atau lebih dengan ruang pertama berkisar antara 50% - 70% dari total volume design
SEPTIC
TANK
Perhitungan dlm Men - Desain
Dalam melakukan desain terdapat beberapa data yang harus diketahui (design criteria): Berapa jumlah limbah yang akan diolah setiap
harinya ?? ……. m3/hari Rata rata jumlah limbah tersebut mengalir ?
berapa jam setiap harinya ??? …… jam …sehingga debit/jam nya berapa … m3/jam (peak flow) Kandungan BOD dan COD nya berapa ?? Berapa lama limbah disuruh menginap di septic
tank (istilah teknik nya adalah HRT) …. Jam ….. Untuk konst septic tank antara 18 - 24 jam
Perhitungan dlm Men - Desain Seterusnya adalah ratio antara bahan padat
terendapkan dan COD (istilah sono nya adalah ratio SS/COD) ……. mg/l /mg/l ….. Untuk limbah domestik ratio ini berkisar antara 0.35 ~ 0.45 Berikutnya yang perlu diketahui atau
ditetapkan adalah interval untuk pengurasan lumpur …. Sekali tiap tahun, sekali tiap dua tahun, …atau mau tiap hari ??
Untuk mudahnya mari dipraktekkan dengan contoh:
Limbah dari suatu asrama = 13 m3/hari Setelah diamati rata rata setiap harinya mengalir dari jam 7.00 s/d 19.00 = 12 jam
Hasil analisa laboratorium; BOD = 340 mg/ltr sedangkan COD = 630 mg/ltr
Agar tidak repot pimpinan asrama menetapkan bahwa pengurasan (desludging interval) adalah sekali setiap tahun
Sebagai perencana anda menetapkan HRT sebesar 18 jam dan SS/COD ditetapkan berdasar pengalaman empiris sebesar 0.42
Hitung kons truks i, s kets dan perk iraan kwalitas effluent ? ? ? ?
Perhitungan : 1. Peak Flow rate =
13 m3/ 12 jam = 1.08 m3/jam
2. Pengurangan COD karena pengendapan tergantung pada lamanya waktu settling. Dalam kasus kita waktu settling = 18 jam (HRT) …Untuk limbah domestik hubungan antara waktu settling dengan pengurangan COD dapat dilihat pada grafik empiris sbb: n a p a d n e g n e P i l n a a g g n n e e P d r D o O t k C a F l a v o m e R k u t n U
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0
5
10
15
20
25
30
35
40
Perhitungan :
Faktor pengali = 0.48 Pengurangan COD (COD removal rate) = (SS/COD ratio : 0.6) x factor pengali (0.42/0.6) x 0.48 = 0.33 (atau 33%)
Angka empiris untuk septik tank = 0.6 sedangkan untuk imhoff tank = 0.5
Maka COD effluent adalah: (100% - 33%) x 630 = 422.1 mg/ltr
Dengan demikian setelah diolah COD effluent yang
dapat anda harapkan adalah berkisar pada 422
mg /ltr
Perhitungan :
Berikutnya adalah berapa pengurangan BOD yg bisa diharapkan ?
Pengurangan BOD tidak linear dengan pengurangan COD. Untuk limbah domestik hubungan empiris dapat dilihat pada Graf 2 1.15
r o t k a F
1.1
1.05
1 35%
45%
55%
Ketemu berapa ?? = 1.06
65%
75%
85%
95%
COD removal %
Perhitungan :
Maka Pengurangan BOD (atau BOD removal) adalah:
1.06 x COD removal
1.06 x 33% = 35%
Perkiraan BOD dari effluent adalah: (100% - 35%) x 330 214.5 mg/ltr
Perhitungan :
Berikutnya adalah langkah untuk menghitung dimensi septic tank.
Pada intinya dimensi septic tank adalah untuk memberikan tempat agar limbah dapat menginap sesuai HRT yg ditetapkan dan
agar bisa menampung lumpur yg terjadi selama interval pengurasan yg kita inginkan
Jadi BOD masuk - BOD keluar = BOD yg diendapkan yg seterusnya menjadi lumpur.
Masalahnya adalah:
Setiap gram BOD menjadi lumpur berapa liter ??
Bila disimpan lama volume lumpurnya tetap atau berkurang gara gara termampatkan ??
Perhitungan :
Untuk limbah domestik setiap gr BOD akan menjadi 0.005 liter lumpur/sludge
Jika disimpan maka lumpur termampatkan hingga volumenya berkurang dan hubungan nya lihat graf 3 100%
e g d u l S e m u l o V t n e c r e P
90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0
20
40
60
80
100
120
Bulan
Untuk 12 bulan = 0.83 atau 83%
Perhitungan :
Karena itu = 83% x 0.005 = 0.0042 ……..(satuannya adalah ltr/gr BOD removal)
Patokan Dasar dimensi Septic Tank :
Volume lumpur dalam waktu setahun (12 bln) = 0.0042 lt/gr x (330-214.5) x 12 bln x 30 hr x 13 m3 = 2270 lt = 2.27 m3
Karena HRT yg ditetapkan adalah 18 jam, maka volume yang dibutuhkan untuk menginapkan limbah selama 18 jam adalah: 18 Jam x (13/24) = 9,75 m3
Maka volume yg dibutuhkan agar sistem tetap bekerja dengan baik sampai waktu desludging adalah : 2.27 + 9,75 = 12 m3
Perhitungan :
Jika Lebar dan dalam dari bak ditentukan = 2 meter
Panjang septic tank = 12 m3 : (2x2) = 3 m
perbandingan volume ruang 1 dan ruang 2 adalah 2:1
panjang Ruang 1 = 2 m panjang ruang 2 = 1 m
Berdasar perhitungan yg telah anda kerjakan skets konstruksi nya sbb: Vent 60
60
0 0 1 0 0 2
200
0 0 1
5 3 5 1
23
Gas opening
23
100 5 1
60
90
0 3
90
SEPTIC
TANK
IMHOFF TANK
Imhoff Tank Prinsip Kerja Imhoff Tank
Pada prinsipnya cara kerja dan proses dalam imhoff tank adalah sama dengan septik tank, yaitu pengendapan dilanjutkan dengan stabilisasi lewat proses anaerobik
Kelebihan imhoff tank dibandingkan dengan septik tank: Effluent yang dihasilkan sudah tidak bau lagi, karena tidak terjadi kontak antara limbah yang masuk dengan sludge/lumpur. Bagaimana agar tidak terjadi kontak antara limbah baru dan lumpur? Limbah baru dan lumpur dipisahkan dengan cara membuat konsruksi miring/ tirus seperti sketsa di bawah ini
Chamber 1 (Flow Tank)
Pot. Melintang
Pot. Memanjang
Imhoff Tank
Imhoff Tank
Kekurangan Imhoff tank dibandingkan dengan septik tank: Konstruksinya lebih rumit, akibatnya untuk konstruksi yang kecil (< 4m3 /hari) tidak mungkin, karena ruang pemisah akan menjadi kecil dan sulit dibersihkan
Effisiensinya berkisar 25% - 50% COD removal
Untuk lebih jelasnya mari kita lihat contoh berikut ini: Jumlah air limbah yang ada adalah: 25m3 Dari pengamatan yang dilakukan limbah mengalir dari jam 07.00-19.00 = 12 jam Dari hasil test lab diketahui BOD = 340 mg/liter , COD = 630 mg/liter HRT pada chamber 1 atau flow tank = 2 jam Interval pengurasan ditetapkan = 12 bulan, agar tidak terlalu merepotkan. Berdasar beberapa penelitian terhadap limbah domestik di berbagai negara berkembang , ratio SS/COD terendap berkisar antara 0.35 - 0.45, untuk kasus ini ditetaplkan ratio sebesar 0.42 Hitung volume dan dimensi, skets konstruksi, dan perkiraan kwalitas effluent dari Imhoff tank?
Perhitungan,…... 1. Flow rate = 25/12
= 2.08 m3 /jam
2. HRT pada flow tank = 2 jam, Mengapa kita tentukan 2 jam? Karena fungsi flow tank hanya sebagai sarana untuk mengendapkan suspended solid sebelum kemudian terperosok ke dalam chamber 2
n a p a d n e g n e P i l n a a g g n n e e P d r D o O t k C a F l a v o m e R k u t n U
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0
5
10
15
20
25
30
35
40
Waktu settling (jam)
Perhitungan,…… removal COD removal rate = (ratio SS/COD terendap/0.5) x faktor pengali = (0.42/0,5) x 0.33 Angka empiris untuk septik tank = 0.6 = 0.27 = 27% sedangkan untuk imhoff tank = 0.5 Kadar COD dari effluent = (100% - 27%) x 630 = 460 mg/liter Jadi dari pengolahan dengan imhoff tank ini COD effluent yang dapat kita harapkan sekitar 460 mg/liter
Perhitungan,….. Penurunan BOD tidak otomatis sama dengan penurunan COD, untuk limbah domestik hubungan empirisnya adalah sbb 1.15
r o t k a F
1.1
1.05
1 35%
45%
55%
65%
75%
85%
95%
COD removal (%) Untuk COD removal dibawah 50%, faktor pengalinya 1.06 BOD removal rate = COD removal rate x faktor pengali = 27% x 1.06 = 28.62 % Kadar BOD effluent = (100%-28.62%) x 330
Perhitungan: Berapa volume dari flow tank? Volume Flow tank = peak flow rate limbah x HRT flow tank = 2.08 m3 /jam x 2 jam = 4.16 m3 Bila kita tentukan lebar flow tank = 1.5 meter, maka sketsa dan cara perhitungan flow tank dapat dilihat di bawah ini. 1.5 m
Sudut kemiringan dianjurkan 60o
m 3 . 0
a = (1.5/2) x tangen 60 o = 1.3 meter a
Luas = (1.5 x 0.3) + (1.5 x 1.3 /2) = 1.425 m2 Karena kebutuhan volume flow tank = 4.16 m 3 Maka Panjang (L) = 4.16 / 1.425 = 2,92 m = 3 meter
Perhitungan • Langkah selanjutnya adalah penghitungan volume chamber 2 • Chamber 2 pada prinsipnya adalah bak untuk menyimpan lumpur yang dihasilkan dari limbah tersebut. Oleh karena itu jumlah lumpur yang akan dihasilkan selama periode tertentu (desludging interval) perlu dihitung. • Seperti biasa lumpur bila disimpan akan terjadi pemampatan dan Persent pemampatan sludge vs waktu dapat dilihat pada grafik sbb: 100%
e g d u l S e m u l o V t n e c r e P
90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0
20
40
60
80
100
120
Bulan
Melihat grafik di atas, jika desludging interval adalah 12 bulan maka akan diperoleh faktor 83 %
Perhitungan: • Tiap gram BOD removal menghasilkan 0.005 liter lumpur, dan bila disimpan selama 12 bulan maka akan termampatkan menjadi 83% nya, maka • Volume sludge (liter) dibanding BOD removal setiap gramnya = 0.005 x 83% = 0.0042 liter • Jumlah sludge selama periode pengurasan = 12 bln x 30 hr x 25m3 x (330-235.5)/1000mg/ltr x 0.0042 = 3.6
m3
Berapa meter lebar chamber 2 ?? Yang harus diperhatikan dalam pembuatan chamber 2 ini adalah jarak flow tank dari tepi bak. Hal ini penting berkaitan dengan pekerjaan desludging Jarak yang memungkinkan pekerjaan desludging dilakukan adalah 55 cm. Jarak tersebut bisa berbeda antara bagian kanan dan bagian kiri, seperti terlihat pada gambar.
Flow Tank terletak di tengah-tengah bak
Flow Tank terletaklebih dekat ke satu sisi bak
Flow Tank menempel di salah satu sisi bak
Berapa meter lebar chamber 2 ?? Untuk kasus ini misalnya kita pilih model ke tiga. Jarak dinding ke flow tank 0.6 m.
Maka total lebar bagian dalam chamber 2 adalah = 0.6 + 1.5 = 2.1 meter
Berapa tinggi Imhoff tank?
Untuk memperhitungkan tinggi imhoff tank kita harus menghitung timbunan sludge terlebih dahulu agar timbunan sludge tersebut tidak menutupi moncong flow tank.
Jumlah sludge yang terbentuk adalah 3.6 m3.
Tinggi timbunan sludge = volume sludge /luas = 3.6 m3 / (2.1m x 3m) = 0.57 m = 0,6 meter
Jadi selama setahun akan terjadi timbunan sludge setinggi 0.6 meter.
Dengan demikian ketinggian imhoff tank sampai posisi pipa outlet adalah: = 0.6 meter + 1.3 meter + 0.3 meter + 0.4 m (freeboard) = 2.6 meter
Gambar sketsa dari contoh soal tersebut dapat dilihat di bawah ini 0.6
1.50 m
0 4 . 0 0 3 . 0 3 . 1
6 . 0
2.1 m
3m
Pot. Memanjang Pot. Melintang
Septik Tank Susun Anaerobic Baffle Reactor /ABR
Baffled Septic Tank
CONTOH SKETSA SEPTIC TANK SUSUN 1
2
3
4
5 h
L
Di ruang pertama terjadi proses settling (sama seperti septik tank biasa) Di ruang berikutnya penguraian kandungan organik terjadi dengan cara mengontakan limbah dengan akumulasi mikroorganisme Septik Tank Susun yang baik minimum mempunyai 4 chamber.
Prasyarat Dasar !! 1. Bila waktu kontak (yang ditunjukkan dengan Kecepatan aliran ke atas/uplift velocity) di dalam bak terlalu cepat, maka proses penguraian kurang baik,
Kecepatan uplift max = 2 m/jam
2. Untuk mencapai hasil yang ideal, artiny ar tinya a limbah dapat berkontak secara merata dengan dengan lumpur/ mikrobia maka:
L (Panjang bak) bak) = 0.5 ~ 0.6 D (Kedalaman bak) 3.
HRT minimum 8 jam
masih bingung tooo ???
Conto soal….. Volume limbah dari suatu komplek = 25 m3 /hari Lamanya limbah mengalir = 12 jam/hari Kadar BOD = 390 mg/liter ; kadar COD = 690 mg/liter HRT pada sedimentasi (septik tank) = 2 jam Desludging interval ditetapkan = 18 bulan, Ratio SS/ COD removal = 0.42 Hitunglah :
Ukuran dari baffled reaktor dan skets konstruksinya?
Perhitungan,……. Pertama hitunglah SEDIMENTASI AWAL (misal pakai konst. Septic Tank)
1. Peak flow = 25 m3 / 12 jam = 2,08 m3/jam 2. Penghitungan COD effluent. lama pengendapan mempengaruhi pengurangan COD - jika ditentukan HRT = 2 jam, maka akan diperoleh faktor pengali sebesar 0.32 (lihat grafik 1)
COD removal dalam septik tank = (ratio SS terendap/COD)/0.6 x faktor pengali = (0.42/0.6) x 0.32 Angka empiris untuk septik tank = 0.6 sedangkan untuk imhoff tank = 0.5 = 0.22 = 22% C OD effluent dari s eptik tank = (1-0.22) x 690 = 538 mg/liter
Perhitungan,……. Penghitungan BOD removal tidak identik dengan COD removal. Pada grafik 2 dapat dilihat untuk COD removal kurang dari 50 %, diperoleh faktor = 1.06, maka: BOD
removal dalam chamber 1 = 1.06 x COD removal = 1.06 x 22 % = 23% BOD effluent = BOD removal x BOD awal = (1-0,23) x 390 = 300 mg/liter
Jadi BOD limbah yang keluar dari pengendapan dan masuk ke baffled reaktor
: 300 mg/liter
Perhitungan,……. Sekarang mari kita hitung dimensi Bak pengendapan Fungsi bak pengendapan adalah untuk menimbun lumpur, maka untuk mengetahui volume bak pengendap kita harus terlebih dahulu menghitung volume lumpur yang dihasilkan. • 1 gram pengurangan BOD akan menghasilkan 0.005 liter lumpur . • Seperti dijelaskan pada grafik 3 lumpur yang disimpan selama 18 bulan akan menyusut tinggal 72% nya • Sehingga lumpur yang terbentuk dari tiap gram BOD = 0.005 x 72% = 0.0036 liter/gram BOD removal • Volume Lumpur yang terjadi = 18 bln x 30 hr x 25m 3 x (390-300)/1000 mg/ltr x 0.0036 = 4.37 m3 • HR T yang ditetapkan adalah 2 jam, dan flow rate limbah = 2.08 m3 /jam, maka volume yang dibutuhkan untuk menginapkan limbah selama 3 jam = 2 x 2.08 = 4.16 m3
Perhitungan,……. • Maka Volume bak pengendapan: = 4.37 + 4.16 = 8.53 m3 • Misal lebar Bak ditetapkan = 2 m, dan kedalamannya = 2 m, • maka panjang Bak = 8.53/ (2 x 2) = 2.13 m dibulatkan = 2.1 m • Surface Loading = 2.08 m3/jam : (2.1m x 2m) = 0.495 m3/m2.jam (< 0,5 m3/m2.jam) OK
Perhitungan selanjutnya,….. Setelah selesai menghitung dimensi Pengendapan awal berikutnya kita akan menghitung BAFFLE-REACTOR. Graf – 4. Efisiensi pengurangan COD terhadap HRT (pengolahan Anaerobic)
ABR
Perhitungan selanjutnya,….. • Lihat Graf-4, misal HRT pada ABR = 10 jam, maka efisiensi pengurangan COD nya = 52% • Dengan HRT 10 jam, maka vol tangki reaktor = 10 jam x 2,08 m3/jam = 20.8 m3 • Jika kedalaman bak ABR sama dengan bak sedimentasi = 2 m, Parameter panjang bak L = 0,5 D, panjang bak (L) = 0,5 x 2 m = 1 m • Dimensi 1 buah bak nya PXLXD = 1m x 2m x 2m. Vol tiap bak = 4 m3 • (Cek) Upflow felocity = 2,08 m3 : (1m x 2m) = 1,04 m/jam (< 2m/jam, OK) • Maka jumlah bak ABR = 20,8 m3 : 4 m3 = 5,2 5 bak • HRT jadi = (4m3 x 5bak) : 2,08 m3/jam = 9,6 jam
Konstruksi ABR
Baffle Septic Tank
ANAEROBIC FILTER
Anaerobic Filter Anaerobic filter adalah sistim pengolahan limbah yang menggunakan media yang berfungsi sebagai filter sekaligus tempat menempelnya bakteria. Prinsip kerjanya: • Menguraikan bahan yang tidak terendapkan dan bahan padat terlarut dengan cara meng-kontak-kannya dengan surplus mikroorganisme, kemudian mikroorganisme tersebut akan menguraikan bahanbahan padat terlarut (dissolved solid) dan bahan padat terdispersi (dispersed solid) yang ada dalam limbah
Nama Keren lainnya :
Fixed Bed Reactor Fixed Film Reactor
ANAEROBIC
FILTER
FILTER Apa yang Dimaksud dengan filter? • Filter adalah media dimana Mikrobia dapat menempel dan limbah dapat lewat • Polutan dalam limbah akan diuraikan oleh mikrobia tsb sehingga terjadi pengurangan kandungan organik pada effluent
Disebut juga dengan nama : • Bio-Filter • Bio-Film
MEDIA Bagaimana media yang baik? • Makin luas permukaannya makin baik fungsinya • Tetapi bila Media nya terlampau kecil, setelah mikrobia tumbuh maka akan menyebabkan blocking • Media yang baik luas permukaannya berkisar antara 100 - 300 m2 • Suatu media dapat dikatakan baik bila mempunyai Specific Surface Area (SSA) yang luas dan Void Ratio (VR) yang tinggi.
Bagaimana menghitung VOID RATIO Ambil
ember, isi penuh dengan air (misal 10 lt) Kosongkan ember, isi dengan media yang akan diukur sampai tanda batas tsb Masukan air sampai tanda batas tsb. Dan ukur vol air tsb. (mis 4 lt)
Maka Void Ratio = 4/10 atau 40%
Menghitung Surface Area • Faktor yang mempengaruhi surface area: • Bentuk dari media • keteraturan bentuk media • Porositas media, makin tinggi surface are makin luas Contoh: Media yang digunakan adalah kelereng dengan diameter 3 cm Volume kelereng = 1/6 d3 Luas permukaan kelereng = d2 Jika Void Ratio = 40 % volume media adalah 6 liter = 6000 cm3 Jadi jumlah kelereng yang digunakan = Vol media / vol kelereng = 6000/14.83 = 405 buah Surface areanya = jumlah kelereng x luas permukaan tiap kelereng = 405 x 28.26 = 11.445 cm 2 /10 liter = 1.144.500 cm2 /m3
= 114,45m2 /m3
Plus & Minus Anaerobic Filter •
•
•
Jika anerobik filter ini di disain dan dioperasikan dengan baik maka pengurangan BOD dapat mencapai 70%-90% Sistim ini cocok untuk menangani limbah domestik dan industri dengan TSS rendah Tetapi limbah industri dan domestik tidak dijamin selalu memiliki TSS rendah, maka
Biasanya sebelum masuk ke anaerobik filter limbah diendapkan terlebih dahulu (septic tank, Imhoff tank)
Untuk menghindari resiko blocking maka biasanya anaerobik filter digunakan sebagai secondary treatment, seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Septic Tank
Anaerobic Filter
Sebagai Primary Treatment
Sebagai Secondary Treatment
Untuk mempermudah pemahaman tentang design criteria dari anaerobik filter dapat kita lihat contoh soal berikut:
Volume limbah dari suatu asrama = 25 m3/hari Lamanya limbah mengalir = 12 jam/hari Kadar BOD = 390 mg/liter ; kadar COD = 690 mg/liter Ratio SS/ COD removal = 0.42 Untuk menghindari blocking dipilih septik tank untuk mengendapkan HRT pada septik tank = 2 jam, HRT pada Anaerobic filter = 24 jam Desludging interval ditetapkan = 36 bulan, untuk menghemat waktu dan tenaga. Hitunglah : Perkiraan kwalitas effluent??? Skets Konstruksi IPAL tersebut??
Perhitungan,……. PERTAMA HITUNG PENGENDAPAN AWAL (septik tank) : 1. Flow rate = 25 m3 / 12 jam = 2.08 m3/jam 2. Penghitungan COD effluent. HRT = 2 jam, lihat grafik 1, diperoleh faktor pengali sebesar 0.32
COD removal dalam septik tank = (ratio SS terendap/COD) / 0.6 x faktor pengali = (0.42/0.6) x 0.32
Angka empiris untuk septic tank = 0,6
= 0.22
imhoff tank = 0,5
Selanjutnya lihat graf 2, faktor BOD/COD removal pada pengendapan 1,06
BOD removal pada settling = 22% x 1,06 = 23% = 0,23 Kandungan COD dan BOD yang masuk ke Anaerobic Filter adalah : COD = (1 – 0,22) x 690 = 538 mg/lt BOD = (1 – 0,23) x 390 = 300 mg/lt
Perhitungan,……. Sekarang mari kita hitung dimensi septik tank,…. • 1 gram BOD removal akan menghasilkan 0.005 liter lumpur . • Seperti dijelaskan pada grafik 3 lumpur yang disimpan selama 36 bulan akan menyusut tinggal 50% • Sehingga lumpur yang terbentuk tiap gram BOD removal = 0.005 x 50% = 0,0025 ltr / gram BOD removal • Volume lumpur yang terjadi = 36 bln x 30 hr x 25m3 x (390-300)/1000 mg/ltr x 0.0025
= 6.1 m3 • HRT yang ditetapkan adalah 2 jam, dan flow rate limbah = 2.08 m3/jam, maka volume yang dibutuhkan untuk menginapkan limbah selama 2 jam = 2 x 2.08 = 4,16 m3
Perhitungan,……. Jadi kebutuhan bak sedimentasi (untuk menyimpan lumpur selama 3 tahun dan untuk menyimpan limbah selama 2 jam )
= 6.1 + 4.16 = 10.26 m3, dibulatkan = 10 m3
Kita tentukan dulu Lebar bak (L) = 2 m, dan dalam bak (D) = 2 m, maka panjang bak (L) = 10,26 : (2X2) = 2,56 m 2,6 m
• Surface Loading = 2,08 m3/jam : (2,6m x 2m) = 0,4 m3/m2.jam (< 0,5 m3/m2.jam, OK)
Perhitungan,…….selanjutnya Setelah urusan menghitung volume septik tank selesai , sekarang kita akan mulai menghitung volume anaerobik filter 1. Misalnya kita pakai media dengan spesifikasi
Specific Surface Area = 150 m 2/m3 Void Ratio = 95% 2. HRT kita tentukan = 24 jam
Untuk perhitungan Anaerobic filter ada 5 faktor yang mempengaruhi kerja sistim, untuk mempermudah perhitungan maka faktor –faktor tersebut sudah dikemas dalam bentuk grafik
•
Faktor 1
•
Hubungan antara temperatur dan COD removal digambarkan pada grafik berikut ini
f i t a r l e u r t l e a r v e o p m m e e r T D p a O d C a r h o r e t t k a F
1.10 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 10
15
20
25
Umumnya Suhu di Indonesia rata-rata sehingga faktor yang dipakai adalah 1
30
35
Temperatur oC di atas 25oC,
Faktor 2 •
•
Proses penguraian pada anaerobik filter juga dipengaruhi oleh kandungan COD awal (waste water strength). Hubungan tersebut diperlihatkan pada grafik di bawah ini 1.10 1.05 1.00
r o t k a F
0.95 0.90 0.85 0.80 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
COD (mg/liter)
Pada contoh ini kandungan COD yang masuk anaerobik filter adalah 538 mg/liter, jadi diperoleh faktor = 0.92
Faktor 3 •
•
Luas surface area filter sangat mempengaruhi kemampuan anaerobik filter dalam proses penguraian. Hubungan tersebut ditunjukkan pada grafik sbb: 1.10 1.05 1.00 r o t k a F
0.95 0.90 0.85 0.80 0
50
100
150
200
250
SSA dlm m2/m3
Dalam kasus ini surface area ditentukan 150 m2, maka diperoleh faktor = 1,02
Faktor 4 •
Seperti halnya dalam septik tank, pada anaerobik filter, HRT juga sangat mempengaruhi COD removal.
•
Hubungan HRT dan COD removal dapat dilihat pada grafik di bawah ini 80% 75%
l a v o m e r D O C r o t k a F
70% 65% 60% 55% 50% 45% 40% 0
20
40
60
80
100
HRT (jam)
Pada contoh kasus ini kita tentukan HRT nya = 24 jam, maka akan diperoleh faktor = 68%
Faktor 5 • Variabel lain yang cukup mempengaruhi adalah jumlah chamber. • Makin banyak jumlah chamber, walaupun volume effectivenya sama akan memberikan hasil 4% lebih effisient per chambernya. • Sebagai contoh dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
1 chamber
3 chamber
Tapi jangan nekat ...bila terlalu banyak jumlah chamber akan menyulitkan pembuatan konstruksinya. Untuk kasus ini kita tetapkan 3 chamber.
Perhitungan,……. COD removal
= f. temperatur x f.strength x f.surface area x f. HRT x (1 + (3 x 0.04)) = 1 x 0.92 x 1,02 x 0.68 x ( 1 + 0.12) 3 chamber = 0.71
Bila hasil > 0.9, gunakan angka 0.9 sebagai upper ceiling untuk COD removal dalam sistim anaerobik filter.
Bila hasil < 0.9, gunakan hasil tersebut yang digunakan untuk perhitungan.
•
Pada kasus ini hasil < 0.9, maka
•
Kandungan COD effluent setelah diolah dengan anaerobik filter = (1 - 0.71) x 538
= 156 mg/liter
Perhitungan,……. Berapa BOD removal? Untuk memperoleh faktor pengali BOD removal, dapat dilihat grafik 2 yang menunjukkan hubungan COD removal dan BOD removal. Untuk COD removal = 71 %, diperoleh faktor 1.1 Jadi BOD removal
= faktor pengali x COD removal = 1.1 x 71% = 79%
Kandungan BOD effluent = (1 – 0.79) x 300
= 63 mg/liter Berapa ukuran volume anaerobik filter? = HRT pada anaerobik filter x vol limbah per hari/ 24 jam = 30 jam x 25 m3/24jam = 31.25 m3
!!!!..... BOD effluent yang bisa dicapai dengan pengolahan secara Anaerobic maximal hanya berkisar antara 100 mg/lt sampai 70 mg/lt, Sehingga jika hasil dari perhitungan secara empiris seperti diatas hasilnya < 70 mg/lt, pakailah basis pada 70~100 mg/lt Hasil dari perhitungan BOD effluent = 63 mg/lt, Misal kita ambil sebagai basis perhitungan
70 mg/lt
Selanjutnya kita hitung dimensi nya: Dimensi Sedimentasi awal (Septik Tank) • Volume settling = 10 m3, misal kita tentuka lebar bak (L) = 3 m dan dalamnya (D) = 2 m • Maka panjang (L) = 10 m3 : (3m x 2m) = 1,66 m dibulatkan (L) = 1,8 m ( Konstruksinya 1 ruang saja )
Dimensi Anaerobic Filter • Dibuat 3 buah chamber dengan dimensi tiap chamber PXLXD = 3m x 3 m x 2m
