JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN Kampus C- Cimanngis, Jakarta Timur Telp. 021 – 7244722 E-mail :
[email protected] Website : www.ftspjayabaya.com
MATERI KULIAH
Ir. H. darmadi. mm
01/06/2015
SILABUS TEKNIK PENYEHATAN Tujuan
:
Memberikan pengenalan kepada mahasiswa berkaitan dengan ruang lingkup bidang Teknik Penyehatan.
Silabus
:
Pendidikan Teknik Penyehatan, adalah pengenalan lingkup bidang tugas sarjana, ilmu PENYEHATAN dan pengertian ilmu teknik penyehatan, pengenalan bidang penyediaan air minum, pengelolaan air limbah, persampahan, teknologi pengelolaan kualitas PENYEHATAN.
Pustaka
:
1. Ehler, Municipal and Engineer, McGraw-Hill, New York , 1965. 2. Buku Teknik Penyehatan, Ir. Budi Kamulyan, Msc, UGM-Yogyakarta, 1986. 3. Salvato, Environmental Engineering and Sanitat ion, John Wiley.
SEJARAH PERKEMBANGAN ILMU TEKNIK PENYEHATAN
Bahan Kuliah
Oleh :
Ir. H. Darmadi, MM
BIDANG-BIDANG TEKNIK LINGKUNGAN
Asal usul teknik PENYEHATAN : KESEHATAN MASYARAKAT
TEKNIK LINGKUNGAN
Kesehatan LINGKUNGAN
Bidang-bidang yang dipelajari :
BangunanAir Basah
Teknik Penyehatan
air bersih air limbah sam pah
TEKNIK SIPIL
tanah
udara
Bangunan Gedung Kering Jalan dan Jembatan
Rekayasa Perkotaan PLANOLOGI
Tata Ruang
Definisi Lingkungan a. Sederhana : sekitar seseorang/sesuatu b. Umum : atmosfer, hidrosfer, litosfer, biosfer
Yang dipelajari air bersih dan air limbah (sumber, karakteristik, pengolahan & sistem penyaluran)
1
01/06/2015
LAHIRNYA REKAYASA/TEKNIK PENYEHATAN Biosfer mempunyai kemampuan untuk menerima, mengasimilasi dan mendaur ulang limbah (contoh self purification). Namun dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk dan beragamnya aktivitas manusia yang berakibat semakin banyak dan kompleksnya limbah, maka kemampuan biosfer menjadi terbatas. Manusia harus bertangg ungjawab. Para ahli membuat rekayasa (teknik) lingkungan untuk mempertahankan kualitas biosfer itu sendiri. Proses rekayasa (teknik) lingkungan umumnya mengadopsi dari proses alam.
PENYEHATAN / SANITASI • ialah pengendalian semua faktor dalam lingkungan fisikmanusia yang melakukan atau dapat melakukan suatu efek merugikan atas perkembangan fisik, kesehatan dan kelangsungan hidup manusia contoh : Air Bersih – Sampah – Limbah
PENGERTIAN TEKNIK PENYEHATAN (Environmental Engineering)
LINGKUNGAN • ialah semua faktor luar, fisik dan biologis yang secara langsung berpengaruh pada ketahanan hidup, pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi organisme. • LINGKUNGAN HIDUP – ialah kesatuan ruang dengan semua benda, daya keadaan dan makhluk hidup, termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan perikehidupan dan ke-sejahteraan manusia serta makhluk hidup lainnya.
Teknik PENYEHATAN adalah :
Salah satu cabang ilmu teknik yang merekayasa usaha-usaha pengolahan air demi peningkatan kualitas hidup untuk mencapai kesehatan dan kesejahteraan umat manusia.
Oleh sebab itu dalam teknik penyehatan ini pokok bahasan yang akan ditinjau adalah mengenai
a.
air bersih atau air minum
b.
Air limbah atau air buangan
c.
Persampahan
2
01/06/2015
INTERAKSI MANUSIA DAN LINGKUNGAN
INTERAKSI MANUSIA DAN PENYEHATAN 2.
1. Pengaruh Ma nusia Terhad ap Lingkung an Manusia merupakan mahluk hidup yang mempunyai kelebihan akal dan berpikir, mempunyai kemampuan lebih dari mahluk lain, sehingga mampu mengeksploitasi sumberdaya alam melebihi daya dukung alam.
Eksploitasi sumberdaya alam yang dilakukan oleh manusia digunakan untuk memproduksi suatu barang/produk, disadari atau tidak produk sampingan yang dihasilkan berupa bahan polutan (sumber pencemaran) yang melebihi nilai ambang batas yang dapat mengganggu keseimbangan lingkungan.
Pengaruh lingkungan Terhadap Manusia Ketidak seimbangan lingkungan dapat berdampak terhadap manusia : a. Gangguan terhadap kesehatan akibat menurunnya kualitas lingkungan (air, tanah, udara, dsb). penyakit infeksiakibat kualitas lingkungan yang buruk seperti penyakit diare, disentri, kolera, TBC, typus, flu burung, DBD, malaria, dan sebagainya. penyak it non infeks , idisebabkan oleh “ non living organism” seperti : zat-zat kimia, radioaktif, debu, panas, logam berat dan sebagainya seperti penyakit : kardio-vasculer; gangguan mental; pneumoconiosis; karsinogen, mutagen dan teratogen; keracunan zat kimia dan sebagainya.
UPAYA PENINGKATAN KUALITAS PENYEHATAN MANUSIA
1. Enviromme ntal
LINGKUNGAN
Strategies
perencanan menyeluruh ekonomi, demografi).
(s ec ar a te knis) : (hukum, social, politik,
2. E nvir onmental Tactics : langkah – langkah pelaksanaan MODIFIKASI LINGKUNGAN
PENURUNAN KUALITAS LINGKUNGAN TEKNIK LINGKUNGAN
teknis untuk mewujudkan environmental strategies. PENCEMARAN LINGKUNGAN
PERAN SARJANA TEKNIK PENYEHATAN : 1. Banyak terlibat pada kegiatan environmental tactics 2. Menjaga PENYEHATAN agar tidak tecemar bahan polutan.
PERLINDUNGAN TERHADAP KESEHATAN MANUSIA
3
01/06/2015
PENYEDIAAN AIR MINUM
PENGELOLAAN AIR LIMBAH
PERSAMPAHAN
AIR Hanya 2.5% yang berupa air tawar. Cuma < 1% yg dapat dimanfaatkan dg biaya rendah, yaitu: air di danau, sungai, waduk dan sumber air tanah. Diperlukan upaya bersama untuk mempertahankan keberadaann ya untuk kelangsungan kehidupan dan peradaban sekarang dan yg akan datang.
Sung ai & Danau 0.001% Air di udara 0.001%
Es & salju 1.75%
Tubuh manusia 65% adalah air sehingga keperluan utama adalah untuk air minum, disamping mandi dan cuci.
Selain itu dipakai pula untuk irigasi, pembangkit listrik, rekreasi, produksi industri dan sebagai badan air penerima air buangan
Ai r Tanah 0.72%
Vol. total 3 sekita r 1.4 milyar km
Ai r laut 97.5%
Sumber: Comprehensive Assessment of the FreshwaterResources of the World: WMO
4
01/06/2015
FAKTA Air tawar
SIKLUS HIDROLOGI
Keberadaan air di muka bumi 344 juta km3 dalam bentuk samudra, laut, sungai, danau, es. Dari jumlah tersebut hanya 2.5% yang berupa air tawar dalam bentuk sungai, danau dan air tanah. 90 % Pasokan air tawar dunia terletak di Antartika
SUMBER AIR (TAWAR) : Permukaan: sungai, situ /embung, danau Tanah : dangkal dan dalam Angkasa : air hujan dan s alju KUALITAS AIR : Kualitas air menur ut sumber nya berbed a-beda sesuai dengan kondisi alam serta aktivitas manusia yang ada disekitarnya.
Ai r tanah dangk al dan air permukaan dapat berkualitas baik bila tanah tidak ter cemar, kualitas ber variasi dan dipengaruh i zat terlarut atau tersuspensi . Ai r tanah dalam pada umumnya tergolo ng bersih dari segi mikrobiologis.
Ai r Ang kas a tergantung sekali pada kualitas udara, kadar SO2 udara tinggi
: suhu (temperatur) Sifat Fisik Sifat Kimiawi : pH, DO, zat organik dan zat anorganik
Sifat Biologi
:1. bio ta perairan (flora dan fauna) sebagai ekosistem aquatic. 2. mikroorganisme pathogen 3. mikroorganisme non pathogen (dari air limbah, debu, air hujan dan bahan pengotor lainnya)
di
hujan bersifat a sam (daerah perindustr ian).
5
01/06/2015
P EMANFAATANA IR BAGI MANUSIA
Konsumsi Air Bersih Di Perkotaan Indonesia Berdasarkan Keperluan Rumah Tangga
Ai r dig unakan manus ia untuk keperluan :
Rumah Tangga (domestic)
Industri
Transportasi
makan/minum, MCK.
Sumber energi (tenaga mekanik/hydroelektik)
Pertanian/peternakan
Pariwisata
Penguraian kotoran
Penelitian, ilmu pengetahuan
Spiritual, kebudayaan
Pemenuhan kebutuhan akan air untuk rumah tangga :
Keperluan
Konsumsi (l/org/hari)
-
MCK Minum Cuci Pakaian Kebersihan Rumah Taman Cuci Kendaraan Wudhu Lain-lain
12.0 2.0 10.7 31.4 11.8 21.1 16.2 33.3
-
TOTAL =
138.5 liter/org/hari
Kebutuhan air domestik
Pemenuhan kebutuhan akan air untuk rumah tangga : a. Kota besar b. Kota sedang
150 - 500 liter/orang/hari 80 – 150 liter/orang/hari
c. Kota Kecamatan 60 – 80 liter/orang/hari d. Desa
30 – 60 liter/orang/hari
6
01/06/2015
Kebutuhan air non-domestik
PENGARUH AIR TERHADAP KESEHATAN TIDAK LANGSUNG
pendayagunaan air yang dapat meningkatkan atau menurunkankesejahteraan manusia, misa :l
air 1.Pemanfaatan unt uk pembangkit tenaga listrik, industri, irigasi, pertanian dan ekreasi dapat meningkatkan kesejahteraan manusia; 2. Pengotora n air (pencemaran air) , misal : zat kimia yang dapat menurunkan kadar DO, zat kimia beracun yang sukar terurai secara alami, buangan panas dari industri(proses `pendinginan),dsb.
LANGSUNG
Mempengaruhikesehatan manusia : 1. Zat-zat persis ten zat yang tidak mudahdiuraikan (deterjen, DDT) 2.
Zat radioaktif
menim bulkan efek terhadap kesehatan(pengelolaan dilakukansecara ketat)
3. Penyebab penyakit : Penyebab hidup menyebabkanpenyakit menular. Penyebab tidak hidup menyebabkan penyakit tidak menular.
TEKNIK PENGOLAHAN AIR
CONTOH Alamiah
Proses filtrasi atau penyaringan air dilakukan oleh pasir, kerikil, batuan, di sungai
7
01/06/2015
Unit-Unit Pengolahan Air Bersih LANJUTAN CONTOH… Rekayasa/teknik
Unit-unit pengolahan air bersih bervariasi tergantung kondisi awal air baku yang digunakan dan tingkat pengolahan yang diinginkan.
lingkungan Penyaringan air dibuat dengan mengadaptasi proses di alam : filter dengan berbagai media
Pada umumnya pengolahan konvensional lengkap meliputi : Air Baku
Distri busi
Intake
Reser -voir
Pengendapan Pertama
Pengadukan Cepat
Desinfeksi
Filter
Pengadukan Lambat
Pengendapan kedua
8
01/06/2015
See you Next Week
PENGERTIAN DAN TUJUAN PENGELOLAAN LIMBAH
LIMBAH adalah : Buangan dari hasil kegiatan/proses produksi dalam bentuk padat, cair maupun gas (termasuk debu/partikel), baik masih memiliki nilai ekonomis maupun tidak dan dapat menyebabkan menurunkan kualitas PENYEHATAN penerimanya serta dapat mengancam kelangsungan hidup manusia dan mahluk hidup lainnya. JENIS LIMBAH INDUSTRI TERGANTUNG PADA : 1. Penggunaan bahan baku (primer) dan bahan tambahan (sekunder). 2. Pemilihan proses produksi, termasuk pemilihan jenis mesin.
9
01/06/2015
KEMA KAITAN KOMPONEN DALAM PROSES INDUSTRI
BAHAN BAKU SEKUNDER
BAHAN BAKU PRIMER
PROSES PRODUKSI
LIMB AH
Jenis Limbah : - Limbah gas - Limbah padat - Limbah cair
Pengelolaan limbah industri merupakan: upa ya merencanakan, melaksanakan, memantau dan mengevaluasi penyelenggaraan kegiatan minimasi limbah yang dihasilkan dari proses produksi sehingga tidak menimbulkan gangguan/kerusakan terhadap PENYEHATAN dan kesehatan manusia.
PR OD UK
PEMAK AI
LIMB AH
Tujuan khusus pengelolaan limbah industri menjaga kelestarian fungsi PENYEHATAN. menghasilkan efisiensi dan penghematan biaya bagi perusahaan.
LIMBAH CAIR (AIR LIMBAH) Sifat Limbah : - Limbah Organik dan Anorganik - Limbah B3 dan Non B3
DUA SIFAT DALAMPENGELOLAANLIMBAH : 1.
Pence gahan, mencegah terjadi nya limbah atau mereduksi (minimasi) limbah pada sumbernya.
2.
Penanggulangan , menanggulangi limbah dari proses produksi agar tidak mencemari PENYEHATAN.
PENGERTIAN LIMBAH CAIRWASTEWATER ( ) adalah buangan dalam bentuk cair berasal dari aktivitas masyarakat/rumah dan juga dari proses produksi industri. PENGOLAHAN LIMBAH : Proses untuk mengubah karakteristik dan komposisi limbah untuk menghilangkan atau mengurangi sifat bahaya atau sifat racun yang dimilikinya.
10
01/06/2015
rumah tangga industri Sarana umum ( rumah sakit, hotel, restoran, pasar dsb), Sarana pelayanan jasa (bengkel, Rumah Potong hewan) Peternakan
AIR LIMBAH
AIR (99,8%)
BAHAN PADAT (0,2%)
ORGANIK - Protein (65%) - Karbohidrat (25%) - Lemak (10%)
• Jenis dan besar kecilnya industri • Bi la ti dak me n ggu n akan diperkirakan 50 m3/ha/hari.
p ro s es
bas ah
• Bila tidak menggunakan air lim bah kembali, jumlah air limbah yang dihasilkan berkisar 85-95% dari jumlah air yang dipergunakan. • Jenis kontaminan air limbah tergantung pada jenis industri dan proses-prosesnya.
ANORGANIK - Butiran - Garam - Metal
1. FLOATING MATERIAL Diantaranya minyak dan lemak, menyebabk an air tidak jernih, menghambat dengan cara membloking sinar matahari, bersifat racun bagi ikan dan biota air lainnya. 2. SUSPENDED MATTER (TERSUSPENSI) Sumber penambanagan penambangan logam. Cara pengolahan dengan bantuan mikroo rganisme tidak membahayakan PENYEHATAN Jika bahan te rsuspensi bahan organik dapat diuraikan dengan oksigen terlarut (DO). 3. DISSOLVED IMPURITIES Jenis bahan ini asam, alkali, logam berat, bahan insektisida Menyebabkan air ti dak bisa diminum dan mer usak perairan.
11
01/06/2015
BA NG UNA N PE NG OL AH AN CAIR (wastewater )
LI MBA H
adalah unit bangunan yang dipergunakan sebagai satuan operasi dan proses untuk menurunkan kadar/konsentrasi limbah pada tingkatan baku mutu tertentu, sehingga tidak menimbulkan pencemaran PENYEHATAN.
TARGET PENGOLA HAN AIRLIMB AH o PENGOLAHAN AIR LIMBAH UNTUK MENGHILANGKAN BAHAN PENCEMAR BERSENYAWA ORGANIK MAUPUN AN-ORGANIK
PENGURANGAN BAHAN TERSUSPENSI DAN TERAPUNG
PENGURANGAN BAHAN ORGANIK (BCID 7CCID)
PENGURANGAN KANDUNGAN BAHAN ANORGANIK DAN LOGAM BERAT
PENGURANGAN KANDUNGAN NUTRIENT (N DAN P)
PENGHILANGAN MIKROORGANISME PATOGEN.
PENGURANGAN MINYAK DAN LEMAK.
Macam Proses 1.
Pengolahan Secara fisik:
pengolahan dengan menggunakan gaya atau kerja secara fisik yang meliputi : pengendapan, penyaringan, pengadukan, flokulasi, pengapungan, filtrasi .
2.
Pengolahan secara kimiawi
pengolahan dengan penambahan bahan kimia atau melalui reaksi-reaksi kimiawi antara lain : Presipitasi (koagulasiflokulasi), adsorpsi, pertukaran ion dan disinfeksi .
12
01/06/2015
PENGOLAHAN KOMPLEKS
3. Pengolahan secara biologis:
• Metoda pengolahan biologis secara aerobik
bertujuan untuk mengkonversikan senyawa organik yang terlarut, tersuspensi dan koloid dalam air limbah menjadi sel sel mikroorganisme baru yang berkoloni membentuk biofloc sehingga dapat dipisahkan melalui proses pengendapan –
D D
SASARAN: untuk limbah industri berpotensi pencemaran tinggi BENTUK: pengolahan fisik + fisik-kimia + biologis + pengolahan lanjutan + pengolahan lumpur
04/10/2011 16
PENGOLAHAN KOMPLEKS anaerobik bioreaktor
settling tank 1 Aerobik Bioreator settlingtank2
holding tank
T
Pengolahan lanjut
Treated Water
04/10/2011 16
04/10/2011 16
13
01/06/2015
Circular Radial Flow Tank
Circular Radial Flow Tank 4 1
4 1
PROSES BIOLOGIS
143 04/10/201144
14
01/06/2015
04/10/201144 145 04/10/201
SETTLING TANK
AERATION TANK
15
01/06/2015
Oxydation Ditch
04/10/201151
Kolam Fakultatif
04/1053
Kolam Stabilisasi
04/10/201151
Rotating Biological Contactor (RBC)
62 04/10/2011
16
01/06/2015
PENGOLAHAN SECARA ALAMIAH
SEPTIC TANK
17
01/06/2015
Definisi SAMPAH : - Semua jenis buangan yang bersifat p adat atau semi padat yang dibuang karena tidak dipergunakan dan tidak diinginkan keberadaannya ( Referensi : Tchobano Glous) • Sesuatu yang tidak dapat digunakan, dibuang, yang berasal dari kegiatan atau aktivitas manusia ( Referensi A.P.H.A) • Sebagian dari benda atau hal-hal yang dipandan g tidak digunakan, tidak disenangi atau dibuang, sisa aktifitas kelangsungan hidup manusia
KARAKTERISTIK SAMPAH KOTA
KLASIFIKASI SAMPAH KOTA GARBAGE RUBBISH
Terbakar
Kertas, plastik, tekstil, karton, karet, kulit, kayu, sampah kebun,
Tak Terbakar
DUST, ASHES
• Kuantitas dan Kualit as sangat terg antung pada income (GNP) – Low income < High income
Kaca, kaleng, aluminium, ferrous. Non ferrous
DEMOLITION & CONSTRUCTION WASTE SPECIAL WASTE
Mobil bekas, bangkai binatang, sampah jalan
TREATMENT-PLANT WASTE
Cs = Pertambahan kuantitas sampah (%); Ci = Pertambahan produk industri (%); P = Pertambahan jumlah penduduk (% )
C p = Pertambahan produk pertanian (%); C g = Pertambahan GNP (%)
Faktor lain: Lokasi geographis, musim, frekuansi pengangkutan,
pencacah sampah, karakteritik populasi, sikap penduduk, recycle, peraturan
18
01/06/2015
SIFAT FISIK SAMPAH KOTA • TYPICAL COMPOSITION
• Berguna untuk penyed iaan alat & antisipasi dampak
– Sampah sisa makanan (6 – 26 %) – Kertas (15 – 45%) – Karton (3 – 15%) – Plastik (2 – 8%) – Tekstil (0 – 4%) – Karet
(0 – 2%)
– Kulit
(0 -2%)
Kayu
(1 – 4%) organik lain (0 - 5%) (4 – 16%) Kaleng (2 – 8%) Non Ferrous metal (0 -1%) Debu, bongkahan (0 – 10%) Bahan Kaca
– Sampah kebun (0 -20%)
SIFAT KIMIA SAMPAH KOTA • Terdiri dari – Unsur kimia dominan (C,H,O,N,S, Ash) – Kalori bakar (energy content ) BTU – T pada proses dekomposisi
600–1400
– T untuk pembakaran abu (1200C) – Analisa penyusutan setelah pembakaran, analisa partikel terlepas ke atm dan residu abu
• Terdiri dari: – Berat jenis (target = 600 kg/m 3) – Kandungan air/kelembaban – Ukuran partikel & distribusi ukuran – Kapasitas medan – Koefisien kelulusan air pada sampah yg sudah terkompaksi
SIFAT BIOLOGI SAMPAH KOTA • Komposisi bahan organik pembentukan gas vektor lalat • Proses laju penguraian tgt habitat aerobik, anaerobik & fakultatif • Dihasilkannya air lindi (leachate) – Vol dipengaruhi curah hujan – Pengolahan kolam oksidasi atau kolam anaerab (td = 30 hr) Dead zone (60-70C) Breeding zone (20-40C) Migration zone
19
01/06/2015
Mengelola Sampah Paradigma Lama
Mengelola Sampah Paradigma Baru .
DILAKUKAN WARGA
..
DILAKUKAN PEMDA/PEMKOT
KUMPUL
SUMBER
KUMPUL
TPS
ANGKUT
PengolahanSampah Skala RumahTangga
ANGKUT
PengolahanSampah Skala Kawasan
… PENGUMPULAN LANGSUNG (DOOR-TO-DOOR)
PENGUMPULAN LANGSUNG (DOOR-TO-DOOR)
Paradigma Lama : Kumpul – Angkut – Buang – LUPA DEH
BUANG DI TPA
2 pola dasar CARA PENGELOLAAN LIMBAH SAMPAH (1) Konvensional, bersifat pasif yang lebih menekankan kepada
penanganan sampah yg dihasilkan ( end of pipe). Sistematika kerja masih bisa mengandalkan berbagai pola penanganan yang dilakukan pemerintah. Misalnya sistem manajemen pembentukan TPA, pengolahan akhir yang dapat dipakai berulang ( sanitary landfill reusable), penggunaan alat pembakar sampah ( incinerator), penanaman sampah ( landfilling), sistem pembuangan terbuka ( open dumping), hingga bentuk kerjasama penanganan sampah yang melibatkan beberapa jaringan internasional. Karakteristiknya - Adanya keterlibatan Pemda dan negara ( penyediaan TPA, anggaran keuangan, pajak sampah, penyediaan sarana angkut, sdm) - Memerlukan lahan yang luas - Merupakan ajaran klasik, namun belum menyentuh akar permasalahan manajemen sampah
Paradigma Baru : Kurangi – Penanganan yg Tepat
Tempat Pengolahan Akhir
(2).Mencegah timbulnya masalah sampah sebelum ada (clean production ) - Merupakan penanganan yang sifatnya preventif - Mengutamakan penyadaran masyarakat - Kesadaran dimulai dari perlakukan terhadap komoditi barang dengan prinsif 3 R ( Recycling, Reduce, Reuse ) - Konsep ini dijalankan secara mandiri oleh konsumen - Pemilihan gaya hidup konsumen yang bersifat clean production tampak ketika menentukan skala prioitas sebelum membeli suatu komoditi. - Pemilihan tersebut berupa pemilihian komoditis yg tahan lama, dapat didaur ulang dan ramah lingk. - Mengedepankan lokalitas, dimana setiap individu mempunyai kebijakan loka dalam menangani masalah sampah yang muncul.
20
01/06/2015
Recycle ( daur ulang ) sampah sebelum digunakan perlu diolah ulang terlebih dahulu. Bahan-bahan yang dapat direcycle atau didaur-ulang seperti kertas atau sampah bekas, pecahan-pecahan gelas atau kaca, besi atau logam bekas dan sampah organik yang berasal dari dapur atau pasar dapat didaur-ulang menjadi kompos (pupuk).
CARA PEGELOLAAN SAMPAH DENGAN 3 R 1. REDUCE (MENGURANGI SAMPAH) Me ngur angi sa mpah da n me nghe ma t pe ma ka ia n ba ra ng. Co nt ohnya, sa at be la nj a di ka ntin, jika memungkinkan tidak memakai tas kresek.
Recycle(daur-ulang) ini juga dapat mengubah sampah menjadi energi panas yang dikenal dengan proses insenerasi. Insenerasi sederhana sudah ada yang melakukan oleh beberapa industri misal di Jakarta, yaitu menggunakan limbah padat dalam bentuk lumpur hasil akhir pengolahan air limbahnya tidak dibuang ke tanah tetapi digunakan sebagai bahan bakar setelah mengalami pengeringan.
REUSE (PEMANFAATAN ULANG) RECYCLE (DAUR ULANG) Upaya unt uk menggu nakan kembali sampah secara langsung. 1. Seperti menggunakan botol isi ulang 2. Mem anfa at kan ba li k kert as ya ng ma sih kosong 3. Memanfaatkan kertas bekas untuk amplop. 4. Memanfaatkan kaleng bekas untuk pot bunga 5. Mema nfa atkan sisa makana n atau sayur untuk makanan ternak atau ikan.
Mendaur ulang barang yang bisa didaur ulang. 1. Mengolah sampah kertas menjadi kertas daur ulang/kerajinan 2. Me ngol ah bung kus beka s menjadi aneka kerajinan 3. Me ngola h gabus sty rof om menjadi bataco, pot bunga 4. Men golah sampah organi k menjadi kompos
21
01/06/2015
DAUR ULANG PLASTIK
PENGELOLAAN LIMBAH Raw Material Use of Material
Reuse Recycle
Waste Generation Waste Collection/Storage, Transportationand Treatment (On Site) Waste Transportation, Treatment and Disposal (Off site)
Waste traders
Waste traders
Environment
22
01/06/2015
PENGOLAHAN SAMPAH • Fisika – Pembakaran insinerator
• Kimia – Desinfeksi
• Biologi – Komposting aerob – Anaerobic digester – Landfill
Sampah dibuang begitu saja ke suatu jurang Perlu areal yang luas Telah menimbulkan masalah pencemaran lingkungan
Sampah ditampung dalam areal kecil dan direduksi menjadi partikel- partikel kecil. Sampah yang telah diolah kemudian ditanam di tanah dengan kedalaman tertentu yang telah dilapisi oleh tanah liat setebal 1-2 m atau plastik khusus untuk menghindari terjadinya pencemaran lingkungan. Kegiatan ini untuk menghindari serbuan lalat dan serangga lainnya. Lapisan tanah ini juga untuk meminimalisasi masuknya air ke sampah ataupun keluarnya gas bau dari timbunan sampah.
23
01/06/2015
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) •
CapacityThe available voidspace must be calculated by comparison of the landform with a proposed restoration profile. – Density of the wastes, Amount of intermediate and daily cover, Amount of settlement that the waste will undergo following tipping, Thickness of capping, Construction of lining and drainage layers.
•
Protection of soil and water through : – – – –
Installation of liner and collection systems. Storm water control Leachate management. Landfill gas migration.
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) non hazardous waste landfills, must
• Confined to as small an area as possible. • Compacted to reduce their volume. • Covered (usually daily) with layers of soil.
• Nuisances and hazards management. • Costs – – – –
Feasibility studies Site after care Site investigations Site respect
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) • LAHAN URUG SANITER (LUS)
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) • CONTROLED LANDFILL (LUT)
– Sanitary Landfill
– Dilakukan ± 30 tahun proses dekomposisi
– Tidak terjadi pencemaran air – Tidak terjadi perkembangan vektor penyakit
– Pengurugan dilakukan 1 minggu sekali / tidak
– Polusi udara
selesai (produksi gas berhenti) setiap hari
– Pencemaran estetika – Gangguan-gangguan lingkungan – Sampah tertutup tanah setiap akhir hari kerja – Terhindar dari limpasan air hujan
24
01/06/2015
Tempat pembuangan akhir sani ( tary landfill) yang didisain dengan baik.
25
01/06/2015
3. Metode Komposting Memanfaatkan sampah organik menjadi pupuk, dilakukan melalui beberapa tahap yakni pra pengomposan, proses pengomposan, pascapengomposan.
Setiap
kali produksi, paling tidak memerlukan waktu 3 hingga 4 bulan
26
01/06/2015
Metoda Penimbunan Landfill Sampah ditimbun tanah, lapis demi lapis 3 metoda : 1. Trench method. (parit) tanah digali dengan bentuk parit, diisi sampah, ditimbun tanah galian 2.Area method. Sampah dibuang pada tempat rendah, ditimbun tanah dari tempat lain 3. Ramp (depression) method. Gabungan 1 & 2
1.
Methode tre nch (galian): sampah ditimbun pada lubang galian : sesuai untuk lahan dengan lapangan tanah yang dalam, dengan muka air tanah yang dalam pula. Sampah ditimbun pada lubang : tanah yang dipakai dijadikan lapangan tanah penutup dasar dan dinding lubang galian dilapisi liner ukuran galian : P = 60-300 m Dalam = 0.9-3m L = 4.5-15 m
2.
Met hode Are a: sampah ditimbun pada permukaan tanah
•
Digunakan bila methode galian tidak mungkin diterapkan (antara lain karena muka air tanah tinggi)
•
Tanah penutup berasal dan diangkut dari lokasi lain
•
Sebagai pengganti tanah penutup seringkali di gunakan kompos.
27
01/06/2015
3.
Metho de Depres sion (cekungan) : sampah ditimbun pada ujung lubang bekas pertambangan
•
Terdiri dari beberapa jurang lift
•
Sampah ditimbun pada jurang
•
Tanah penutup berasal dari potongan dinding saat dilakukan instalasi liner dan tanah lokasi
2. Controlled Landfill
Masalah lingkungan Ditimbulkan oleh : Lindi dan gas yg terbentuk dr proses dekomposisi sampah
Parameter Lindi (Leacheate) 1.Amonia (NH3) 2.Nitrat (NO3), 3.BOD,
Sebutkan masalahnya ! Bagi Lingkungan : air, udara, tanah Bagi Manusia
4.COD, 5.Sulfat, 6.pH (biasanya < 7)
28
01/06/2015
Amonia di dalam air akan mengalami hidrolisa : NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-
Amonia sbg hasil penguraian sampah o/ bakteri diubah mula-mula menjadi nitrit dan kemudian menjadi nitrat. Reaksi yang terjadi adalah : 2NH3 + 3O2
2NO2 + 2H+ +2H2O
2NO3 + O2
2NO3
Proses penguraian tersebut memerlukan oksigen.
Sulfat penyebab terjadinya bau busuk (tak langsung) dan timbulnya korosi Akibat dari proses penguraian sulfat oleh bakteri menjadi hidrogen sulfida pada kondisi anaerobik SO4 2- + senyawa organik
S2+ + H2O + CO2
S2+ + 2H+ H2S Berdasarkan hukum kesetimbangan, pada kondisi anaerobik dan pH dibawah 7, jumlah H2S bebas sangat kecil shg tak cukup utk menimbulkan bau.
Ketika jumlah okisgen yg diperlukan banyak, berarti kandungan BODnya tinggi pula.
Reaksi senyawa yg mengandung sulfat pd kondisi aerobik :
Bila kandungan BOD tinggi, maka suasana anaerobik akan tercipta dan menimbulkan bau busuk.
Asam sulfat (H2SO4) yg dihasilkan akan menjadi asam kuat dan bersifat korosif.
Gas yg ditemukan di TPA • ammonia (NH3), (45-60%) • karbon dioksida (CO2), (40-60%) • Karbon monookisida (CO), • hidrogen (H2), • asam sulfida (H2S), • metana (CH4), • nitrogen (N2), • oksigen (O2).
H2S + 2O2
H2SO4
Metana dan karbon dioksida merupakan produk dari pembusukan anaerobik dari sampah organik. Jika kandungan metana di udara mencapai 5 - 15%, maka landfill dapat meledak, karena pada kondisi tersebut, jumlah oksigen dalam landfill sangat terbatas. Reaksi kimia pada pembusukan anaerobik secara umum adalah sebagai berikut : Organik + H2O humus + CH4 + CO2 + gas lain bakteri
29
01/06/2015
PERSYARATAN TEKNIS UMUM 1. Luas lahan bisa menampung sampah 5 tahun operasi, yg paling baik adalah 10 - 25 tahun.
3. Sanitary Landfill
2. Pemadatan setiap hari setebal 15 cm dg kemiringan 300 3. Ada ventilasi pipa gas 4. Hari ke 4 setelah pemadatan perubahan suhu 550C – 65 0C selama 60 hari, 10 bulan kemudian – suhu sama dengan udara sekitar. 5. TPA setelah penuh sebaiknya mempunyai ketinggian 15 - 25 m, penutup akhir ditimbun tanah setebal 70 cm 6. Tanah akan stabil + 2 tahun
30
01/06/2015
Peralatan
Detail Liner Sanitary landfill
Operasional TPA 1. Jalan Akses kendaraan TPA (a)Pengerasan jalan sesuai dengan standard Binamarga, (b) Lebar jalan dibuat 5 – 6 meter, (c) Jalan masuk mampu dilalui kendaraan dengan beban ganda 10 ton dan (d) Umur pemakaian minimal 5 tahun. 2. Proses Pembongkaran Sampah
Cell
1 cell : 2.4-9.6 m Lebar 1 cel : 3-9 m
(1) Proses Penimbangan kendaraan, (2) Proses Antrian, (3) Proses bongkaran sampah, (4) Proses Pencucian kendaraan
31
01/06/2015
Penanganan landfill Timbulnya gas methan pada landfill biasanya terjadi dalam 2 tahap, initial rapid degradation dengan puncak produksi gas methan 4-5 tahun dan slower or decelerated rate yang dapat berlangs ung selama beberapa tahun kemudian. Untuk menanggulangi emisi methan ke lingkungan akibat proses degradasi sampah pada landfill, upaya yang dapat dilakukan:
Persiapan awal (Pemasangan HDPE)
1. Methane gas flaring (membakar gas methan) dan small scale electricity generation, 2. Organic recovery mengolah material organik pada landfill menjadi kompos
small scale electricity generation
Gas collection
32
01/06/2015
PENUTUPAN SAMPAH DENGAN HDPE sel cover with HDPE
SKEMATIK LANDFILL GAS FLARING schematic diagram of landfill gas flaring
TUTUP
cover LFG
PEMKOTBEKASI
129
PEMKOTBEKASI
130
KONSTRUKSI LFG
PENATAAN SAMPAH DAN PEMASANGAN PERPIPAAN cell preparation/trappingand pipe lying
ERECTION OF LFG
131
PIPING SYSTEM
MONITORING UNIT
LANDFILLGAS FLARING
132
33
01/06/2015
Pengendalian Lindi Kondisi Akhir di TPA Sumur Batu
Pengolahan dg 2 cara: 1.Resirkulasi lindi Memanfaatkan penguapan dan memanfaatkan timbunan sampah sbg media pengolah lindi scr anaerobic. (untuk controlled landfill dan sanitary landfill yg tidak dimanfaatkan methannya)
PEMKOTBEKASI
133
2. Pengolahan biologis a. Kolam Aerasi b. Lumpur aktif (activated sludge) Dg resirkulasi lumpur, mikroba berbentuk flok c. RBC d. Anaerobic COD antara 4.000 mg/l - 50.000 mg/l – Memanfaatkan bakteri non-methanogenic yg mengubah lindi menjadi asam, karbon dioksida dan hidrogen. Golongan kedua adalah bakteri methanogenic yang mengkonsumsi produk dari bakteri dipertama dan diubah menjadi gas metana
34
01/06/2015
Permasalahan dan Tujuan
Standard Kualitas Air
Permasalahan: Air baku tidak memenuhi standard Faktor ekonomi (biaya tinggi) Faktor sosial (kurangnya kesadaran dan pengetahuan)
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air
Tujuan: Menjadikan air baku yang kurang/tidak memenuhi standard menjadi air bersih yang memenuhi standard sesuai dengan peruntukannya berdasarkan standard peraturan yang berlaku.
Karakteristik Sumber Air K a ra k t e r i s t i k Temperatur
Ai r Per muk aan Bervariasi,te rgantungp ada musim
Relatifko nstan
Bervariasi,k adang-kadangt inggi
Rendah,0
Warna
Akibatl empung,g anggang
Akibata samhumus
Kandunganminera l Fe dan Mn (terlarut)
DO H 2S NH 4 Nitrat Silika
Bervariasi(jeni stanah, curah hujandll)
Tidak ada
Ditemuipa da air tercemar Rendah
Ada
Ada
Mendekatij enuh,k ecuali air tercemar
Ditemuipad a air tercemar
II
Prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, mengairi pertanaman
III
Pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, mengairi pertanaman
IV
Mengairi pertanaman
Metoda Pengolahan Air Pengolahan Fisika
Perubahan kualitas air terjadi akibat proses fisik
Pengolahan Kimia
Perubahan kualitas air terjadi akibat reaksi-reaksi kimiawi
Pengolahan Biologi
Perubahan kualitas air terjadi akibat kehadiran makhluk hidup
Relatifkon stan
Biasanyatida kada, kecualidas ardan au Tidak ada
P e n g g u n aa n Air baku untuk air minum
Ai r Tan ah
Kekeruhan
agresif CO2
K elas I
Rendah Sering ada Sering ditemui Kadang-kadangt inggi Seringtinggi
Mikropolutano rganik
Ada
Biasanyat idaka da
Organismah idup
Bakteri,v irus,pl ankton
Bakteri,b esi
1
01/06/2015
Penapisan (Screening) : “Screening may be defined as consisting of those processesused to remove grit, heavy solids and floatable material from wastewater by using grit settling, coarse screening (bar racks), medium screening and comminution/grinding”
Pengolaha n Fisik
Clarifier : “Clarifiers are used for solids removal from wastewater, such as raw sewage or highly contaminated raw water supplies. The process provides for removal of settleable solids and floating material while reducing suspended solids concentrations to levels suitable for subsequent treatment”
There are usually two types of clarifier, those are rectangular primary clarifier and circular primary clarifier. Not only removing settleable solids and floating materials, clarifier is also used to reduce Total Suspended Solids (TSS) and BiochemicalOxygen Demand (BOD) and to treat raw water with high turbidity
Screening is a preliminary treatmentsystem that used to protect pumps, valves, pipelines and other appurtenancesfrom damage or clogging by large solids or high density materials. It will also remove large particulate material, thus reducing loadings on following processes
Filtration : “Filtration is a treatment used for removal of solids and turbidity with high degree of efficiency in the case of raw water with low turbidity and color (turbidity up to 50 NTU and color up to 30 units). Taste and odor are also removed in this process.The slower the filtration process,the greater the efficiency of removalprocess”
There are many types of filter: 1. Slow sand filter 2. Rapid sand filter 3. Membrane filter 4. Vacuumrotation filter
2
01/06/2015
Pengolahan Kimia Coagulation : “Coagulation is a process ofadding coagulant into raw water that aimed to separate colloidal (particle size ranges 1 – 100 nm) from water. Many kinds of coagulantare frequently used in the coagulation process,such as aluminium sulfate, ferrous sulfate, ferric chloride, chlorinated copperas and coagulant aid” Flocculation : “The objective of flocculation is to provide an increase in the number of contacts amongcoagulating particles suspendedin water by gentle and longed agitation. Flocculation follows chemical addition. During agitation, particles collide, producing larger and more easily removed flocs” There are many different types of flocculators currently in use. Some of them are gravel, baffled and horizontal and vertical mechanical flocculators
Disinfection : “Disinfection is conducted when the raw water contains patogenic bacteria. Disinfection can be done through heating process, chlorination, UV radiation and Ozone radiation. Of those techniques, chlorination in the most popular method employed in disinfection process.”
UV Disinfection : “UV radiation is used to disinfect drinking water as well as wastewater on an increasingly frequent basis as reliable equipmentbecome more available. UV radiation is generated from special low pressure mercuryvapor lamp that produce UV radiation as a result of an electron flow between the electrodes in an ionized mercury vapor.The inactivation of microorganismsby UV radiation is based on photochemicalreactions in the DNA molecule that produce reproductive system errors”
Ozone Disinfection : “Ozone is an effective agent for deactivating common forms of bacteria, bacterial spores and vegetative microorganisms,as well as eliminating harmful viruses.Ozone can also reduce BOD5 and COD. Ozone injection into wastewater flow is accomplished by mechanical mixing devices, countercurrentor co-current flow columns,porous diffusers or jet injectors. Ozone acts quickly and consequently, requires a relatively short contact time.”
3
01/06/2015
Chlorination : Chlorination is the most commonly used water and wastewater disinfection process worldwide. This process involves the addition of elemental chlorine or hypochloringe, either calcium or sodium to the wastewater. Chlorine is supplied as a liquified gas under high pressure in containers as well as tank cars of large sizes. Precaution should be taken when handling chlorine gas : 1. Chlorine gas is both very poisonous and very corrosive, adequate exhaust ventilation at floor level should be provided since chlorine gas is heavier than air. 2. Chlorine-containing liquid and gas can be handled in black qrought iron piping, but chlorine solution is highly corrosive and should be handled in rubber-lined or resistant plastic piping with hard rubber parts where necessary
GranularActivated CarbonAdsorption : “Granular activated carbon (GAC) adsorption is generally utilized for the removal of suspended and or colloidal matter in wastewater and the removal of tastes and odors in water supplies. Generally, applications for water supply use powdered activated carbon (PAC). GAC can also be used either as a tertiary treatment process in advanced wastewater treatment plants or as a secondary treatmentprocess.”
Disinfection is used to kill harmful organisms, and generally does not result in sterile water (free of all microorganisms)
Pengolahan Biologi
Activated Sludge : “Activated sludge treatment is used to remove dissolved and colloidal biodegradable organics.The technology is a continuous flow, stirred, biological treatment process with recycling of the biomass. The process is characterized by a suspension of aerobic microorganisms maintained in a relatively homogeneousstate by mixing and turbulence-induced or diffused aeration.”
Activated Sludge systems are classified generally as high rate, conventionalor extended aeration (low rate), based on organic loading. In the conventional activated sludge plant, the wastewater is commonly aerated for a period of 4 – 8 hours.
4
01/06/2015
Facultative Lagoon : “Facultative lagoons are low cost, highly efficient alternatives for wastewater treatmentin tropical and subtropical climates. Lagoons are of intermediate depth ponds in which the wastewater is stratified into three zones. These zones consist of an anaerobic bottom layer, aerobic lsurface layer and an intermediate zone. Stratification is a result of solids settling and temperature-water density variations.”
In general, the aerobic surface layer serves to reduce odors while providing treatment of soluble organic by products by meansof anaerobic processes operating at the bottom. Sludge at the bottom of the facultative lagoons will undergo anaerobic digestion producing largely carbon dioxide and methane. The photosynthetic activity in the anaerobic lagoon surface produces oxygen diurnally, increasing the dissolved oxygen during daylight hours, while surface oxygen is depleted at night.
Pemilihan Metoda Pengolahan Air Kualitas air baku -Kandungan unsur-unsur yang ada -Bahan-bahan pencemar yang terkandung di dalamnya Kualitas air olahan -Air Minum -Kegiatan rumah tangga -Pertanian -Perikanan -Peternakan -Dll
Karakteristik air limbah Suhu : Suhu berguna dalam melihat kecenderungan aktivitas-aktivitas kimiawi dan biologis, pengentalan, tekanan uap, tegangan permukaan dan nilainilai penjenuhan benda-bendapadat dan gas. Pengentalan mengatur sedimentasi; semakin tinggi suhu, pengentalan berkurangdan mengakibatkanpeningkatan sedimentasi.Aktivitas biologis meningkat pada suhu kira-kira 60 ºC.. Tingkat oksidasizat organik jauh lebih besar pada musim panas dibandingkanpada musim dingin. Nitrifikasi dari amoniak secara kasar dilipatgandakan dengan naiknya suhu sampai 10 ºC. Pembusukan anaerobik jarang terjadi pada titik beku. Pembusukan pada suhu 27 ºC empatkali lebih besar dibandingkan pembusukanpada suhu 8 ºC.
Kekeruhan: Kekeruhan terjadi umumnya disebabkan adanya zat-zat koloid yaitu zat yang terapung serta terurai secara halus sekali. Hal ini disebabkan oleh kehadiran zat organik, lumpur, tanah liat dan zat koloid. Meski kekeruhan tidak dapat digunakan sebagai ukuran mengenaijumlah benda-benda padat yang terapung,namun semakin tinggi tingkat kekeruhan,semakin kuat limbah itu.
Warna Warna pada air juga menunjukkan kekuatan limbah.Air limbah yang baru berwarna abu-abu.Air limbah yang sudah lama/busuk berwarna gelap. Meski demikian warna tidak dapat menunjukkansecara tegas bahaya yang dikandungnya.Artinya, semakin gelap warna air limbah belum tentu lebih berbahaya dibandingkandengan yang lebih jernih.
5
01/06/2015
Bau Bau air limbah memberikan gambaran yang jelas mengenaikeadaan. Bau dapat menunjukkan apakahair limbah masih baru atau sudah membusuk. Air limbah domestik yang masih baru hampir tidak berbau. Kebanyakan bau tidak sedap dihasilkan oleh campuran nitrogen, sulfur, fosfor, protein dan bahan organik lainnya. Bau yang paling menyerang adalah bau dari hidrogen sulfida (H2S). Konsentrasisuatu zat dapat ditelusuri dari baunya. Konsentrasikira-kira 0.037 mg/l amoniak dapat menimbulkan bau amoniak yang sedikit menyengat. Konsentrasi 0.0011 mg/l H2S menyebarkan bau khas telur busuk;0.0026 mg/l karbon disulfida menimbulkan bau yang tidak enak. Meski demikian bau yang tidak menyenangkantersebut tidak sendirinya mengganggukesehatan masyarakat,kecuali apabila bau-bau tersebut keluar dari gas beracun.
Nitrit Nitrit merupakan suatu tingkat peralihan dalam proses perubahan zat organik ke dalam bentuk yang tetap. Nitrit, dengan demikian, tidak dapat diketemukandalam air limbah baru kecuali dalam jumalh kecil sekali. Akan tetapi dalam air limbah yang sudah membusuk, nitrit dapat saja lebih banyak ditemukan.Nitrit jarang terjadi dalam konsentrasiyang lebih besar dari 1 mg/l dalam air limbah. Pengaturan pembagian air limbah yang salah dapat meningkatkan kadar nitrit disamping juga karena menurunnya nitrat (NO3) menjadi nitri (NO2). Keberadaan nitrit menunjukkan adanya air limbah yang pengolahannya tidak sempurna. Nitrat Nitrat mewakili produk akhir dari pengoksidasian zat yang bersifat nitrogen. Penentuan nitrat menjadi penting dalam pengolahan air limbah. Air limbah yang diolah secara sempurna menunjukkan kadar nitrat yang tinggi. Pada musim panas/kemarau,dimana berpotensi hilangnya oksigen terlarut dalam air karena proses penguapan,nitrat dapat menyalurkan oksigen gabungannya untuk mencegahdan menghambat terjadinya kondisi anaerobik dan bau busuk.Meskipun nitrat merupakan penunjuk stabilitas, kehadirannya yang terlalu tinggi pada saluran air limbah dan bak-bak penampung maupun pada danau tidak diinginkan karena dapat meningkatkan pertumbuhantanaman air secara drastis.
Nitrogen Dalam air limbah kebanyakan nitrogen pada dasarnya terdapat dalam bentuk organik atau nitrogen protein dan amoniak.Setingkat demi setingkat nitrogen organik diubah menjadiamoniak dan pada kondisi aerobik, oksidasi amoniak menjadi nitrit dan nitrat.
Amoniak Bebas Amoniak bebas disebut juga nitrogen amoniak dihasilkan oleh pembusukansecara bakterial zat-zat organik.Air limbah yang masih baru berkadar amoniak bebas rendah dan berkadar nitrogen organik tinggi. Nitrogen amoniak berkurang kadarnya ketika air limbah diolah sedangkan keseimbangannya tercapai.
Khlorida Kotoran manusia, khusunya urine, mengandungsejumlah khlorida oleh karena sebagian dari garam yang terdapat di dalam makanan dan minuman turut dibuang. Oleh sebab it u, air limbah mengandungkadar khlorida yang lebih tinggi dari pada di dalam persediaan air kota. Oleh karena khlorida merupakanzat-zat anorganik yang larut, mereka tidak dipengaruhi oleh sedimentasiatau oleh proses-proses biologis. Khlorida tetap tidak berubah selama pengolahansampah dan oleh karena itu nilai yang kurang lebih sama harus diperoleh pada berbagai tahap pengolahan. Sulfat dan Sulfida Penentuan sulfat jarang sekali diperlukan, kecuali apabila ditemui masalah-masalah yang menyangkutberkaratnya beton. Sulfida merupakan hasil-hasil pembusukan zat-zat organik dan juga akibat penurunan kadar belerang. Pembusukan anaerobik berbagaizat yang mengandung belerang dan penurunan kadar campuran belerang menjadi sulfida menghasilkan bau yang tidak menyenangkan.
6
01/06/2015
BOD Pengujian BOD merupakanpengujian yang penting dalam menentukan kekuatan atau daya cemarair limbah. BOD mengukurjumlah zat organik yang kemungkinanakan dioksidasi oleh kegiatan-kegiatan bakteri aerobik. Nilai BOD air limbah kasar sangat berbeda-beda, berkisar 100 mg/l untuk air limbah yang sangat encer sampai 600 mg/l atau lebih untuk air limbah terpadu yang berisi beberapa jenis limbah. Pengujian BOD dibatasi oleh beberapakondisi. Apabila terdapat sedikit saja jumlah ion logam beracun dalam air limbah, tampaklah nilai BOD rendah yang menyesatkan yang disebabkan oleh aktivitas bakteri yang terhambat. Beberapaobat pembasmi bakteri seperti phenol, khlor bebas, cyanida, formaldehyde juga mempunyaiakibat yang menekan BOD. Pengujian BOD tidak membedakan antara kebutuhan oksigen yang disebabkan karena nitrifikasi. Air limbah yang berada dalam keadaan nitrifikasi aktif cenderung memperlihatkan BOD tinggi yang menyesatkan.
DO Pengujian oksigen terlarut (DO) penting untuk menjamin keadaankeadaan aerobik dalam daerah perairan yang menampung zat-zat pencemar dalam bentuk air limbah yang berasaldari instalasi pengolahan.Dalam suatu instalasi pengolahan, kehadiran oksigen terlarut merupakan petunjuk bahwa suatu oksidasi yang amat berarti telah tercapai dengan pengolahan yang digunakan..Apabila oksigen terlarut terdapat pada perairan yang menampung hasil pengolahan air limbah, hal ini berarti di perairan tersebut hanya terdapat sedikit gangguan. Faktor-faktoryang mempengaruhi kadar oksigen terlarut dalam air alamiah adalah: pergolakan permukaanair, luasnya daerah permukaan air yang terbuka bagi atmosfer, tekanan atmosfer dan prosentase oksigen dalam udara di sekelilingnya. Daya larut oksigen lebih rendah di dalam air laut dibandingkan dengan daya larutnya di dalam air tawar, daya larutnya dalam air limbah kurang lebih 95% dibandingkandaya larutnya di dalam air tawar. Oksidasi biologis meninggi bersamaan dengan meningkatnya suhudan kebutuhan akan oksigenjuga bertambah. Kondisi ini membawa masalah karena oksigen jadi paling sedikit dapat dilarutkan di dalam keadaan yang demikian. Dengan demikian keadaan yanggawat terjadi pada musim kemarau dimana suhu lebih tinggi dan daya larut oksigen menjadirendah.
COD Pengujian COD digunakan secara luas sebagaisuatu ukuran kekuatan pencemaranlimbah domestik maupun industri. Pengujian tersebut direncanakan untuk mengukuroksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik pada air limbah. Pengujian ini sangat bernilai terutama jika pengujian BOD tidak dapat ditentukan karena terdapatnya bahan-bahan beracun.Selain itu, uji COD sangat singkat yaitu kira-kira 3 jam. Pengujian COD tidak mengadakan perbedaan antara zat organik yang stabil dan yang tidak stabil. Ia tidak dapat memberikanpetunjuk tentang tingkat di mana bahan-bahan yang aktif secara biologis dapat diseimbangkan.
pH pH menyatakan intensitas kemasaman atau alkalinitas dari suatu cairan encer dan mewakili konsentrasi ion hidrogen. Skala pH adalah skala logaritma, bukan skala ilmu-hitung.Apabila pH bertambah dengan satu unit, perubahan itu mewakili pengurangan sepuluh kali lipat dalam konsentrasi ion hidrogen.
7
01/06/2015
proses pengolaha n air
LUAS BOLA =2/8 p d2 =1/4 p d2
VOLUME BOLA =4/(3.8) p d 3 =1/6 p d 3
1
01/06/2015
Ketika kecepatan menjadi berhenti, v s akan menjadi konstan (v term), andF net = 0:
Jika aliran laminer atau Re kurang dari 200, maka C D 24/Re, and:
Hitungan pengendapan Dari butiran yang seragam Settling Velocity Rapidly z =0
0min
10min
20min
30 min 40min
h (t )
z =Z
Note: z adalah kedalaman sample air (0 di atas dan Z di bawah); h(t) adalah jarak endapan partikel diukur dari z=0 dalam waktut=40 min, dan
dengan besarnya dapat dinyatakan = v term t . (v =kecepatan)
2
01/06/2015
0min
10min 2 0min
Distance Fallen,h (cm)
30 min40min
h
Jika lima jenis partikel dengan kecepatan endap berbeda2 diuji dalam kolom uji 100cm maka hasilnya akan berbeda pula
1. Pada sembarang t >0, partikel terpisah jadi dua bagian 2. Settling velocity dari partikel dapat dihitung v = h /t .
0 cm
0min
10min
Conc. Velocity (mg/L) (cm/mi n)
10 min
20 min
40 min
1. 5
0. 12
1. 2
2. 4
4. 8
5. 3
0. 70
7. 0
14. 0
28. 0
1. 8 1. 4
2. 4
24
5. 0
50
20min
48
100
96 200
40min
3. Setelah waktut, the concentration in the mixture (Cmixed) would be a weighted average of the concentrations in the two layers. So, if h < Z : (Co= initial Concentration)
If the computed h
is ≥ Z, C mixed will be zero.
50 cm
Total particle concentration pada sembarang kedalaman merupakan jumlah konsentrasi seluruh partikel yang ada pada kedalaman tersebut 0min
10min
20min
40min
0
) m (c z
50 0
Cin C (mg/L)
3
01/06/2015
Efisiensi pengendapan = η
KESIMPULANYA :
Vi
hs
Vo
H
• Maka untuk selu ruh partikel menjadi
Cmengendap = Oleh sebab itu efisiensi total partikel adalah
Jika
Δf sangat
kecil maka menjadi df sehingga
dan
Serta jika f* , merupakan batas vs dan v crit , maka integral menjadi
f*
4
01/06/2015
Sehingga seluruh partikel terendap dapat dirumuskan sebagai berikut
CONTO SOAL • Suatu kolom pengendapan setinggi 150 cm dipakai untuk mengendapkan partikel diskret. Pada kedalaman 120 cm terdapat titik sampling untuk mengambil sampel pada waktu tertentu. • Data tes yang diperoleh adalah sebagai berikut:
• Berapakah % total pengendapan partikel diskret pada kecepatan/over flow rate 0.025 m3/detikm2 ?
• JAWAB :
• Hitung jumlah total fraksi yg terenda pkan
Hitung kecepatan mengendap v = h/t, sehingga hasilnya
Gambarkan hubungan fraksi tersisa vs kecepatan
5
01/06/2015
• Hitung luasan di atas kurva 90.00%
v
R
0.006
80.00%
0.01
63.62%
0.02
54.85%
0.03
52.04%
0.04
48.02%
0.042
43.76%
0.044
42.25%
• Jadi jika kita pakai kecepatan
0.046
34.18%
• Pengendapan 0.025 m/dtk, maka • Partikel yang mengendap 65 % dari
0.048
30.27%
80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00%
•
10.00% 0.00%
0
0 . 0 1
0 . 0 2
0 . 0 3
0 . 0 4
0 . 0 5
seluruh partikel yg ada
6
TUGAS KHUSUS
5.1. Perhitungan Bak Sedimentasi 5.1.1. Zona Settling
Kriteria perencanaan: 3
1. Q =
0,05 m /dt
2. Jumlah bak
= 1 buah
3. Jumlah subbak
= 2 buah
4. Panjang subbak
= 6m
5. Lebar subbak
= 2m
6. Kedalaman
= 4m
Perhitungan: 1. Debit (Q)
Qsubbak = Qsubbak =
Qtotal
Σ subbak 0,05m 3 / dt
2 Qsubbak = 0,025m 3 / dt
Plate settler 2. Waktu tinggal (td)
td =
LWH
td =
6m * 2 m * 4m
Q 0,025m 3 / dt
td = 1920 det ik = 0,53 jam
96
+ no.akhir mahasiswa
97
Plate settler C
y
h
A
h (kedalaman plate) = 0,9m o a(kemiringan plate) = 60 w (jarak antar plate) = 0,05m
w
3. Panjang plate
y= y=
h sin α 0,9
o sin 60 y = 1,04m
4. Panjang lintasan AC
AC = AC =
h
w
+
sin α tan α 0,9m 0,05 m
sin 60 o AC = 1,07 m
+
tan 60 o
5. Kecepatan mengendap partikel (Vs)
Vs = Vs =
h td 0,9 m
1920 det ik Vs = 0,00047m / dt
6. Kecepatan horizontal (Vo)
Vo = (0,5 − 0,7) * Vs Vo = 0,5 * 0,00047m / dt Vo = 0,000235m / dt
98
Dari hasil Vs, diplotkan ke grafik diameter partikel ( Reynold, 226) didapatkan -3
diameter partikel= 4.10 cm Dari hasil Vs/Vo, diplotkan ke grafik % removal ( Fair Geiyer and Okun, 25-14) didapatkan % removal sebesar 79% best performance 7. Radius hidrolis (R)
w sin α 2 0,05m * sin 60 o R= 2 R = 0,022 R=
8. Luas area settling (A)
A=
⎤ Q ⎡ w ⎢ ⎥ 2 Vo ⎣ (h cos α ) + ( w cos α ) ⎦
⎤ 0,025m 3 / dt ⎡ 0,05m A = 0,000235m / dt ⎢ o o ⎥ 2 ⎣ (0,9m * cos 60 ) + (0,05m * sin 60 ) ⎦ A = 11,5m lebar = 2m panjang ( p) = panjang ( p) =
A l 11,5m
2m panjang ( p) = 5,75m 9. Kecepatan Horizontal (Vh)
Vh = Vh =
Q A sin α 0,025m 3 / dt 11,5 sin 60 o
Vh = 0,00251m / dt
99
10. Jumlah settler (n)
n=
p sin α
+1 d p sin α n= +1 w sin α
[
n=
]
5,75m * sin 60 o
⎡0,05m ⎤ ⎢⎣ sin 60 o ⎥⎦
+1
n = 116buah 11. Bilangan Reynold (N RE)
N RE =
VoR
N RE =
0,00251m / dt * 0,022
ν
0,8975 * 10 − 6
N RE = 61,53
<2000………OK!
12. Bilangan Froud (N FR)
N FR = N FR =
Vo 2 gR (0,00251m / dt ) 2 9,81m / dt 2 * 0,022
N FR = 2,92 * 10 −5
-5
>10 ……….OK!
5.1.2. Zona Inlet
Kriteria perencanaan: 1. Berupa pipa dengan panjang L= 54m 3
2. Q = 50 l/dt = 0,05 m /dt 3. ∅pipa inlet = 30 cm = 0,3 m
100
Perhitungan: 1. Luas Penampang (A)
A=
1 4 1
πD
2
A = 4 * π * 0,3m 2 A = 0,071m 2 2. Kecepatan (V)
V = V =
Q A 0,05m 3 / dt 0,071m 2
V = 0,7 m / dt
0,3-2,5 m/dt……….. OK!
3. Headloss (hf) 1, 85
QL ⎤ 2 , 63 ⎥ ⎣ 0,2785 * C * D ⎦
hf may = ⎡⎢
⎡
0,05m 3 / dt * 54 m
hf may = ⎢
⎣ 0,2785 * 130 * 0,3m
hf may = 2,87 m
hf min = k
V2 2g
hf min = 9,6
(0,7 m / dt ) 2 2 * 9,81m / dt 2
hf min = 1,2m
hf
= hf may + hf min
total
hf total = 2,87m + 1,2m hf total = 4,07 m
2 , 63
⎤ ⎥ ⎦
1, 85
101
5.1.3. Zona Sludge
Kriteria perencanaan: 1. Beban Ss
= 1000mg/l
2. Panjang
= 6m
3. Lebar
= 2m
4. Kedalaman
= 2m
5. ∅pipa penguras = 30cm = 0,3m = 1200 kg/m3
6. ρs Perhitungan :
1. Solid yang mengendap (S)
S = %removal * bebanSs
=
S 79% *1000mg / l S = 790mg / l = 790 gr / m 3 2. Berat solid (Ws)
Ws = S * Q Ws = 790 gr / m 3 * 0,025m 3 / dt Ws = 39,5 gr / dt = 0,01975kg / dt = 1706.4kg / hr 3. Volume sludge (Vsl)
Vsl =
= Vsl
Ws ρs * Ss * % removal
1706.4kg / hr 1200kg / m 3 * 1,1 * 0,79
Vsl = 1.64m 3 / hr
102
4. Dimensi ruang lumpur (V)
V =
1
V =
1
V =
1 1 1 * 2m * ((2m * 6m) + ( π * (0,3m) 2 ) (2m * 6m) * ( π * (0,3m) 2 ) ) 3 4 4
3 3
h( A + A' A * A' ) h(( P * L) + (
1 4
πD
2
) ( P * L) * (
1 4
πD
V = 8.07m 3
5.1.4. Zona Outlet
Kriteria perencanaan : 1. Panjang limpahan
= 18,8 m
2. ∅pipa outlet
= 30cm = 0,3m
3. grafitasi Perhitungan : 1. Tinggi air di atas pelimpah (h) 3
h2 =
3Q 2 * Cd * P * 2 g
3
h2 =
3 * 0,025m 3 / dt 2 * 0,6 * 9,4m * 2 * 9,81m / dt 2
h = 0,013m = 1,3cm 2. WLR
WLR = WLR =
Q P 0,05m 3 / dt 18.8m 3
WLR = 0,003m / mdt
2
))
103
3. Luas penampang pipa outlet (A)
A= A=
1 4 1 4
πD
π
2
* (0,3m) 2
A = 0,071m 2 4. Cek kecepatan (V)
V = V =
Q A 0,05m 3 / dt 0,071m 2
V = 0,7m / dt
0,3-2,5 m/dt……….. OK!
104
105
106
DETAIL DESAIN SLUDGE THICKENER Kriteria Perencanaan : 1. Konsentrasi sludge solids dari proses di bak pengendap I : Primary dan waste activated sludge = 3-8 % 2. Konsentrasi sludge solids dari proses di bak pengendap II : Primary dan waste activated sludge = 0.5 - 1 % 3. Konsentrasi sludge solids dari proses di gravity thickener : Primary dan waste activated sludge = 2-8 % 4. Hydraulic loading = 4 - 10 m3/m2.hari 5. Solid loading (SL) = 25 - 80 kg/m2.hari 6. Solid capture = 80 - 90 % 7. Kemiringan bak = 1:4-1:6 8. Sludge Volume Ratio (SVR) = 0.5 - 3 hari Direncanakan : 1. Jumlah bak = 2 buah 2. Lumpur yang masuk ke thickener berasal dari bak pengendap I dan bak pengendap II
D ari B ak Pe ngend ap I - Berat solid
- Ss (lumpur) - % solid - Volume lumpur - Volume solid - Berat lumpur - Volume air
= Berat solid x jumlah BP I = 1119.744 x 2 = 2239,48 kg/hari = 1,02 = 5 % = = = = = = = =
Berat solid / (r air x Ss x % solid) 43,911 m3/hari % solid x volume lumpur 2,196 m3/hari (100/5) x berat solid 44789,6 kg/hari volume lumpur - volume solid 41,716 m3/hari
Dar i B ak Pe nge nd ap II - Berat solid - Ss (lumpur) - % solid - Volume lumpur - Volume solid - Berat lumpur - Volume air
= Berat solid x jumlah BP II = 7457,67 kg/hari = 1,005 = 1 % = = = = = = =
Berat solid / (r air x Ss x % solid) 742,057 m3/hari % solid x volume lumpur 7,421 m3/hari (100/5) x berat solid 745767 kg/hari volume lumpur - volume solid
1
= 734,636 Sehingga : - Berat solid total = 9697,15 - Volume lumpur total = 785,968 - Volume solid total = 9,616 - Berat lumpur total = 790557 Perhitungan : 1. Lumpur yang keluar dari sludge thickener : - Kadar solid - Kadar air - volatile matter - fixed solid - spesific gravity fixed solids (Sf) : Sf - spesific gravity volatile solids (Sv) : Sv Sehingga : 1 / Ss Ss Spesific gravity solids - Ss lumpur di thickener (S) : 1/S
m3/hari kg/hari m3/hari m3/hari kg/hari
= = = =
5 % 95 % 70 % 30 %
=
2,5
=
1
= = =
(0.3 / 2.5 ) + (0.7 / 1.0) 1,22 1,22
=
(kadar solid / Ss solid campuran) + (kadar air / Ss air)
S - r lumpur di thickener 2. 3. 4.
5. 6. 7.
= 1,01 = Ss lumpur x r air = 1009,08 kg/m 3 Berat lumpur = 100/5 x berat solid total = 193943 kg/hari Volume lumpur = Berat lumpur / r lumpur = 192,198 m3/hari Volume lumpur yang direduksi = (volume lumpur total awal - akhir) volume lumpur total awal = 0,80 %, (80= 80 90)% OK Volume air = vol lumpur - vol solid yg masuk thickener = 182,58 m3/hari Debit air yang keluar dari thickener = vol air masuk - vol air di thickener Dimensi thickener : - Berat solid total Berat solid tiap bak - Solid loading direncanakan - Luas permukaan (As) : As
=
776,352 m3/hari
= = =
9697,15 kg/hari 4848,58 kg/hari 40 kg/m2.hari
= =
Berat solid / solid loading 2 1 21m 2
- Diameter thickener (D) : D
1/2 = (4 A p) /. = 12,4 m - Kedalaman rencana (h) = 3,5 m - Kedalaman di tengah bak dengan kemiringan 1 : 6 (d) : d = h + (1/2 D x 1/6) = 5 m 8. Volume thickener = Axh 3
9.
Cek Sludge Volume Ratio (SVR) : SVR
= 424,25 m = =
vol thickener / vol air influen 0,55 hari OK (kriteria : 0.5 - 3 hari)
DETAIL DESAIN AEROBIC SLUDGE DIGESTER Kriteria perencanaan : 1. Solid retention time (SRT) : - standart rate = - high rate = 2. Sludge loading : - standart rate = - high rate = 3.
4.
5.
6.
30 - 60 10 - 20
hari hari
0.64 - 1.6 2.4 - 6.41
kg VS/m3.hari kg VS/m3.hari
Volume kriteria (primary sludge + -waste activated sludge) : 0.06 - standart rate = 0.08 m3/kapita 0.02 - high rate = 0.04 m3/kapita Sludge feed solids concentration (primary + waste activated sludge) : - standart rate = 2-4 % - high rate = 4-5 % Digested solids underflow concentration : - standart rate = 4-6 % - high rate = 4-6 % Diameter = 20 - 125 ft
Diketahui : 1. Karakteristik lumpur sebelum didigest : - berat solid = 9697,152 kg/hari - berat lumpur = 193943,0 - kadar solid = 5 - kadar air = 95 - volatile matter = 70 - fixed solid = 30 - spesific gravity fixed solids (Sf) : Sf = 2,5 - spesific gravity volatile solids (Sv) :
kg/hari % % % %
3
Sv = 1 Karakteristik lumpur setelah didigest : - kadar solid = 10 % - kadar air = 90 % - volatile matter = 70 % (destroyed) - spesific gravity fixed solids (Sf) : Sf = 2,5 - spesific gravity volatile solids (Sv) : Sv = 1 Perhitungan : 1. Spesific gravity rata-rata solid sebelum didigest (Ss) : 1 / Ss = (0.3 / 2.5 ) + (0.6 / 1.0) Ss = 1,22 2. Spesific gravity lumpur sebelum didigest (S) : 1/S = (0.05 / 1.22) + (0.95 / 1) S = 1,01 3. Volume lumpur sebelum didigest (Vb) : 2.
Vb 4.
= berat solid / (rair . S . kadar solid) = 192,198 m3/hari Persentase dari volatile matter setelah didigest : total volatile solid = 2036,4 kg setelah digestion total solid setelah = 4945,5 kg digestion % volatile matter
5.
6.
7.
=
total volatile solid setelah digestion total solid setelah digestion = 41 % Spesific gravity rata-rata solid pada digested sludge (Ss) : 1 / Ss = (0.59 / 2.5) + (0.41 / 1) Ss = 1,55 (digested solids) Spesific gravity lumpur pada digested sludge (S) : 1/S = (0.1 / 1.55) + (0.9 / 1) S = 1,04 Volume digested sludge (Vds) :
x 100 %
Vds 8. 9.
= berat solid setelah digestion / (rair . S . kadar solid) = 47,710 m3/hari Persentase reduksi volume lumpur setelah digestion : reduksi = 75,18 % Volume digester (V) : V dimana : V Vf Vd
=
[Vf - 2/3(Vf - Vd)] . T
= = = =
volume digester (m3) volume lumpur yang ditambahkan tiap hari (m3/hari) 192,198 m3/hari volume digested sludge yang diremoval tiap hari
4
t V 10. Dimensi tangki (D) : Direncanakan : - Jumlah unit
= = = =
=
(m3/hari) 192.198 - 47.710 = digestion time (hari) 15 hari 2406 m3
144,5 m3/hari
2 buah 3
-Voltiapunit = 1203 m - digester berbentul lingkaran (circular) dengan : kedalaman (h) = 4 m Sehingga : Luas (A) = Vol tiap unit / h 2 = 3 01 m 1/2 D p) /A =(4 . = 19,6 m = 11.
64,2 ft
OK
(20 - 125) ft
Cek solid loading (SL) : SL = =
(berat total solid / jumlah tangki) / vol tiap tangki 4,031 kg VS/m3.hari OK (2.4 - 6.41) kg VS/m3.hari Kesimpulan bahwa setelah proses digestion, maka : - berat solid - berat volatile - berat fixed - volume lumpur - volume solid - volume air - berat lumpur 12.
= 4945,5 kg/hari = 2036,4 kg/hari = berat solid - berat volatile = 2909 kg = 47,710 m3/hari = 10% x vol. Lumpur = 4,771 m3/hari = volume lumpur - volume solid = 42,939 m3/hari = 100/10 x berat solid = 49455,48 kg/hari
Produksi gas : Volume CH 4 dimana :
=(5.62)[(So - S) - 1.42 P
Volume CH 4
= volume dari gas methana yang diproduksi pada kondisi standar, 0oC dan 1 atm (ft3/hari) = theoretical conversion factor untuk sejumlah gas methana
5,62
x]
………(1)
yang diproduksi dari konversi lengkap 1 lb BODL menjadi gas methana dan karbon dioksida (ft3 CH 4 /lb BOD L oxidized) So
=
ultimate BODL di influen (lb/hari) 5
S
=
ultimate BODL di efluen (lb/hari))
Px
=jumlah volatile solid yang diproduksi setiap hari (lb/hari) = 2036,4 kg/hari = 4489,452 lb/hari
Sedangkan : Px
……….. = (2) Y (So - S) 1 + k d . qc
dimana : Y
= =
kd
yield coefficient (lb/lb) 0,05 lb cells/lb BODL utilized
endogenous = coefficient (/hari) = 0,03 /hari
qc
mean = cell-residence time (hari) = 10 hari (pada suhu operasi 35oC) Dari rumus (2), diperoleh : So - S = 116725,75 lb/hari Sehingga dari rumus (1), dapat dihitung : Volume CH 4
3 620171,1 = ft 3 = 17561,38 m Karena digester gas adalah sekitar 2/3 methana, maka total volume gas :
volume gas 13.
= =
Volume CH4 / 0.67 3 26211,02 m
Kebutuhan panas a. Heating required untuk lumpur H dimana : berat lumpur H
=
berat lumpur x C p (T2 - T 1 )
= =
193943,0 kg/hari heat required (joule/hari)
Cp
=spesific heat of sludge, sama dengan untuk air = 4200 joule/kg
T2 T1
digestion = temperature ( = 35 oC
oC)
temperatur = dari thickened sludge ( = 10 oC
oC)
sehingga : H = 2,04E+10 joule/hari b. Kehilangan panas dari digester q dimana : q U A
=
U . A . (T2 - T 1 )
= = =
kehilangan panas (W) overall coefficient of heat transfer (W/m2 . oC) cross-sectional area dimana kehilangan panas terjadi (m2)
6
T2
suhu = di dalam digester
T1 suhu = di luar digester - Luas area dari dinding, alas (lantai) dan atap (atas) Diketahui : Diameter = 19,6 m Side depth = 4 m Center depth = 6 m Sehingga : Area dinding
= = Area alas = = Area atap : U = = - kehilangan panas tiap area Diketahui : Area dinding : U = T2
=
T1 Area alas : U
= =
T2
=
T1 U
=
Area atap :
p . D . side depth 2 245,84m p . center depth . [center depth2 + (1/2. side depth)2]1/2 2 119,15m p . center depth2 2 1 13,04m
0,12 Btu/ft2.oF 35
0,68082
W/m2.oC
oC
0 oC 0,15 Btu/ft2.oF 35
=
=
0,851025 W/m2.oC
=
0,90776 W/m2.oC
oC
5 oC 0,16 Btu/ft2.oF
T2
=
35
oC
T1
=
-5
oC
Sehingga : q (dinding) q (alas) q (atap) q total
14.
= 5857,95 W = 3042,11 W = 4104,53 W = 13004,58 W = 1,12E+09 joule/hari Total kebutuhan panas untuk digester (Q) : Q = H + q total = 2,15E+10 joule/hari Dimensi tangki gas : 3
--volume gastotal kapasitas tangki
= = 26211,02 40 m % (kriteria) 3 = 10484,41 m
- direncanakan : jumlah tangki = 6 unit kapasitastiaptangki = 1747,401 m 3 (gas tersimpan dalam tangki bertekanan) - tinggi tangki rencana = 8 m 7
-diametertangki
= [4.(Vol/h)/p] = 16,7 m
1/2
DETAIL DESAIN SLUDGE DRYING BED Kriteria perencanaan : 200 1. Tebal lapisan media = 300 mm 2. Lebar bed = 6 m 3. Panjang bed = 6 - 30 m Direncanakan : 1. Tebal lapisan media = 250 mm 2. Tebal cake di bed = 0,5 m 3. Lebar bed = 6 m 4. Waktu pengeringan (T) = 10 hari 5. Berat air di dalam cake sludge = 60 % berat solid (Pi) 6. Jumlah bed rencana (n) = 2 unit Kondisi lumpur yang keluar dari anaerobic sludge digester : 1. Kadar air = 90 % (P) 2. Kadar solid = 10 % 3. Berat solid = 4945,55 kg/hari 4. Volume air = 42,939 m3/hari Perhitungan : 1. Volume cake dari solid (Vi) : Vi = = 2. Dimensi bed Kapasitas bed (V)
Luas bed (A) Sehingga : Lebar Panjang bed
3.
Tebal cake di bed terdiri dari : - h lumpur - h pasir - h gravel freeboard rencana Sehingga : H total
=
V air . (1 - P) 1 - Pi 10,7 m3/hari
= = =
Vi . T n 53,67 m3 V / tebal cake di bed 107,35 m 2
= =
6 m A / lebar
=
17,9 m
=
0,5 m
= = = = =
0,25 0,15 0,1 0,2
OK
(6 - 30) m
m m m m
h lumpur + h pasir + h gravel + fb 8
= 0,7 m 4. Desain bak - tiap bak terdiri dari 1 drainage lateral line - letak pipa memanjang - slope pipa = 2 % - diameter pipa = 100 mm a). Letak pipa = Lbak / 2 = 3 m b). Jarak pipa dari dinding (S) : Lebar tempat pipa = 150 mm (rencana) S = lebar bak - lebar tempat pipa 2 = 2,925 m c). Kedalaman sentral (h sentral) : Slope = 0,02 Slope = h sentral / L dimana L = S Slope x h sentral = S = 0,0585 m = 5,85 cm = 6 cm maka kedalaman bak dari sentral pipeline : Hsentral = H total + h sentral = 0,76 m
9
