TUGAS PENGOLAHAN AIR “PROSES ENGINEERING FLOW DIAGRAM/ PEFD“ UNTUK DIAGRAM DI AGRAM ALIR
PENGOLAHAN AIR SUNGAI CISADANE DI DAERAH PASAR BARU TANGERANG
Disusun Oleh : RISTIANA DWI HASTUTI 041300128 EKSTENSI TKN 2013
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL YOGYAKARTA 2013
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Penyayang serta atas berkat rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “PROSES ENGINEERING FLOW DIAGRAM/ PEFD UNTUK DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR SUNGAI CISADANE DI DAERAH PASAR BARU – TANGERANG”. Makalah ini disusun sebagai salah satu tugas mata kuliah Pengolahan air. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan untuk memperbaiki makalah ini. Penulis berharap semoga makalah ini bermanfaat dan dapat digunakan sebagai informasi tambahan bagi rekan-rekan seprofesi khususnya serta bagi para pembaca umumnya.
Yogyakarta, 19 Nopember 2013
Ristiana Dwi Hastuti
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................................... 2 PENDAHULUAN ..................................................................................................................... 4 A. Latar Belakang ................................................................................................................4 B. Tujuan ............................................................................................................................. 4 C. Perumusan Masalah ........................................................................................................ 4 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................................ 6 2.1 Keadaan Umum ................................................................................................................ 6 2.2 Pencemaran Perairan ........................................................................................................7 2.3 Beberapa Parameter Kualitas Air ..................................................................................... 8 PENGOLAHAN AIR SUNGAI CISADANE ......................................................................... 10 A. Waktu dan Lokasi ......................................................................................................... 10 B. Konsep Pengolahan ....................................................................................................... 11 C. Perhitungan ................................................................................................................... 11 D. Bak Equalisasi ............................................................................................................... 13 E.
Bak Koagulasi dan Flokulasi ........................................................................................ 15
F.
Bak Klorinasi ................................................................................................................ 17
G. Bak Penampung ............................................................................................................20 H. Hasil Akhir Pengolahan ................................................................................................ 21 PENUTUP................................................................................................................................ 22 Kesimpulan........................................................................................................................... 22 DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................................24
3
PENDAHULUAN Latar Belakang
Sungai merupakan salah satu bentuk perairan yang dicirikan memiliki arus yang mengalir dari hulu ke hilir. Sungai oleh manusia digunakan sebagai sumber air minum, pengairan, pertanian dan berbagai kegiatan lainnya. Kualitas air sungai sangat dipengaruhi oleh dua faktor yakni faktor alam dan faktor manusia. Faktor alam yang mempengaruhi kondisi sungai misalnya hujan deras yang dapat meluap dan menjadi keruh, sedangkan faktor yang berasal dari manusia misalnya pembuangan limbah yang berasal dari industri, pertanian maupun domestik. Sungai Cisadane memiliki luas wilayah 1100 km 2 dengan debit air normal berkisar pada 50 hingga 200 meter kubik per detik . Sungai cisadane merupakan salah satu sungai utama di Propinsi Banten dan Jawa Barat. Sumbernya berada di Gunung Salak – Pangrango (Kabupaten Bogor) dan mengalir ke Laut Jawa melewati sebagian wilayah DKI Jakarta dan Tangerang, Banten (Umiyati, 2002). Bahan pencemar yang berasal dari pabrik, perumahan, tempat pembuangan sampah yang dekat dengan sungai, kegiatan pertanian dan tambak di sekitar Daerah Aliran Sungai (DAS) Cisadane dapat menyebabkan penurunan mutu kualitas air Sungai Cisadane. Hal ini karena sisa kegiatan produksi yang dihasilkan kemungkinan besar akan dibuang ke Sungai Cisadane. Sehubungan dengan hal tersebut, perlu dilakukan pengolahan air Sungai Cisadane mengingat sungai ini berperan penting bagi masyarakat sekitar. Tujuan
Mengetahui karakteristik kualitas air (tingkat pencemaran) Sungai Cisadane pada daerah muara sungai bagian tawar dan payau untuk kepentingan pengelolaan Sungai Cisadane. A. Perumusan Masalah
Sungai Cisadane berhulu di Bogor dan berakhir di Tangerang. Sebelum sampai ke muara, Sungai Cisadane melewati
salah satu sumber pencemar yakni Kota
Tangerang. Di Kota Tangerang terdapat industri-industri besar yang selain menghasilkan limbah ke perairan juga mengakibatkan urbanisasi ke kota yang lebih lanjut akan berdampak pada berdirinya pemukiman-pemukiman yang jumlahnya
besar sehingga menyebabkan permasalahan baru yakni adanya
limbah domestik.
Kegiatan manusia yang terdapat di sekitar daerah aliran Sungai Cisadane dapat mempengaruhi penurunan kualitas air. Penurunan kualitas air perlu diwaspadai sehingga diperlukan pengamatan karakteristik kualitas air yang nantinya diharapkan kedepannya diperoleh suatu rumusan bentuk rekomendasi pengolahan muara Sungai Cisadane.
5
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Keadaan Umum
Sungai Cisadane Kabupaten Tangerang secara keseluruhan memiliki luas 111038 Ha. Setiap tahunnya Kota Tangerang mengalami peningkatan kegiatan industri, pertanian,
pariwisata,
perikanan,
ekonomi dan jumlah penduduk (Departemen
Lingkungan Hidup Provinsi Banten, 2007). Daerah aliran Sungai Cisadane dibatasi oleh sub DAS Cimanceuri di sebelah barat dan DAS Ciliwung di sebelah timur (Arwindrasti, 1997 in Anggoro, 2004). Sungai Cisadane memiliki panjang sungai dari hulu ke hilir ± 140 km, lebar ± 80 m. Air Sungai Cisadane dimanfaatkan untuk rumah tangga, industri, kantor pemerintahan, niaga, sosial dan air curah seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Pemanfaatan air baku di Kabupaten Tangerang No.
Pelanggan
3
Jumlah
Volume (m /Tahun)
88622
1958463
1
Rumah Tangga
2
Industri
84
634434
3
Kantor Pemerintahan
92
156651
4
Niaga
282
803688
5
Sosial
734
770755
6
Air Curah
16
95605512
Sumber : Departemen Lingkungan Hidup, 2007
Kondisi perairan Sungai Cisadane pada bagian hilir (muara sungai) sangat dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Muara merupakan bagian dari estuari yang mencakup sungai yang masih mendapat pengaruh laut. Muara Sungai Cisadane terdiri dari aluvium pantai dan aluvium sungai dengan luas 85% dari total keseluruhan luas muara Pada tahun 1994-1999 rata-rata daratan di depan muara Sungai Cisadane bertambah maju ke arah laut sejauh 25,22 m pertahun. Muara Sungai Cisadane termasuk dalam wilayah cekungan air tanah dimana air tanah payau berada di atas air tanah tawar (brackish water above fresh ground water) (Idawaty, 1999). Tinggi pasang semakin naik sejak hari pertama yang akan mencapai maksimum pada hari ke enam dan ke tujuh, kemudian akan turun pada ketinggian minimum di hari ke empat belas serta biasanya terjadi dua siklus lengkap setiap bulan yang berhubungan dengan fase bulan (Hutabarat dan Evans, 1986). Salinitas pada saat pasang tertinggi (spring tide) di estuari dapat
mencapai 1 PSU – 31 PSU (Clark, 1986). Daerah muara sungai merupakan tempat yang menjadi akhir aliran air sungai dari daerah hulu dan merupakan awal mula masuk ke laut, sehingga terdapat akumulasi bahan-bahan tertentu yang terdapat di sungai demikian pula dengan limbah. Estuari merupakan daerah perairan yang mendapat pengaruh dari air laut dan air tawar (Larry, 1996). Odum (1996) menyatakan bahwa estuari merupakan bagian dari perairan pesisir yang memiliki kandungan bahan organik yang tinggi yang dipengaruhi oleh pasang surut dengan kelimpahan dan keanekaragaman yang cukup besar. Dahuri (2003) mengatakan bahwa sirkulasi air di daerah estuari sangat dipengaruhi oleh aliran tawar yang bersumber dari badan sungai di atasnya dan air pasang yang berasal dari laut. Besar atau kecilnya debit kedua aliran massa air tersebut akan mempengaruhi pola stratifikasi massa air berdasarkan salinitas. Sirkulasi air di muara sungai tergantung dari kisaran pasang surut, percampuran vertikal di antara air tawar dan air laut serta topografi dasar. Sifat khas dari estuari adalah dangkal dan gerak air turbulensi oksigen terlarut tinggi, meski di dasar oksigen rendah pengadukan massa air di estuari tidak menyeluruh dari permukaan ke dasar (Basmi, 1994). Estuari merupakan tempat sistem pembersih bahan pencemar (Knox dan Miyabara, 1984). 2.2 Pencemaran Perairan
Miller dan Connell (1995) mengatakan bahwa pencemaran perairan merupakan peristiwa
masuknya
senyawa-senyawa
yang dihasilkan
dari
kegiatan
manusia
ditambahkan ke lingkungan perairan, menyebabkan perubahan yang buruk terhadap kekhasan fisik, kimia, biologis dan estetis. Makhluk hidup memiliki berbagai reaksi mulai dari pengaruh yang sangat kecil sampai ke subletal seperti, berkurangnya pertumbuhan, perkembangbiakan pengaruh perilaku, atau kematian yang nyata. Sedangkan menurut (Williams, 1979) pencemaran merupakan keadaan perubahan dari kondisi normal, satu atau lebih parameter yang menyebabkan lingkungan terdegradasi. Miller dan Connell (1995) mengatakan bahwa ekosistem alamiah yang rumit pada makhluk hidup merupakan suatu bagian integral dapat bereaksi dalam berbagai cara untuk mempengaruhi komponen makhluk hidup mulai dari sumber (pencemar) sampai dengan tanggapan dari populasi, komunitas dan ekosistem
Kegiatan pengelolaan
kualitas air dan pengendalian pencemaran air sungai adalah untuk menjamin kualitas air yang diinginkan sesuai peruntukkannya agar tetap dalam kondisi alamiahnya serta 7
menjamin kualitas air agar sesuai dengan baku mutu air melalui upaya pencegahan dan penanggulangan pencemaran air serta pemulihan kualitas air. Radojevic dan Bashkin (2007) mengatakan bahwa pencemar dapat berasal dari daerah khusus (point souirce) dan terdistribusi (non- point source). Sumber pencemar point source, misalnya: saluran buangan pabrik, dan sumur pengeboran minyak. Sumber pencemar non-point source, misalnya: limpasan pestisida yang berasal dari sawah dan domestik. Limbah organik dengan kadar yang tinggi akan menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut karena dalam perombakan limbah organik membutuhkan oksigen terlarut untuk proses perombakan (dekomposisi). Sumber limbah organik adalah limbah rumah tangga, food processing, perkotaan, lumpur sisa produksi industri (Radojevic dan Bashkin, 2007). Parameter yang umumnya digunakan untuk mengetahui tingkat pencemaran limbah organik yaitu padatan total, BOD, COD, nitrogen total, amonianitrogen, klorida, alkalinitas dan minyak dan lemak (Rump dan Krist, 1992 in Effendi, 2003). Pencemaran diperairan dapat menyebabkan penurunan oksigen terlarut secara tajam sehingga mengancam kehidupan biota perairan (Davis dan Masten, 2004; Radojevic dan Bashkin, 2007). 2.3 Beberapa Parameter Kualitas Air BOD (Bi ological Oxygen Demand )
BOD adalah suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan
oleh
mikroorganisme (biasanya
bakteri)
untuk
mengurai
atau
mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991). Ditegaskan lagi oleh Boyd (1990), bahwa bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap terdekomposisi ( readily decomposable organic matter). Mays (1996) mengartikan BOD se bagai suatu ukuran jumlah oksigen yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai respon terhadap masuknya bahan organik yang dapat diurai. Dari pengertian pengertian ini dapat dikatakan bahwa walaupun nilai BOD menyatakan jumlah oksigen, tetapi untuk mudahnya dapat juga diartikan sebagai gambaran jumlah bahan organik mudah urai (biodegradable organics) yang ada di perairan.
COD (Chemical Ox ygen D emand )
Chemical Oxygen Demand adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh bahan organik yang terkandung dalam air (Boyd, 1990). Hal ini karena bahan or ganik yang ada sengaja diurai secara kimia dengan menggunakan oksidator kuat kalium bikromat pada kondisi asam dan panas dengan katalisator perak sulfat (Boyd, 1990; Metcalf & Eddy, 1991), sehingga segala macam bahan organik, baik yang mudah urai maupun yang kompleks dan sulit urai, akan teroksidasi. Dengan demikian, selisih nilai antara COD dan BOD memberikan gambaran besarnya bahan organik yang sulit urai yang ada di perairan. Bisa saja nilai BOD sama dengan COD, tetapi BOD tidak bisa lebih besar dari COD. Jadi COD menggambarkan jumlah total bahan organik yang ada. TSS (Total Susppended Solid )
Zat yang tersuspensi biasanya terdiri dari zat organik dan anorganik yang melayanglayang dalam air, secara fisika zat ini sebagai penyebab kekeruhan pada air. Limbah cair yang mempunyai kandungan zat tersuspensi tinggi tidak boleh dibuang langsung ke badan air karena disamping dapat menyebabkan pendangkalan juga dapat menghalangi sinar matahari masuk kedalam dasar air sehingga proses fotosintesa mikroorganisme tidak dapat berlangsung. TDS (Total Di ssolve Soli d )
TDS (Total Dissolve Solid ) yaitu ukuran zat terlarut (baik itu zat organik maupun anorganik, misalnya : garam, dan lain-lain) yang terdapat pada sebuah larutan. TDS meter menggambarkan jumlah zat terlarut dalam Part Per Million (PPM) atau sama dengan miligram per Liter (mg/L).
9
PENGOLAHAN AIR SUNGAI CISADANE
Gambar peta aliran Sungai Cisadane di Tangerang
Waktu dan Lokasi
Penelitian kualitas air di muara Sungai Cisadane dilakukan dengan cara survey lapang dan analisis di laboratorium. Lokasi penelitian di Pasar Baru,Kota Tangerang, Provinsi Banten.
Gambar Sungai Cisadane di daerah Pasar Baru, Tangerang
Pada saat pengambilan sampel di daerah Pasar Baru-Tangerang, suhu udara di sekitar sungai saat itu 30 οC. Hasil sampling di Sungai Cisadane diperoleh data sebagai berikut : No
Parameter
Analisis
Satuan
1
BOD
250
mg/L
2
COD
250
mg/L
3
TSS
300
mg/L
4
TDS
300
mg/L
5
Q ( Debit )
0,5
m /Jam
3
Konsep Pengolahan
Konsep pengolahan yang direncanakan adalah sebagai berikut :
EQUALISASI
KOAGULASI
FLOKULASI
FILTRASI
KLORINASI
BAK PENAMPUNG
SEDIMENTASI
Perhitungan
1. Debit Air
= 0,5 m3/jam = 0,5 m3/jam x 1000 kg/m 3 = 500 kg/jam
2. Laju BOD
= 250 mg/L = 250 mg/L x 0,5 m 3/jam x 1000 L/m 3 x 10-6 kg/mg = 0,125 kg/jam
Digunakan 1000 L/m 3 dan 10-6 kg/mg karena untuk konversi menjadi satuan kg/jam. 3. Laju COD
= 250 mg/L
11
= 250 mg/L x 0,5 m 3/jam x 1000 L/m 3 x 10-6 kg/mg = 0,125 kg/jam Digunakan 1000 L/m 3 dan 10-6 kg/mg karena untuk konversi menjadi satuan kg/jam. 4. Laju TSS
= 300 mg/L = 300 mg/L x 0,5 m3/jam x 1000 L/m 3 x 10-6 kg/mg = 0,15 kg/jam
Digunakan 1000 L/m 3 dan 10-6 kg/mg karena untuk konversi menjadi satuan kg/jam. 5. Laju TDS
= 300 mg/L = 300 mg/L x 0,5 m 3/jam x 1000 L/m 3 x 10-6 kg/mg = 0,15 kg/jam
Digunakan 1000 L/m 3 dan 10-6 kg/mg karena untuk konversi menjadi satuan kg/jam.
Bak Equalisasi
Bak equalisasi berfungsi untuk menampung air sebelum dilakukan pengolahan lebih lanjut. Bak Equalisasi ini dimaksudkan untuk menangkap benda kasar yang mudah mengendap yang terkandung dalam air baku, seperti pasir atau dapat juga disebut partikel diskret. Penggunaan unit Equalisasi selalu ditempatkan pada awal proses pengolahan air, sehingga dapat dicapai penurunan kekeruhan. Equalisasi merupakan bak pengendapan material pasir dan lain-lain yang tidak tersaring pada screen, serta merupakan pengolahan fisik yang kedua. a. Kriteria Design
1. Debit (Q)
= 0,5 m3/jam
2. Beban Permukaan
= 32 m 3/hari/m2 (kriteria desain)
3. Waktu Tinggal
= 1 – 4 jam
(kriteria desain)
4. Kedalaman Bak
= 2,5 m
(kriteria desain)
5. Effisiensi TSS & TDS = penurunan 15 % b. Perhitungan Bak Equalisasi
= 0,5 m3/jam
1. Debit (Q)
= 0,5 m3/jam x 24 jam/hari = 12 m3/hari 2. Luas Permukaan (A)
= =
= 0,375 m2 c. Bak berbentuk persegi panjang, maka P : L = 2 : 1
=
2 L2
0,375 m 2 =
2 L2
A
L2 =
L2 =
0,1875 m
L
0,43 m
=
13
P
=
2xL
=
2 x 0,43 m
=
0,86 m
d. Volume Bak Equalisasi
Volume Bak Equalisasi
= PxLxt = 0,86 m x 0,43 m x 2,5 m = 0,9245 m3
Menentukan waktu tinggal (td)
=
=
= 1, 849 jam e. Dimensi Bak
1. Panjang Bak
= 0,86 m
2. Lebar Bak
= 0,43 m
3. Kedalaman Bak
= 2,5 + 0,3 (FB) = 2,8 m
(FB = Free Board) 4. Waktu tinggal f.
= 1,849 jam
Gambar Bak Equalisasi (Proses Engineering Flow Diagram)
BOD = 0,125 kg/jam
BOD = 0,125 kg/jam
COD = 0,125 kg/jam
COD = 0,125 kg/jam
TSS = 0,15 kg/jam
EQUALISASI
TDS = 0,15 kg/jam
TSS = 0,13 kg/jam TDS = 0,13 kg/jam
TSS
= 0,02 kg/jam
TDS
= 0,02 kg/jam
Bak Koagulasi dan Flokulasi
Koagulasi adalah proses penambahan bahan kimia ke dalam air agar kotoran dalam air yang berupa padatan tersuspensi misalnya zat warna organik, lumpur halus, bakteri dan lain-lain dapat menggumpal dan cepat mengendap. Flokulasi adalah proses pengadukan lambat agar campuran koagulan dan air baku yang telah merata membentuk gumpalan atau flok dan dapat mengendap dengan cepat. Tujuan utama flokulasi agalah membawa partikel ke dalam hubungan sehingga partikel-partikel tersebut bertabrakan, kemudian melekat, dan tumbuh menjadi ukuran yang siap turun mengendap. Pengadukan lambat sangat diperlukan untuk membawa flok dan menyimpannya pada bak flokulasi. a. Kriteria Design 1. Kebutuhan pembubuhan < 600 cc/menit 2. Kadar Tawas
= 60 % ( sebagai Larutan )
3. Dosis yang diperlukan
= 42,5 mg/L
4. Berat Jenis Al2(SO4)
= 2,6 kg/L
5. Konsentrasi larutan < 10 % 6. Debit (Q)
= 1,4 x 10-4 m3/dt
7. G ( Gradient kecepatan )
= 790 s-1 ( Kriteria Design )
8. Waktu Tinggal ( td )
= 40 s ( Kriteria Design )
9. Pengaduk Turbin 4 Flat Blade ( K T ) = 5,31 10. Kecepatan putaran pengaduk koagulasi = 100 RPM =100/60 RPS =1,667 RPS 11. Kecepatan putaran pengaduk flokulasi = 20 RPM = 20/60 PPS = 0,333 RPS 12. Effisiensi =
70 % ( Kriteria Design )
b. Perhitungan Bak Koagulasi dan Flokulasi 1. Debit
= 0,5 m3/jam x 1 jam/3600 s = 1,4 x 10-4 m3/s = 0,14 L/s
2. Kebutuhan Tawas
= Q x Dosis = 0,14 L/detik x 42,5 mg/L = 5,95 mg/s 15
= 357 mg/menit = 3,57 x 10-4 kg/menit 3. Kapasitas Bak (V) = Q x td = 1,4 x 10-4 m3/s x 40 s = 5,6 x 10-3 m3 4. Dimensi Bak
=
P:l:t=
V
=
L3
5,6 x 10 -3 m3 =
L3
L
=
1:1:1
0,18 m
Maka : P = 0,18 m l
= 0,18 m
h = 0,18 m 5. Power yang diperlukan (P) = G2 . μ. V = (790s-1)2 x (0,00089 N.s/m 2) x (5,6 x10 -3 m3) = 3,1 N.m/s = 3,1 Watt 6. Diameter pengaduk (Di)
⅕
=
=
⅕
= 0,26 m 7. Dimensi Bak Koagulasi a. Panjang Bak
= 0,18 m
b. Lebar Bak
= 0,18 m
c. Kedalaman bak
= 0,18 + 0,3 ( FB) = 0,48 m
d. Daya motor pengaduk
= 3,1 N. m/s
e. Kecepatan putaran pengaduk = 100 RPM f. Tinggi Baling Dasar
=
( 0,18 + 0,3 (FB) ) x 0,2 = 0,096 m
=
0,18 m
8. Dimensi Bak Flokulasi a. Panjang Bak
b. Lebar Bak
=
0,18 m
c. Kedalaman bak
= 0,18 + 0,3 ( FB) = 0,48 m
d. Daya motor pengaduk
= 3,1 N. m/s
e. Kecepatan putaran pengaduk = 20 RPM = 20/60 RPS = 0,333 RPS f. Tinggi Baling Dasar
=
( 0,18 + 0,3 (FB) ) x 0,2 = 0,096 m
9. Bak Koagulasi dan Flokulasi Al2(SO4)3 BOD
= 0,125 kg/jam
COD
= 0,125 kg/jam
TSS
= 0,13 kg/jam
TDS
= 0,13 kg/jam
BOD = 0,0375 kg/jam KOAGULAS I
FLOKULASI
COD = 0,0375 kg/jam TSS = 0,039 kg/jam
SEDIMENTASI
TDS = 0,039 kg/jam
Al2(SO4)3 = 0,021 kg/jam
BOD = 0,0875 kg/jam COD = 0,0875 kg/jam TSS = 0,091 kg/jam TDS = 0,091 kg/jam Al2(SO4)3 = 0,021 kg/jam Bak Filtrasi
Filtrasi adalah suatu operasi pemisahan campuran antara padatan dan cairan dengan melewatkan umpan (padatan + cairan) melalui medium penyaring. Proses filtarsi banyak dilakukan di industri, misalnya pada pemurnian air minum, pemisahan kristal-kristal garam dari cairan induknya, pabrik-kertas dan lain-lain. Untuk semua proses filtrasi, umpan mengalir disebabkan adanya tenaga dorong berupa beda tekanan, sebagai contoh adalah akibat gravitasi atau tenaga putar. Secara umum filtrasi dilakukan bila jumlah padatan dalamsuspensi relatif lebih kecil dibandingkan zat cairnya. 1. Kriteria Design
Jumlah bak Debit
= =
4 buah 0,14 L/s 17
Lama operasi Kecepatan filtrasi Kecepatan aliran pipa inlet Efisiensi
= = = =
3 jam 350 m3/m2 hari 0,6 – 1,8 m/s 70 %
= = =
kecepatan filtrasi x waktu tinggal 350m3/m2 hari x 0,125 hari 43,75 m3
2. Perhitungan
Kapasitas bak
43,75 m
=
3
4
= 10,9 m3 Karena jumlah bak yang digunakan 4 unit maka kapasitas tiap bak adalah 10,9 m3 Bak equalisasi berbentuk persegi panjang sehingga perbandingan panjang, lebar dan tingginya adalah 2:1:1 P:L:H
=
2:1:1
V
=
2L3
10,9 m3 =
2L3
5,45 m3 =
L3
L dan H =
1,76 m
P
=
2 (1,76m)
=
3,52 m
Kedalaman bak
=
1,76 m + 0,3 (FB)
=
2,06 m
*FB = Free Board
PEFD Bak Filtrasi BOD = COD = TSS = TDS =
0,0375 kg/jam 0,0375 kg/jam 0,039 kg/jam 0,039 kg/jam
E-1
BOD = 0,02625 kg/jam
BOD = 0,01125 kg/jam COD = 0,01125 kg/jam TSS = 0,0117 kg/jam TDS = 0,0117 kg/jam
COD = 0,02625 kg/jam TSS = 0,0273 kg/jam TDS = 0,0273 kg/jam Bak Klorinasi
Bak klorinasi ini digunakan untuk memberi dan mencampurkan zat kimia berupa klorin yang berfungsi untuk membunuh mikroorganisme patogen yang ada pada air limbah. 1. Kriteria Design
1. Debit (Q) = 0,14 L/s 2. Kaporit yang digunakan mengandung 60 % Klor ( Larutan ) 3. Konsentrasi yang direncanakan = 4 % 4. Berat jenis kaporit = 1,2 kg/L 5. Kapasoitas pembubuhan maksimum = 600 cc/menit 6. Daya pengikat Klor (DPC)
= 1,18 mg/L
7. Sisa klor direncanakan = 0,4 mg/L 8. Effisiensi = 70 % 2. Perhitungan Bak Klorinasi
1. Dosis klor total = DPC + sisa = 1,18 mg/L + 0,4 mg/L = 1,58 mg/L 2. Kebutuhan kaporit tiap menit = 1,58 mg/L x 100/60 x 0,14 L/s x 60 s/1menit = 22,12 mg/menit = 0,02212 gr/menit Kebutuhan selama 1,849 jam= 0,02212 gr/menit x 1,849 jam x 60 menit = 2,45 gram = 0,00245 kg 3. Kapasitas Bak Klorinasi
= Q x td = 0,14 L/s x 1,849 jam x 3600 s/jam = 931,896 L = 0,93 m3 19
4. Volume (V)
= pxlxt 0,93 m3 = p x p x p 0,93 m3 = p3 Panjang (p)
= 0,98 m
5. Dimensi Bak Klorinasi A. Panjang Bak ( P )
= 0,98 m
B. Lebar Bak ( l )
= 0,98 m
C. Kedalaman Bak (t)
= 0,98 + 0,3 (FB) = 1,28 m
D. Efffisiensi Alat
= 70 %
6. Gambar Bak Klorinasi Ca(OCl)2 BOD = 0,01125 kg/jam
BOD = 0,0034 kg/jam
COD = 0,01125 kg/jam
BAK KLORINASI
COD = 0,0034 kg/jam
TSS = 0,0117 kg/jam
TSS = 0,0035 kg/jam
TDS = 0,0117 kg/jam
TDS = 0,0035 kg/jam
Ca(OCl)2 = 0,0013 kg/jam BOD = 0,0079 kg/jam COD = 0,0079 kg/jam TSS
= 0,0082 kg/jam
TDS
= 0,0082 kg/jam
Ca(OCl)2 = 0,0013 kg/jam Bak Penampung 1. Perhitungan Bak penampung
a. Kapasitas bak = Q x dt = 0,14 L/s x 24 x 3600 s/ 1 jam = 12096 L = 12,096 m3 b. Volume (V)
= pxlxt
12,096 m 3 = p x p x p 12,096 m 3 = p3 Panjang (p) = 2,29 m
2. Dimensi Bak penampung
1. Panjang bak = 2,29 m 2. Lebar bak
= 2,29 m
3. Tinggi bak
= 2,29 m + 0,3 (FB) = 2,59 m
Effluent
Q eff = 0,5 m3/jam BOD
= 0,0034 kg/jam
BOD = 0,0034 kg/jam
COD
= 0,0034 kg/jam
COD = 0,0034 kg/jam
TSS
= 0,0035 kg/jam
TSS = 0,0035 kg/jam
TDS
= 0,0035 kg/jam
TDS = 0,0035 kg/jam
A. Hasil Akhir Pengolahan No
Parameter Air
Sebelum Pengolahan
Setelah Pengolahan
Limbah 1
BOD
250 mg/L
6,8 mg/L
2
COD
250 mg/L
6,8 mg/L
3
TSS
300 mg/L
7 mg/L
4
TDS
300 mg/L
7 mg/L
21
PENUTUP Kesimpulan
1. Pengolahan dengan proses Equalisasi, dapat diperoleh efisiensi 15 % terhadap TSS dan TDS, jadi adanya penurunan besarnya TSS dan TDS masing-masing adalah : a. TSS dari ( 0,15 kg/jam atau 300mg/L ) menjadi ( 0,13 kg/jam atau 260 mg/L ) b. TDS dari ( 0,15 kg/jam atau 300 mg/L ) menjadi ( 0,13 kg/jam atau 260 mg/L ) 2. Pengolahan dengan proses Koagulasi dan Flokulasi, dapat diperoleh efisiensi 70 % terhadap BOD, COD, TSS dan TDS, jadi adanya penurunan besarnya BOD, COD, TSS dan TDS masing-masing adalah : a. BOD dari ( 0,125 kg/jam atau 250 kg/jam ) menjadi ( 0,0375 kg/jam atau 75 mg/L ) b. COD dari ( 0,125 kg/jam atau 250 kg/jam ) menjadi ( 0,0375 kg/jam atau 75 mg/L ) c. TSS dari ( 0,13 kg/jam atau 260 mg/L ) menjadi ( 0,039 kg/jam atau 78 mg/L ) d. TDS dari ( 0,13 kg/jam atau 260 mg/L ) menjadi ( 0,039 kg/jam atau 78 mg/L ) 3. Pengolahan dengan Proses Filtrasi, dapat diperoleh effisiensi sebesar 70 % terhadap BOD, COD, TSS dan TDS, jadi adanya penurunan besarnya BOD, COD, TSS dan TDS, masing masing adalah : a. BOD dari ( 0,0375 kg/jam atau 75 kg/jam ) menjadi (0,01125 kg/jam atau 22,5 mg/L) b. COD dari ( 0,0375 kg/jam atau 75 kg/jam ) menjadi (0,01125 kg/jam atau 22,5 mg/L) c. TSS dari ( 0,039 kg/jam atau 78 mg/L ) menjadi ( 0,0117 kg/jam atau 23,4 mg/L ) d. TDS dari ( 0,039 kg/jam atau 78 mg/L ) menjadi ( 0,0117 kg/jam atau 23,4 mg/L ) 4. Pengolahan dengan Proses Klorinasi, dapat diperoleh effisiensi sebesar 70 % terhadap BOD, COD, TSS dan TDS, jadi adanya penurunan besarnya BOD, COD, TSS dan TDS, masing masing adalah : a. BOD dari (0,01125 kg/jam atau 22,5 kg/jam) menjadi (0,0034 kg/jam atau 6,8 mg/L) b. COD dari (0,01125 kg/jam atau 22,5 kg/jam) menjadi (0,034 kg/jam atau 6,8 mg/L) c. TSS dari (0,0117 kg/jam atau 23,4 mg/L) menjadi (0,0035 kg/jam atau 7 mg/L) d. TDS dari ( 0,0117 kg/jam atau 23,4 mg/L ) menjadi ( 0,0035 kg/jam atau 7 mg/L )
5. Dari seluruh proses, diperoleh hasil pengolahan : No
Parameter
Sebelum
Setelah
Kep.Menteri
Peraturan
Air
Pengolahan
Pengolahan
lingkungan hidup
MenKes RI
No 3 Tahun 2010
No. 82/2001
Limbah 1
BOD
250 mg/L
6,8 mg/L
50 mg/L
6 mg/L
2
COD
250 mg/L
6,8 mg/L
100 mg/L
12 mg/L
3
TSS
300 mg/L
7 mg/L
150 mg/L
500 mg/L
4
TDS
300 mg/L
7 mg/L
500 mg/L
6. Berdasarkan hasil pengolahan air Sungai Cisadane - Tangerang yang saya lakukan, maka hasil akhir diperoleh BOD dan COD memenuhi baku mutu Keputusan Menteri lingkungan hidup No 3 Tahun 2010 Tentang Baku Mutu Air Limbah bagi kawasan industri, yaitu sebesar 6,8 mg/L untuk BOD dimana kadar maksimum 50 mg/L; dan juga dihasilkan 6,8 mg/L untuk COD dimana kadar maksimum adalah 100 mg/L. 7. Demikian puka Hasil TSS = 7 mg/L dan TDS = 7 mg/L telah sesuai dengan Keputusan Menteri lingkungan hidup No 3 Tahun 2010 Tentang Baku Mutu Air Limbah bagi kawasan industri, dimana nilai maksimal TSS dan TDS yaitu 150 mg/L. 8. Pada pengolahan air Sungai Cisadane, hasil yang diperoleh disesuaikan dengan Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 82/2001 Tentang Standar Baku Mutu Pengolahan Air Minum, dimana hasil TDS yang diperoleh adalah 7 mg/L telah memenuhi persyaratan kualitas air minum. Nilai maksimum TDS yang ditetapkan adalah 500 mg/L. Sementara untuk nilai TSS hasil pengolahan sebesar 7 mg/L juga memenuhi persyaratan kualitas air minum, dimana nilai maksimalnya sebesar 500 mg/L. 9. Untuk nilai BOD dan COD dari hasil pengolahan adalah 6,8 mg/L dan 6,8 mg/L, untuk kadar BOD melebihi nilai maksimal yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 82/2001 Tentang Standar Baku Mutu Pengolahan Air Minum. Pada peraturan ini ditetapkan nilai maksimalnya untuk BOD adalah 6 mg/L dan untuk kadar COD masih di bawah kadar maksimum yaitu 12 mg/L.
23
DAFTAR PUSTAKA http://harainternational.wordpress.com/2013/04/17/pengertian-bod-dan-cod/ http://www.indonesian-publichealth.com/2013/01/pengertian-bod-cod-tss-pada-airlimbah.html http://rifihamdani.wordpress.com/2011/11/17/tds-untuk-standar-air-sehat/ http://jdih.menlh.go.id/pdf/ind/IND-PUU-7-2010-Permen http://pppl.depkes.go.id/_asset/_regulasi/53_Permenkes
DIAGRAM ALIR KUANTITATIF inffluent BOD COD TSS TDS
= = = =
0,125 kg/jam 0,125 kg/jam 0,15 kg/jam 0,15 kg/jam TSS TDS
EQUALISASI
= 0,02 kg/jam = 0,02 kg/jam
BOD = 0,125 kg/jam COD = 0,125 kg/jam TSS = 0,13 kg/jam TDS = 0,13 kg/jam Al2(SO4)3 = 0,021 kg/jam
KOAGULASI
BOD = COD = TSS = TDS = Al2(SO4)3
BOD COD TSS TDS
FLOKULASI
0,0875 kg/jam 0,0875 kg/jam 0,091 kg/jam 0,091 kg/jam = 0,021 kg/jam
= = = =
0,0375 kg/jam 0,0375 kg/jam 0,039 kg/jam 0,039 kg/jam
SEDIMENTASI
FILTRASI
BOD COD TSS TDS
= = = =
0,01125 kg/jam 0,01125 kg/jam 0,0117 kg/jam 0,0117 kg/jam KLORINASI
BOD = 0,0034 kg/jam COD = 0,0034 kg/jam TSS = 0,0035 kg/jam TDS = 0,0035 kg/jam
BAK PENAMPUNG
BOD COD TSS TDS
= = = =
0,02625 kg/jam 0,02625 kg/jam 0,0273 kg/jam 0,0273 kg/jam
BOD = 0,0079 kg/jam COD = 0,0079 kg/jam TSS = 0,0082 kg/jam TDS = 0,0082 kg/jam Ca(Ocl)2 = 0,0013 kg/jam
Effluent 3
BOD = 0,0034 kg/jam COD = 0,0034 kg/jam TSS = 0,0035 kg/jam TDS = 0,0035 kg/jam
Q eff = 0,5 m /jam BOD = 0,0034 kg/jam COD = 0,0034 kg/jam TSS = 0,0035 kg/jam TDS = 0,0035 kg/jam 25
