Jumlah air buangan = 0,387 m
3
hari = 9280 Lhari Kebutuhan Na
2
CO
3
= 9280 Lhari×5000 mg0,03
L×1kg10
6
mg×1hari24 jam = 1,933 kgjam
Laju alir larutan 30 Na
2
CO
3
=
3 ,
1,933
= 6,444 kgjam Densitas larutan 30 Na
2
CO
3
= 1327 kgm
3
Perry, 1999 Volume 30 Na
2
CO
3
=
1327 6,444
= 0,00486 m
3
jam Laju alir limbah = 0,38667 m
3
jam Diasumsikan reaksi netralisasi berlangsung tuntas selama 1 hari
Volume limbah = 0,38667 + 0,00486 m
3
jam ×1 hari × 24 jamhari = 9,397 m
3
Bak terisi 90 maka volume bak =
9 ,
9,397
= 10,441 m
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: panjang bak p = 2 × lebar bak l dan tinggi bak t = lebar bak l
Volume bak V = p × l × t 10,441 m
3
= 2l × l × l l = 1,735 m
Jadi, panjang bak p = 3,469 m
lebar bak l = 1,735 m
tinggi bak t = 1,735 m
luas bak A = 6,019 m
2
tinggi air = 0,9 1,735 = 1,561
7.6.4 Unit Pengolahan Limbah dengan Sistem Trickling Filter
Konsep Trickling Filter berkembang dari Penggunaan Filter kontak, yang merupakan kolom berisi batu-batu sebagai medianya. Dalam operasinya, lapisan kontak diisi dengan
limbah cair dari bagian atas dan limbah dibiarkan kontak dengan media untuk waktu yang singkat.
Trickling filter terdiri dari lapisan media yang sangat permiabel dimana mikroorganisme diletakkan dan melaluinya air buangan mengalir.
Data pengolahan limbah: Laju volumetrik Q = 0,387 m
3
jam = 2451,517 galhari = 9,288 m
3
hari Karakteristik limbah untuk pabrik gas Hidrogen MetCalf, 2003 adalah :
Universitas Sumatera Utara
- BOD
5
influent, Li = 500 mgL Metcalf Eddy, 1979
- Mixed Liquor Suspended Solid = 400 mgL Metcalf Eddy, 1979
- Mixed Liquor Volatile Suspended Solid X = 315 mgL Metcalf Eddy, 1979 - BOD
5
effluent direncanakan, Le = 30 mgL
Metcalf Eddy, 1979 -
Koef. Koreksi, θ = 1,08
Metcalf Eddy, 1979 - Konstanta laju pemisahan, k
25
= 0,1 mhari 25
o
C - Temperatur Operasi, T
= 28
o
C k
T
= k
25
x θ
T-25
k
28
= 0,1 x 1,08
28-25
= 0,126 untuk mencegah pembatasan transfer oksigen, dasumsikan BOD influen diencerkan dengan
aliran recycle sehingga, Lr =
1 2
Li = 250 mgltr
Lr = Li + N x LeN + 1
Dimana : Li
= BOD influen mgltr Le
= BOD effluent mgltr N
= rasio recycle Lr
= BOD pencampuran dengan aliran recycle mgltr
Maka, 250
= 500 + 30 NN+1 250 N – 30 N = 500 + 30 N
220 N = 250 N = 1,136
Direncanakan luas spesifik material filter, Sa = 60 m
2
m
3
Q = 1 + 1,136 9,288 m3hari = 19,84 m
3
hari
-Ln LeLr = K.Z.Sa.AQ
Metcalf Eddy, 1979
Dimana Z
= kedalaman filter, m A
= luas lplermukaan filter, m
2
Maka, -Ln 30250 = 0,126 x 60 m
2
m
3
Z.A 19,84 m
3
hari 2,12
= 0,126 x 60 Z.A 19,84 2,12
= 0,3629 Z.A
Universitas Sumatera Utara
Z.A = 5,8418 m
3
Diasumsikan filter berfungsi sebagai intermediate rate filter dengan hydraulic loading = 6 m
2
m
3
.hari Metcalf Eddy, 1979
Luas filter, A = 19,84 m
3
hari 6 m
2
m
3
.hari = 3,3066 m
2
Kedalaman, Z = 5,8418 m
3
3,3066 m
2
= 1,7667 m Untuk intermediate rate filter dengan hydraulic loading 4 – 10 m3m2.hari, maka kedalaman
filter adalah 1,25 – 2,5 m Metcalf Eddy, 1979
Maka rancangan Trickling Filter dapat diterima.
Jumlah lumpur yang harus dihilangkan perhari - Perhitungan Yobs
Yobs = Y 1 + Kd.θc
Dimana Y
= koef. Kinetik = 0,5
Kd = koef. Kinetik
= 0,06 Θc
= waktu tinggal = 6 jam = 21600 detik Metcalf Eddy, 1979 Yobs
= 0,5 1 + 0,06 x 21600 = 0,0004
- Perhitungan massa lumpur yang dihilangkan Px
= Yobs x Q. Li – Le 10
3
grkg = 0,0004 x 9,288 m
3
hari x 500-30 mgltr 10
3
grkg = 0,001746 kghari
Kebutuhan oksigen Kg O
2
hari = total massa BODl – 1,42 x massa organism yang dihilangkan
Massa BODl = Q x Li – Le. 10
3
grkg
-1
0,68 Metcalf Eddy, 1979
= 9,288 x 500-30 10
3
x 0,68 = 2,9684 kghari
Kg O
2
hari = 2,9684 – 1,42 x 0,0004
= 2,9678 kghari Asumsi
: udara mengandung 21 O
2
BM rata-rata udara = 29,87 kgkmo Geankoplis, 1983
Mol O
2
= 2,9678 28,97 = 0,1024 kgmol
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan udara = 0,10240,21 = 0,4876 kgmol = 0,4876 kgmol x 28,97 kgkgmol = 14,1257 kg
Densitas udara = 1,2929 kgm
3
Geankoplis, 1983 Volume udara
= 14,1257 1,2929 = 10,9255 m
3
R = 82,057 x 10
-3
atm.m
3
kgmol.K P.V
= n. R. T = mBM. R. T ; T = 30
o
C = 303,15K P
= = 1,1101 atm x 0,1033 cmH
2
Oatm = 0,11466 cmH
2
O
Untuk Trickling filter, kebutuhan udara diperoleh dari udara luar yang mengalir masuk ke dalam media filter dengan driving force-nya adalah perbedaan temperatur antara
udara luar dengan temperatur udara di dalam media filter P = 0,353 x 1Tc – 1Th x Z
Dimana P
= tekanan udara, cmH2O Tc
= temperatur dalam media filter, K Th
= temperatur udara luar, K Z
= kedalaman filter, cm Maka,
0,11466 = 0,353 x 1Tc – 1303,15 x 176,67 1Tc – 1303,15 = 0,001838
Tc = 194,67 K
≈ 195 K
Luas areal pengolahan limbah Luas total
= luas bak penampungan + luas bak pengendapan awal + luas penetralan + luas trickling filter
= 2 x 36,2994 + 9,4764 + 6,0187 + 3,3066 = 91,3897 m
2
Luas areal pengolahan diambil 125 dari luas total, maka : Luas areal pengolahan limbah = 125 x 91,3897 = 114 m
2
Universitas Sumatera Utara
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas
