7.7 Unit Pengolahan Limbah Cair dengan sistem Activated Sludge
Perhitungan untuk Sistem Pengelolaan Limbah Diperkirakan jumlah air buangan pabrik :
1. Limbah proses = 5739 kgjam = 5739 Ljam
2. Pencucian peralatan pabrik = 80 Ljam
3. Limbah laboratorium = 15 Ljam
4. Limbah domestik dan kantor = 195 orang x 35 L hari = 284,375 Ljam
Maka, total air limbah pabrik = 6118,375 Ljam = 0,612 m
3
jam 7.7.1 Bak Penampungan BP
Fungsi : tempat penampungan air buangan sementara
Jumlah : 1 unit
Laju volumetrik air buangan = 0,612 m
3
jam Waktu penampungan air buangan
= 15 hari Volume air buangan
= 220,32 m
3
Bak terisi 90, maka volume bak =
���,�� �,�
= 244,8 m
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : • Panjang bak p = 2 x lebar bak l
• Lebar bak l = tinggi bak t
Maka, volume bak V = p x l x t
244,8 = 2l x l x l
l = 4,97 m
Jadi, spesifikasi bak penampungan : • Panjang bak p = 9,93 m
• Lebar bak l = 4,97 m
• Tinggi bak t = ± 3 m
• Luas bak A = 49,35 m
2
• Tinggi air = 0,9 4,97 = 4,47 m
7.7.2 Bak Pengendapan Awal BPA Fungsi
: menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Jumlah
: 1 unit
Laju volumetrik air buangan = 0,612 m
3
jam
Universitas Sumatera Utara
Waktu tinggal pengendapan = 2 jam
Volume air buangan = 1,224 m
3
Bak terisi 90, maka volume bak =
�,��� �,�
= 1,36 m
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : • Panjang bak p = 2 x lebar bak l
• Lebar bak l = tinggi bak t
Maka, volume bak V = p x l x t
1,36 = 2l x l x l
l = 0,88 m
Jadi, spesifikasi bak pengendapan awal : • Panjang bak p = 1,76 m
• Lebar bak l = 0,88 m
• Tinggi bak t = 0,88 m
• Luas bak A = 1,55 m
2
• Tinggi air = 0,9 0,88 = 0,792 m
7.7.3 Bak Netralisasi BN Fungsi
: tempat menetralkan pH limbah Untuk menetralkan air limbah, dibutuhkan Na
2
CO
3
sebanyak 0,15 gr Na
2
CO
3
30 ml air limbah MIPA, 2007. Jumlah air buangan : 0,612 m
3
jam Kebutuhan Na
2
CO
3
: 0,612 x1000 x 1500,03 x 110
6
: 3,06 kgjam MIPA, 2007 Laju alir larutan 30 Na
2
CO
3
= 3,06 0,3 = 10,2 kgjam Densitas larutan 30 Na
2
CO
3
= 1327 kgm
3
Perry, 1999 Volume larutan 30 Na
2
CO
3
= 10,2 1327 = 0,00768 m
3
jam Diasumsikan reaksi netralisasi berlangsung tuntas selama 1 hari
Volume limbah = 0,00768 + 0,612 = 0,6196 m
3
jam = 14,872 m
3
hari Bak terisi 90, maka volume bak = 14,872 0,9 = 16,525 m
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : • Panjang bak p = 2 x lebar bak l
• Lebar bak l = tinggi bak t
Universitas Sumatera Utara
Maka, volume bak V = p x l x t
16,525 = 2l x l x l
l = 2,02 m
Jadi, spesifikasi bak netralisasi : • Panjang bak p = 4,04 m
• Lebar bak l = 2,02 m
• Tinggi bak t = 2,02 m
• Luas bak A = 8,16 m
2
• Tinggi air = 0,9 2,02 = 1,82 m
7.7.4 Tangki Aerasi Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik dimana flok biologis lumpur
yang mengandung biologis tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O
2
. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini
sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data Perhitungan:
Laju volumetrik Q : 0,612 m
3
jam = 3880,43 galhari
Diasumsikan pada tekanan 1 atm dan 30
o
C, karakteristik limbah untuk pabrik pupuk organik adalah :
• BOD
5
S
o
= 350 mgL • Mixed Liquor Suspended Solid
= 400 mgL • Mixed Liquor Volatile Suspended Solid = 315 mgL
Menurut Metcalf, 1991, untuk activated sludge, diperoleh data : • Efisiensi E
= 95 • Koefisien cell yield Y
= 0,8 mg VSSmg BOD
5
• Koefisien endogenous decay K
d
= 0,025 hari
-1
Direncanakan : Sludge Residence Time
SRT θ
c
= 10 hari 1. Penentuan BOD Effluent S
100 S
S S
E
o o
× −
=
Metcalf, 1991
Universitas Sumatera Utara
17,5mgL 100
350 .
95 350
100 E.S
S S
o o
= −
= −
=
Batas maksimum BOD Effluent S = 17,5 mgL dapat diterima, dimana batas maksimum BOD
5
menurut baku mutu limbah cair bagi kawasan industri sesuai dengan Kep.No.3Menlh011998 , adalah 50 mgL
2. Penentuan volume aerator Vr
. θ
k X1
S .Q.YS
θ Vr
c d
o c
+ −
=
Metcalf, 1991
10 0,025
mgL1 315
mgL 17,5
0,8315 galhari
,43 hari3880
10 ×
+ −
= = 23455,06 galon = 88,787 m
3
3. Penentuan ukuran kolam aerasi AR Menurut Metcalf, 1991, diperoleh data sebagai berikut :
• Direncanakan tinggi cairan dalam reaktor = 3m • Perbandingan lebar dan tinggi cairan
= 3 : 1 • Lebar kolam aerator
= 3 x 3 m = 9 m • Faktor kelonggaran
= 0,5 m di atas permukaan air Maka, volume V
= p x l x t 88,787
= p x 9 x 3 p
= 3,29 m Jadi, ukuran reaktor :
• Panjang p = 3,3 m • Lebar l
= 9 m • Tinggi t
= 3,5 m
Universitas Sumatera Utara
4. Penentuan jumlah flok yang diresirkulasi Qr
Q
e
= Q = 3880,43 galhari X
e
= 0,001 X = 0,001 × 315 mgL = 0,315 mgL X
r
= 0,999 X = 0,999 × 315 mgL = 314,685 mgL P
x
= Q
w
× X
r
Metcalf, 1991 P
x
= Y
obs
.Q.S
o
– S Metcalf, 1991
c d
obs
θ k
1 Y
Y +
= Metcalf, 1991
0,025.1 1
0,8 Y
obs
+ =
= 0,64 P
x
= 0,64 3880,43 galhari 315 – 17,5 mgL = 738833,87 gal mgL hari Neraca massa pada tangki sedimentasi
Akumulasi = jumlah massa masuk – jumlah massa keluar 0 = Q + Q
r
X – Q
e
X
e
– Q
w
X
r
0 = QX + Q
r
X – Q0,001X - P
x
315 738833,87
1 0,001
315 3880,43
X P
1 QX0,001
Q
x r
+ −
= +
− =
= 1531,045 galhari = 5,7956 m
3
hari 5. Penentuan waktu tinggal di aerator
θ
3880,43 23455,06
Q Vr
θ =
=
= 6,0444 hari 6. Sludge Retention Time SRT
2347,85 23455,06
Q Vr
S
w
= =
RT = 9,990 hari sesuai dengan yang direncanakan
7. Penentuan daya yang dibutuhkan Tipe aerator yang digunakan adalah surface aerator.
Q BP
BP BN
Tangk i
Q Q + Qr
X Q
X Qw’
Xr Qe
Xe
Universitas Sumatera Utara
Kedalaman cairan = 3 m dan lebar kolom aerator = 9 m dari Tabel 10-11, Metcalf, 1991 diperoleh daya aerator sebesar 10 hp.
7.7.5 Tangki Sedimentasi TS Fungsi
: mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi
Laju volumetrik : 3880,43 + 1531,045 = 5411,475 galhari
: 20,485 m
3
hari Diperkirakan kecepatan overflow maksimum = 33 m
3
m
2
hari Perry,1999 Waktu tinggal air
= 2 jam = 0,0833 hari = 1,05812 m
3
Volume bak V = 20,485 m
3
hari x 0,0833 hari = 1,706 m
3
Luas tangki A = 20,485 m
3
hari 33 m
3
m
2
hari = 0,621 m
3
A = ¼
π D
2
D = 0,89 m
Maka, kedalaman tangki, H = VA = ± 1,7 m
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas 7.7.1
Kategori