Perhitungan Desain Teknis IPAL RSU XXX
4.2 Perhitungan Desain Teknis IPAL RSU XXX
4.2.1 Rencana IPAL RSU XXX
Kapasitas Rencana IPAL : Q air limbah = 405 m 3 /hari
BOD
= 400 mg/l
SS
= 200 mg/l
Effisiensi
BOD olahan = 30 mg/l SS olahan
= 30 mg/l
4.2.2 Sistem Pengumpulan Air Limbah
Pengumpulan air limbah dari beberapa sumber dilakukan dengan cara kombinasi sistem gravitasi dan pemompaan. Air limbah yang berasal dari sumber yang berdekatan dialirkan melalui pipa PVC dan dikumpulkan menuju bak pengumpul, selanjutnya dipompakan dengan menggunakan pompa celup otomatis ke unit IPAL. Jumlah bak pengumpul disesuaikan dengan kebutuhan berdasarkan jaringan distribusi air buangan yang telah didesain.
Gambar 4.4 : Rencana Bentuk Bak Pengumpul
4.2.3 Desain Bak Pemisah Minyak/Lemak
Bak pemisah minyak/ lemak ( Grease Removal ) yang direncanakan adalah tipe gravitasi sederhana.
Gambar 4.5 : Rencana Bentuk Bak Pemisah Minyak/lemak
Bak terdiri dari 3 ruangan seperti pada gambar 4.5 dengan desain sebagai berikut :
Kriteria Desain :
Waktu tinggal (Retention Time) = ± 60 – 120 menit
Asumsi Perencanaan :
Waktu tinggal (Hydraulik Retention Time) = 60 menit = 1 Jam
3 Volume bak yang diperlukan = 3 hari x 405 m /hari = 17 m
Ditetapkan Dimensi Bak :
Kedalaman air
Volume aktual = 18 m 3 Konstruksi
= Beton K300
Tebal dinding
= 20 cm
Chek :
HRT air limbah =
= 0,044 hari x
x = 64 menit
4.2.4 Desain Bak Ekualisasi
Direncanakan dimensi bak ekualisasi terdiri dari 2 ruangan. Rencana bentuk Bak ekualisasi dapat dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6 : Rencana Bentuk Bak Ekualisasi
Kriteria Desain :
Waktu tinggal (HRT) = ± 8 – 12 jam
Asumsi Perencanaan :
HRT = 12 Jam
3 Volume bak yang diperlukan = 3 hari x 405 m /hari = 202,5 m
Ditetapkan Dimensi Bak :
Panjang
= 12 m
Lebar
= 6,5 m
Kedalaman air
= 2,5 m
Tinggi Freeboard
= 0,5 m
Volume aktual 3 = 195 m Konstruksi
= Beton K300
Tebal dinding
= 20 cm
Chek :
HRT air limbah =
3 = 0,481 hari x = 11,6 Jam /ℎ�� ℎ��
4.2.5 Desain Bak Pengendap Awal
Rencana bentuk bak pengendap awal dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Gambar 4.7 : Rencana Bentuk Bak Pengendap Awal
Debit limbah 3 = 405 m /hari
3 = 16,875 m /jam
= 281,25 liter/menit
BOD in
= 400 mg/l
Skenario efisiensi
BOD eff
= 240 mg/l
Kriteria Desain :
Waktu Tinggal = 2 – 4 Jam
3 Beban Permukaan (Surface loading) rata-rata = 20 – 50 m 2 /m .hari
Sumber : Standar JWWA ( Buku Pekerjaan Konsultan Perencana Pembangunan IPAL Kebutuhan RS KUSTA Dr. Sitanala Tangerang Tahun 2012 )
Asumsi Perencanaan :
Waktu Tinggal di dalam bak = 2 Jam
3 Volume bak yang diperlukan = 3 hari x 405 m /hari = 33,75 m
Ditetapkan Dimensi Bak :
Kedalaman air efektif
= 2m
Tinggi Freeboard = 0,5 m (disesuaikan kondisi lapangan) Volume aktual
= 36 m 3
Konstruksi
= Beton K300
Tebal dinding
= 20 cm
Chek :
HRT rata-rata =
3 = 0,088 hari x = 2,13 Jam /ℎ�� ℎ��
Beban Permukaan (Surface loading) =
= 22,5 m 3 /m 2 .hari
4.2.6 Desain Bak Biofilter Anaerob
Rencana bentuk bak biofilter anaerob dapat dilihat pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8 : Rencana Bentuk Bak Anaerob
Debit limbah 3 = 405 m /hari
3 = 16,875 m /jam
= 281,25 liter/menit
BOD in
= 240 mg/l
Skenario efisiensi
BOD eff
= 84 mg/l
Kriteria Desain :
Untuk pengolahan air dengan proses biofilter standar Beban BOD per volume media sebesar 0,4 - 4,7 kg BOD /m 3 .hari.
Beban BOD per luas pemukaan media sebesar 5 - 30 g BOD /m 2 .hari Volume media = 60 % x Volume Reaktor
Asumsi Perencanaan :
Untuk air limbah RSU XXX ditetapkan beban BOD sebesar 1,5 kg BOD/m 3 media.hari
3 Beban BOD air limbah = 405 m 3 /hari x 240 gr/ m
= 97.200 gr/hari = 97,2 kg/hari
Jumlah BOD yang dihilangkan = 0,65 x 97, 2 kg/hari = 63,18 kg/hari
Volume media yang diperlukan = 3
3 = 64,8 m , �/ .ℎ��
3 Volume reaktor yang dipelukan = 3 x 64,8 m = 108 m
Waktu Tinggal di Dalam Reaktor Anaerob =
3 x 24 jam/hari /ℎ��
= 6,4 Jam
Ditetapkan Dimensi Bak :
Lebar
= 6m
Kedalaman efektif = 2 m Panjang
= 9m
Tinggi Freeboard
= 0,5 m
Volume aktual 3 = 108 m Konstruksi
= Beton K300
Tebal dinding
= 20 cm
Chek :
Waktu Tinggal Reaktor Anaerob rata-rata =
3 x 24 jam/hari /ℎ��
= 6,4 Jam Tinggi ruang lumpur
= 0,5 m
Tinggi bed media pembiakan mikroba
= 1,2 m
Tinggi air di atas bed media
= 0,3 m
Direncanakan ruang biofilter anaerob terbagi menjadi 2 zona yang terdiri dari ruang biofilter dengan ukuran 6 m x 6 m x 2 m dan ruang penenang
outlet dengan ukuran 3 m x 6 m x 2 m. Volume media pada biofilter anaerob
= 6mx6mx2m
3 = 72 m
, kg/hari
BOD Loading per volume media
3 = 1,35 kg BOD/m .hari
2 Jika media yang dipakai mempunyai luas spesifik + 200 m 3 /m media, maka :
2 3 Luas permukaan media = 200 m 3 /m x 72 m
2 = 14.400 m
, kg/hari
BOD Loading per luas permukaan media
2 = 0,00675 kg BOD/m .hari
= 6,75 gr BOD /m 2 .hari
4.2.7 Desain Bak Aerasi dan Biofilter Aerob
Sketsa gambar bak pengendap awal dapat dilihat pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 : Rencana Bentuk Bak Aerasi-Aerob
Debit limbah
= 405 m 3 /hari
3 = 16,875 m /jam
= 281,25 liter/menit
Kriteria Desain :
Untuk pengolahan air dengan proses biofilter standar Beban BOD per volume media sebesar 0,4 - 4,7 kg BOD /m 3 .hari.
Beban BOD per luas pemukaan media sebesar 5 - 30 g BOD /m 2 .hari Volume media = 50 % x Volume Reaktor
Asumsi :
BOD in = 84 mg/l BOD eff = 30 mg/l
Efisiensi Pengolahan −
Chek :
3 Beban BOD di dalam air limbah 3 = 405 m /hari x 84 g/m = 34.020 g/hari = 34,02 kg/hari
Jumlah BOD yang dihilangkan = 0,64 x 34,02 kg/hari = 21,77 kg/hari
Beban BOD per volume media yang digunakan = 0,5 kg/m 3 .hari
Volume media yang diperlukan 3 = = 68 m
3 Voleme Reaktor Biofilter Aerob = x 68 m
3 = 136 m
Ditetapkan Dimensi Bak :
Lebar
= 6m
Kedalaman air efektif
Tinggi ruang bebas
= 0,5 m
Volume aktual 3 = 132 m Konstruksi
= Beton K300
Tebal dinding
= 20 cm
Biofilter Aerob terdiri dari 2 stage yang masing-masing terdiri dari dua ruangan Biofilter Aerob terdiri dari 2 stage yang masing-masing terdiri dari dua ruangan
Ruang Aerasi :
Lebar
= 6m
Kedalaman efektif
Ruang Bed Media :
Lebar
= 6m
Kedalaman air efektif
Waktu tinggal total rata-rata =
3 x 24 jam = 7,82 Jam /ℎ��
Tinggi Bed media pembiakan mikroba
= 1,2 m
Volume total media pada biofilter aerob = 7 m x 6 m x 1,2 m
3 = 50,4 m
BOD Loading per volume media
3 = 0,68 kg BOD/m .hari
2 Jika media yang dipakai mempunyai luas spesifik + 200 m 3 /m media, maka : Luas permukaan media
= 200 m 2 /m 3 x 50,4 m 3
2 = 10.080 m
, kg/hari
BOD Loading per luas permukaan media =
2 = 0,00964 kg BOD/m .hari
= 9,64 gr BOD /m 2 .hari
Kebutuhan Oksigen :
Kebutuhan oksigen di dalam reaktor biofilter aerob sebanding dengan jumlah BOD yang dihilangkan. Jadi :
Kebutuhan teoritis = Jumlah BOD yang dihilangkan = 21,77 kg/hari.
Faktor keamanan ditetapkan + 1,5
Kebutuhan Oksigen Teoritis = 1,5 x 21,77 kg/ hari
= 32,65 kg/hari.
Temperatur udara rata-rata o = 28 C
Berat Udara pada suhu 28 3 C = 1,1725 kg/m
Di asumsikan jumlah oksigen didalam udara 24 %, jadi :
, kg/hari
Jumlah Kebutuhan Udara teoritis
kg/� x , g O /g Udara
= 116 m 3 /hari
Efisiensi Difuser = 2,5 %
� /hari
Kebutuhan Udara Aktual =
3 = 4.641 m /hari
3 = 3,22 m /menit
Chek :
� /hari
Ratio Volume Udara /Volume Air Limbah =
� /hari
4.2.8 Desain Bak Pengendap Akhir
Debit limbah 3 = 405 m /hari
= 281,25 liter/menit
BOD in
= 30 mg/l
Skenario efisiensi
BOD eff
= 28,5 mg/l
Sketsa gambar bak pengendap awal dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10 : Rencana Bentuk Bak Pengendapan Akhir
Kriteria Desain :
Waktu Tinggal = 2 – 4 Jam
3 Beban Permukaan (Surface loading) rata-rata = 20 – 50 m 2 /m .hari
Asumsi Perencanaan :
Waktu Tinggal di dalam bak = 2 Jam
3 Volume bak yang diperlukan = 3 hari x 405 m /hari = 33,75 m
Ditetapkan Dimensi Bak :
Kedalaman air efektif
= 2m
Tinggi Freeboard = 0,5 m (disesuaikan kondisi lapangan) Volume aktual 3 = 36 m
Konstruksi
= Beton K300
Tebal dinding
= 20 cm
Chek :
HRT rata-rata =
3 = 0,088 hari x = 2,13 Jam /ℎ�� ℎ��
Beban Permukaan (Surface loading) =
= 22,5 m 3 /m 2 .hari