Kebutuhan Bahan Kimia Kebutuhan Listrik Kebutuhan Bahan Bakar Unit Pengolahan Limbah

7.2.6 Deaerator

Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion ion exchanger dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90°C supaya gas – gas yang terlarut dalam air, seperti O 2 dan CO 2 dapat dihilangkan, sebab gas – gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator.

7.3 Kebutuhan Bahan Kimia

Kebutuhan bahan kimia : Al 2 SO 4 3 = 0,1572 kgjam Na 2 CO 3 = 0,0849 kgjam Kaporit = 0,0025 kgjam H 2 SO 4 = 0,0194 kgjam NaOH = 0,0438 kgjam

7.4 Kebutuhan Listrik

Perincian perencanaan kebutuhan listrik dapat dilihat pada Tabel 7.5 berikut : Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik No. Pemakaian Jumlah hP 1. Unit proses Dari Lamp C 440,0973 2. Unit utilitas 516,3724 3. Ruang kontrol dan Laboratorium 30,00 4. Bengkel 25,00 5. Penerangan dan Mess 80,00 6. Kantor 30,00 Total 1121,47 Total kebutuhan listrik = 1121,47 hP = 1121,47 hP x 0,7457kW1hP = 836,6754 kW Universitas Sumatera Utara Efisiensi generator 80 , maka : Daya output generator = 836,6754 0,8 = 1045,8443 kW

7.5 Kebutuhan Bahan Bakar

Kebutuhan bahan bakar adalah : Keperluan Bahan Bakar Generator Nilai bahan bakar solar = 19.860 Btulb m Perry, 1999 Densitas bahan bakar solar = 0,89 kgL Daya output generator = 1045,8443 kW Daya generator yang dihasilkan ; = 1045,8443 kW 0,9478 BtudetkW 3600 detjam = 356.850,2485 Btujam Jumlah bahan bakar = 356.850,2485 Btujam 19.860 Btulb m 0,45359 kglb m = 81,5024 kgjam Kebutuhan solar = 81,5024 kgjam 0,89 kgltr = 91,5757 Ljam Keperluan bahan bakar ketel uap Uap yang dihasilkan ketel uap = 54.545,3509 kgjam Panas laten saturated steam 250 C = 1716,4000 kJkg Reklaitis, 1983 Panas yang dibutuhkan ketel = 54.545,3509 kgjam 1716,40 kJkg1,05506 kJBtu = 83.415.645,5295 Btujam Efisiensi ketel uap = 85 Panas yang harus disuplai ketel = 83.415.645,5295 Btujam0,85 = 98.136.053,5641 Btujam Nilai bahan bakar solar = 19860 Btulb Perry, 1999 Jumlah bahan bakar = 98.136.053,5641 Btujam19860 Btulb m 0,45359 kglb m = 2241,3662 kgjam Kebutuhan solar = 2241,3662 kgjam0,89 kgltr = 2518,3890 Ljam Total kebutuhan solar = 91,5757 + 2609,9647 Ljam Universitas Sumatera Utara = 2609,9647 Ljam

7.6 Unit Pengolahan Limbah

7.6.1 Unit Pengolahan Limbah Cair Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung berbagai macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah. Sumber – sumber limbah cair pabrik pembuatan poliasam laktat ini meliputi: 1. Limbah proses dan limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik. Limbah proses ini berasal dari centrifuse keluaran tangki koagulasi yang mengandung banyak komponen sehingga sulit untuk mengolahnya lebih lanjut dan dibuang ke unit utilitas. Sedangkan limbah hasil cair pencucian peralatan pabrik diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. 2. Limbah domestik. Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair. 3. Limbah laboratorium. Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan – bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated sludge sistem lumpur aktif, mengingat cara ini dapat menghasilkan effluent dengan BOD yang lebih rendah 20 – 30 mgl Perry, 1997. Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah Diperkirakan jumlah air buangan pabrik: Limbah proses = 957,9309 kgjam = 974,6142 Ljam Limbah pencucian peralatan pabrik = 30 Ljam 1. Limbah domestik dan kantor Dari Tabel 3 –2 hal 157 Metcalf Eddy, 1991, diperoleh : Universitas Sumatera Utara Limbah domestik untuk kantor per orang = 19 Lhari Limbah domestik untuk perumahan karyawan per orang = 50 Lhari Limbah domestik untuk kantin per orang = 35 Lhari Jadi, total limbah domestik yang dihasilkan: = 153 orang × 19 + 50 + 35 Lhari.orang24 jam = 641,3333 Ljam 2. Laboratorium = 15 Ljam Jadi, total air buangan = 974,6142 + 30 + 641,3333 + 15 Ljam = 1660,948 Ljam

7.6.1.1 Bak Penampungan BP

Fungsi : Tempat menampung air buangan sementara. Laju volumetrik air buangan = 1660,948 Ljam = 1,6609 m 3 jam Waktu penampungan air buangan = 15 hari Volume air buangan = 1,6609 × 15 × 24 = 597,9412 m 3 Kolam dijaga agar terisi 90 . Maka volume = 9 , 597,9412 = 664,3791 m 3 Direncanakan akan digunakan 1 bak penampungan, sehingga: Volume kolam = 664,3791 m 3 Direncanakan ukuran kolam yaitu sebagai berikut: - panjang bak p : lebar l : tinggi t = 20 : 15 : 1 - tinggi bak t = lebar bak l Maka : Volume kolam = p × l × t 664,3791 m 3 = 30t × 30t × 1t t = 0,7382 m Jadi, panjang kolam = 14,76398 m Lebar kolam = 11,0730 m Tinggi kolam = 0,7382 m Luas = 163,4813 m 2

7.6.1.2 Bak Pengendapan awal

Fungsi : Tempat menampung air buangan sementara. Laju volumetrik air buangan = 1,6609 m 3 jam Universitas Sumatera Utara Waktu tinggal air = 4 jam Volume air buangan = 1,6609 × 6 = 6,6438 m 3 Bak dijaga agar terisi 90 . Maka volume bak = 9 , 6,6438 = 7,3819 m 3 Direncanakan ukuran bak yaitu sebagai berikut: - panjang bak p : lebar l : tinggi t = 2 : 1 : 1 - tinggi bak t = lebar bak l Maka : Volume bak = p × l × t 7,3819 m 3 = 2l × l × l l = 3,6910 m Jadi, panjang bak = 7,3820 m Lebar bak = 3,6910 m Tinggi bak = 3,6910 m Luas = 27,2469 m 2

7.6.1.3 Bak Netralisasi

Fungsi: Tempat menetralkan PH limbah Air buangan pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5 Hammer 1998. Penetralan limbah dilakukan dengan menginjeksikan laruitan soda abu dan Natium Kabonat Na 2 CO 3 . Kebutuhan Na 2 CO 3 untuk menetralkan pH air limbah menjadi pH = 7 adalah adalah 0,15 gr Na 2 CO 3 30 ml air limbah Lab. Analisa FMIPA USU, 2009. Jumlah volumetrik buangan = 1,6609 m 3 jam Kebutuhan Na 2 CO 3 = 1,6609 m 3 jam × 10 6 x gr 1000 1kg x ml 30 gr 0,15 x m ml = 83,0474 kgjam Laju alir larutan 30 Na 2 CO 3 = 3 , 83,0474 = 276,8246 kgjam Densitas larutan 30 Na 2 CO 3 = 1327 kgm 3 Perry, 1997 Volume larutan 30 Na 2 CO 3 = 1327 276,8246 = 0,2086 m 3 jam Laju volumetrik total = 1,6609 + 0,2086 m 3 jam = 1,8696 m 3 jam Direncanakan waktu penampungan air buangan selama 12 jam Universitas Sumatera Utara Maka volume air buangan = 1,8696 m 3 jam x 12 jam = 22,4347 m 3 Direncanakan menggunakan 1 buah bak penetralan Bak yg digunakan direncanakan terisi 90 bagian. Volume bak = 3 m 24,9274 0,9 22,4347 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak p : lebar l : tinggi t = 2 : 1 : 1 - tinggi bak t = lebar bak l Maka : Volume bak = p × l × t 24,9274 m 3 = 2l × l × l l = 12,4637 m Jadi, panjang bak = 24,9274 m Lebar bak = 12,4637 m Tinggi bak = 12,4637 m Luas = 310,6883 m 2

7.6.1.4 Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge Lumpur Aktif

Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis di mana flok biologis lumpur yang mengandung bahan-bahan biologis tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung oksigen. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data: Laju volumetrik Q air buangan = 1660,947658 m 3 jam = 10530,9338 galhari Karena pabrik yg akan didirikan termasuk dalam pabrik organik maka: BOD 5 S o = 1100 mgl www.onlinelibrary.wiley.com, 2008 Efisiensi E = 95 Perry, 1997 Koefisien pertumbuhan yield Y = 0,6 mg VSSmg BOD 5 Metcalf Eddy, 1991 Koefisien endogenous decay K d = 0,06 hari -1 Tabel 14.2, Metcalf Eddy,1998 Mixed Liquor Suspended Solid = 441 mgl Metcalf Eddy, 1991 Mixed Liquor Volatile Suspended Solid X = 353 mgl Metcalf Eddy, 1991 Direncanakan: Universitas Sumatera Utara Waktu tinggal sel c = 10 hari 1. Penentuan BOD Effluent S 100 S S S E o o s Pers. 14.17, Punmia Ashok, 1998 100 S S S 95 o o S = 55 mgl 2. Penentuan Volume tangki untuk Aerator V . θ k 1 S θ S Q Y V x c d c o Pers. 14.15a, Punmia Ashok, 1998 V 10 0,06 1 mgl 353 hari 10 mgl 55 1100 galhari 8 10530,933 0,6 = 155875,7202 gal = 590,0584 m 3 3. Penentuan Ukuran Kolam Aerasi Direncanakan : Metcalf Eddy, 1991 Panjang bak : lebar bak : tinggi bak = 2 : 1,5 : 1,5 Selanjutnya : V = p × l × t V = 2t × 1,5t × 1,5t 590,0584 m 3 = 4,5 t 3 t = 5,0804 m Jadi, ukuran tangki aerasi sebagai berikut: Panjang = 96,7739 m Lebar = 5,0804 m Faktor kelonggaran = 0,5 m di atas permukaan air Metcalf Eddy, 1991 Tinggi = 5,0804+ 0,5 m = 5,5804 m Universitas Sumatera Utara 4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi Qr T a n g k i a e ra si T a n g k i se d im e n ta si Q Q + Q r X Q r X r Q w Q w X r Q e X e Asumsi: Q e = Q = 10530,9338 galhari X e = 0,001 X = 0,001 × 353 mgl = 0,353 mgl X r = 0,999 X = 0,999 × 353 mgl = 352,647 mgl P x = Q w × X r Metcalf Eddy, 1991 P x = Y obs .Q.S o – S Metcalf Eddy, 1991 c d obs θ k 1 Y Y Metcalf Eddy, 1991 0,06.10 1 0,8 Y obs = 0,50 P x = 0,50 × 10530,9338galhari × 1100 – 55mgl = 5502412,9224 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 353 ,9224 5.502.412. 1 0,001 353 8 10530,933 X P 1 QX0,001 Q x r = 5067,169129 galhari = 211,1320 galjam Universitas Sumatera Utara 5. Penentuan Waktu Tinggal di Aerator 10530,9338 155875,202 Q Q Vr θ r = 14,8017 jam = 355,2408jam 6. Penentuan Daya yang Dibutuhkan Tipe aerator yang digunakan adalah surface aerator. Kedalaman air = 5 m, dari Tabel 10 –11, Metcalf Eddy, 1991 diperoleh daya aeratornya 10 hp.

7.6.1.5 Tangki Sedimentasi

Fungsi : Mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Laju volumetrik air buangan = 10530,9338 + 5067,1691 galhari = 15.598,1030 galhari = 59,0457 m 3 hari Diperkirakan kecepatan overflow maksimum = 33 m 3 m 2 .hari Perry, 1997 Direncanakan kecepatan overflow = 5 m 3 m 2 . hari Waktu tinggal air = 24 jam = 1 hari Perry, 1997 Volume tangki V = 59,0457 m 3 hari × 1 hari = 59,0457 m 3 Luas tangki A = 59,0457 m 3 hari 5 m 3 m 2 hari = 11,8091 m 2 A = ¼ D 2 D = 4A 12 = 4 × 11,8091 3,14 12 = 3,8786 m Kedalaman tangki, H = VA = 59,0457 11,8091 = 5 m.

7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas