Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah Cair

yang tidak dapat di-recycle secara sempurna yang tergabung bersama kondensat bekas dari Evaporator II FE-102. Pengolahan limbah yang mengandung metilen klorida telah diteliti oleh Moura et al, dengan judul penelitian “Aerobic biological treatment of waste waters containing dichloromethane ” sedangkan untuk pengolahan limbah yang mengandung piridin telah diteliti oleh K.V. Padoley, dkk dengan judul penelitian “Biodegradation of pyridine in a completely mixed activated sludge process”. Skema pengolahan limbah metilen klorida digolongkan ke dalam pengolahan limbah gas karena metilen yang mudah menguap titik didih 40 o

C. 2. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik.

Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik.

3. Limbah domestik dan kantor.

Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan cair.

4. 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. Limbah laboratorium termasuk kategori limbah B3 Bahan Berbahaya dan Beracun sehingga dalam penanganannya harus dikumpulkan dalam bangunan dengan desain dan susunan sebagai berikut:

5. Limbah Gas

Limbah gas yang dihasilkan oleh pabrik pembuatan polibisfenol-a karbonat adalah gas karbondioksida. Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated sludge sistem lumpur aktif, mengingat cara ini dapat menghasilkan effluent dengan BOD yang lebih rendah dengan efisiensi mencapai 95 Metcalf, 1991 ; Perry, 1997.

7.8 Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah Cair

Diperkirakan jumlah air buangan pabrik : 1. Limbah Proses fasa Cair meliputi : Universitas Sumatera Utara  Kondensat dari E-105 = 628,5073 kgjam  Kondensat dari FE-102 = 3.322,2447 kgjam Total = 3.950,7520 kgjam 2. Pencucian peralatan pabrik diperkirakan = 150 Ljam 3. Limbah domestik dan kantor Diperkirakan air buangan tiap orang untuk : - domestik = 10 Lhari Metcalf, 1991 - kantor = 20 Lhari Metcalf, 1991 Jumlah karyawan = 120 orang Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor = 120  10 + 20 Lhari  1 hari 24 jam = 150 Ljam Total air buangan pabrik = 3.966,1406 + 150 + 150 = 4.266,1406 Ljam = 4,2661 m 3 jam

7.8.1 Bak Penampungan BP

Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Jumlah : 1 unit Laju volumetrik air buangan = 4,2661 m 3 jam Waktu penampungan air buangan = 15 hari Volume air buangan = 4,2661  15  24 = 1.535,8106 m 3 Bak terisi 90 maka volume bak = 9 , 1.535,8106 = 1.706,4562 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 1.706,4562 m 3 = 2l × l × l l = 9,4847 m Jadi, panjang bak p = 18,9693 m lebar bak l = 9,4847 m tinggi bak t = 9,4847 m Universitas Sumatera Utara luas bak A = 179,9175 m 2 tinggi air = 0,9 9,4847 m = 8,5362 m

7.8.2 Bak Pengendapan Awal BPA

Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan. Laju volumetrik air buangan = 4,2661 m 3 jam = 102,3874 m 3 hari Waktu tinggal air = 2 jam = 0,08333 hari Perry, 1997 Volume bak V = 102,3874 m 3 hari × 0,08333 hari = 8,5323 m 3 Bak terisi 90  maka volume bak = 9 , 8,5323 = 9,4803 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 9,4803 m 3 = 2l × l × l l = 1,6798 m Jadi, panjang bak p = 3,3597 m lebar bak l = 1,6798 m tinggi bak t = 1,6798 m luas bak A = 5,6436 m 2

7.8.3 Bak Netralisasi BN

Fungsi : Tempat menetralkan pH limbah. Air buangan pabrik limbah industri yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5 Hammer, 1998. Limbah cair bagi kawasan industri yang terdiri dari bahan-bahan organik harus dinetralkan sampai pH = 6 sesuai dengan Kep.No.3Menlh011998. Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu Na 2 CO 3 . Kebutuhan Na 2 CO 3 untuk menetralkan pH air limbah adalah 0,15 gr Na 2 CO 3 30 ml air limbah Lab. Analisa FMIPA USU,1999. Jumlah air buangan = 102,087 m 3 hari = 102.087,3741 Lhari Kebutuhan Na 2 CO 3 = 102.387,3741 Lhari × 150 mg0,03 L × 1 kg10 6 mg × 1 hari24 jam = 21.330,7029 kgjam Universitas Sumatera Utara Laju alir larutan 30 Na 2 CO 3 = 3 , 7029 , 330 . 21 = 71.102,3431 kgjam Densitas larutan 30 Na 2 CO 3 = 1327 kgm 3 Perry, 1999 Volume 30 Na 2 CO 3 = 1327 3431 , 102 . 71 = 53,5813 m 3 jam Laju alir limbah = 4,2661 m 3 jam Diasumsikan reaksi netralisasi berlangsung tuntas selama 1 hari Volume limbah = 4,2661 + 53,4243 m 3 jam 1 hari  24 jamhari = 1.388,3378 m 3 Bak terisi 90 maka volume bak = 9 , 1.388,3378 = 1.542,5976 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 1.542,5976 m 3 = 2l × l × l l = 9,1708 m Jadi, panjang bak p = 18,3416 m lebar bak l = 9,1708 m tinggi bak t = 9,1708 m luas bak A = 168,2074 m 2

7.8.4 Unit Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge Lumpur Aktif

Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik di mana 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 : Laju volumetrik Q = 4,2661 m 3 jam = 27.047,0591 galhari. Karakteristik limbah untuk pabrik Polibisfenol-a Karbonat Crandall, 2003 adalah : - BOD 5 S o = 80 mgL - Mixed Liquor Suspended Solid = 42 mgL - Mixed Liquor Volatile Suspended Solid X = 32 mgL Menurut Metcalf, 1991, untuk activated sludge diperoleh data sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara - Efisiensi E = 95 - Koefisien cell yield Y = 0,8 mg VSSmg BOD 5 - Koefisien endogenous decay K d = 0,025 hari -1 Direncanakan : Waktu tinggal sel c = 10 hari 1. Penentuan BOD Effluen S E = 100   So S So Metcalf, 1991 100 So E So S    100 80 95 80    S = 4 mgL Batas maksimum BOD Effluen S = 4 mgL dapat diterima, dimana batas maksimum BOD menurut baku mutu limbah cair kawasan industri sesuai dengan Kep. No.3Menlh011998, adalah 50 mgL. 2. Penentuan Volume Aerator Vr V r =   c d c k X S So Y Q          1 V r =   10 025 , 1 32 4 80 8 , 0591 , 047 . 27 10        V r = 411.115,2990 gal = 1.432,3084 m 3 3. Penentuan Ukuran Kolam Aerasi AR Menurut Metcalf, 1991 diperoleh data sebagai berikut :  Direncanakan tinggi cairan dalam aerator = 5 m  Perbandingan lebar dan tinggi cairan = 3 : 1 m  Lebar kolom aerator = 3 × 5 = 15 m  Faktor kelonggaran = 0,5 m di atas permukaan air V = p × l × t 1.432,3084 = p × 15 × 5 p = 19,0974 m jadi ukuran aerator : panjang, p = 19,0974 m Universitas Sumatera Utara lebar, l = 15 m tinggi, t = 5 m 4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi Qr Tangki aerasi Tangki sedimentasi Q Q + Q r X Q r X r Q w Q w X r Q e X e Bak Penampung dan Pengendapan Q e = Q = 27.047,0591 galhari X e = 0,001 X = 0,001 × 32 mgL = 0,032 mgL X r = 0,999 X = 0,999 × 32 mgL = 31,9680 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 27.047,0591 galhari 80 – 4 mgL = 1.315.568,9566 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 32 9566 , 568 . 315 . 1 1 1 320,00 1 27.047,059 X P 1 QX0,001 Q x r       = 14.091,5178 galhari = 53,3434 m 3 hari 5. Penentuan Waktu Tinggal di Aerator  1 27.047,059 90 411.115,29 Q Vr θ   = 15,2 hari 6. Sludge Retention Time SRT 80 956631,96 1.315.568, 90 411.115,29 Q Vr S w   RT = 9,99 hari 7. Penentuan Daya yang Dibutuhkan Universitas Sumatera Utara Tipe aerator yang digunakan adalah surface aerator. Kedalaman cairan = 5 m dan lebar kolom aerator = 15 m dari Tabel 10-11, Metcalf, 1991 diperoleh daya aerator sebesar 10 hp.

7.8.5 Tangki Sedimentasi TS

Fungsi : mengendapkan flok biologis dari Tangki Aerasi AR dan sebagian diresirkulasi kembali ke Tangki Aerasi AR Laju volumetrik air buangan = 6339,9362 + 53,3434 galhari = 6.393,2796 galhari = 24,2013 m 3 hari Diperkirakan kecepatan overflowmaksimum = 33 m 3 m 2 hari Perry, 1997 Waktu tinggal air = 2 jam = 0,0833 hari Perry, 1997 Volume bak V = 24,2013 m 3 hari × 0,0833 hari = 2,0160 m 3 Luas tangki A = 24,2013 m 3 hari 33 m 3 m 2 hari = 0,7334 m 3 A = ¼  D 2 D = 0,9665 m Kedalaman tangki, H = VA = 2,0160 0,7334 = 2,7489 m. 7.9 Spesifikasi Peralatan Utilitas 7.9.1 Screening S-01