TAHAP TAHAP PERENCANAAN daktail PENDAHULUAN
PERENCANAAN PENGOLAHAN
AIR LIMBAH DOMESTIK (RE091322)
Semest er Ganj il 2010-2011
MODUL 2
TAHAP-TAHAP
PERENCANAAN
PENDAHULUAN
Joni Hermana
Jur usan Tekni k Li ngkungan FTSP – ITS
Kampus Sukol i l o, Sur abaya – 60111
Emai l : hermana@it s. ac. id
TAHAPAN PRELIMINARY DESIGN
1.
Menet apkan perioda desain unit -unit BPAL
2.
Membuat diagram alir proses
3.
Menet apkan krit eria perencanaan proses
4.
Menghit ung awal unit -unit proses
5.
Menghit ung keset imbangan massa
6.
Mempert imbangkan t at a let ak BPAL
7.
Mengevaluasi prof il hidrolis
1. PERIODA PERENCANAAN ( DESIGN PERIOD)
Perioda perencanaan pada prinsipnya adalah
menetapkan kapan kapasitas perencanaan penuh ( full
design capacit y ) BPAL dapat tercapai.
Periode perencanaan dihitung dari tahun awal
perencanaan (mulai saat BPAL beroperasi pertama kali)
sampai tahun akhir perencanaan (mencapai full design
capacit y ).
Perioda perencanaan tiap unit dapat berbeda,
bergantung pada tingkat kesulitan pengembangannya
( misalnya ; perioda desain bangunan sipil dan saluran
dipilih lebih lama), tingkat pertumbuhan penduduk,
lingkungan dan sumber dana.
Ini t i al year s :
Wakt u yang diperlukan unt uk menyelesaikan konst ruksi dan
bangunan yang siap beroperasi.
Desi gn Year s :
Tahun dimana bangunan mencapai kapasit as yang
direncanakan.
Gambar Periode Desain
TABEL 1: PERIODE DESAIN TIPIKAL BPAL
RANGE PERIODE DESAIN
UNIT
Sistem Pengumpul
Rumah Pompa
Bangunan
Peralatan Pompa
Bangunan Pengolahan
Bangunan Proses
Peralatan Proses
Saluran Air
( TAHUN )
20 – 40
20 – 40
10 – 25
20 – 40
10 – 20
20 - 40
CONTOH PERHITUNGAN PRELIMINARY DESIGN
(CASE: IPAL RUMAH SAKIT “ XYZ” )
1. DESIGN PERIOD
IPAL unt uk RS “ XYZ” direncanakan mulai beroperasi pada
t ahun 2012 selama 20 t ahun.
2. DIAGRAM ALIR PROSES BPAL
Pemilihan unit operasi dan unit proses yang digunakan
tergantung dari:
1. Pengalaman
2. Peraturan yang berlaku terhadap metoda pengolahan
3. Ketersediaan peralatan pengolahan
4. Pemanfaatan terhadap unit-unit yang sudah ada
5. Biaya investasi dan Operasional Pemeliharaan (OM)
6. Karakteristik air limbah sebelum dan sesudah
pengolahan
Pengolahan Tahap I/ Fisik
Sumur Pengumpul/ Sump well
Screening
Communit or
Grit chamber
Kolam Ekualisasi
Bak Pengendap I
Pengolahan Tahap II/ Biologis
Anaerobik (t anpa O2):
Aerobik (dengan O2)
Anoksik (dengan Oksigen t erikat )= dn
MO Tersuspensi (Suspended growt h MO): UASB, ABR
MO Terlekat (At t ached growt h MO): ABF
MO Tersuspensi (Suspended growt h MO): ASP
MO Terlekat (At t ached growt h MO): RBC, TF
O2, NOx, POx, Fe, S, . Bahan organik
NO3 > NO2 > NO (denit rif ikasi)
St abilizat ion Pond
MO Tersuspensi (Anaerobik – Aerobik/ Fakult at if –
Mat urasi)
Pengolahan Lumpur
Thickening
St abilisasi (aerobik at au anaerobik)
Dewat ering
Disposal
2. DIAGRAM ALIR PROSES
Aeration Tank
Primary
Sedimentation (activated sludge)
SP
BS
Saluran Pembawa
Bar Screen
dan Sumur Pengumpul
GC
PS
Secondary
Clarifier
SC
AT
Grit Chamber
return sludge
effluent
sludge from SC
sludge from PS
SDB
SD
Sludge Drying Bed
Sludge Digester
3. KRITERIA PERENCANAAN UNIT
PBAL ( Design Crit eria )
Apabila diagram proses telah ditetapkan,
maka langkah kemudian adalah menetapkan
kriteria perencanaan unit setiap proses yang
dipilih sehingga dimensi BPAL dapat
ditetapkan.
Kriteria perencanaan ini ditetapkan terutama
untuk parameter kunci yang menj adi acuan
dalam penetapan dimensi masing-masing unit
BPAL
3. KRITERIA DESAIN
Saluran Pembawa
Kecepat an
= 0, 3-0, 9 m/ det
Sudut kemiringan = 0, 01 m/ m
Bar Screen
Pember si han manual (Sumber : Qasi m, 1985)
Kecepat an melalui bar (v) = 0, 3-0, 6 m/ det
Lebar bar
(w)
= 4, 0-8, 0 m
Kedalaman bar (D)
= 25-50 mm
Jarak ant ar bat ang
= 25-75 mm
Slope vert ikal
= 45O- 60O
Headloss
= 150 mm
Headloss max
= 800 mm
Pember sihan mekanik (Sumber :
Kecepat an melalui bar (v)
Lebar bar (w)
Kedalaman bar (D)
Jarak ant ar bat ang
Slope vert ikal
Headloss
Headloss max
Qasim, 1985)
= 0, 6-1, 0 m/ det
= 8, 0-10, 0 m
= 50-75 mm
= 10-50 mm
= 75O- 85O
= 150 mm
= 800 mm
Faktor bentuk bar (β)
Tipe bar
Sharp-edged rect angular
Rect angular wit h semicircular upst ream f ace
Rect angular wit h semicircular upst ream and downst ream f ace
Circular
Tear shape
= 2, 42
= 1, 83
= 1, 67
= 1, 79
= 0, 76
Sumur Pengumpul
t d ≤ 10 menit
Screw Pump
Diamet er
Kapasit as
Sudut kemiringan
Tot al head max
Kecepat an mot or
= 0, 3-3 m
= 0, 01-3, 2 m3/ det
= 30o-38o
=9m
= 30-50 rpm
Grit Chamber (Sumber: Metcalf and Eddy, 1991) (Horizontal-flow)
td
= 45-90 det
(t ipikal : 60 det )
Vh
= 0, 25-0, 4 m/ det
(t ipikal : 0, 3 m/ det )
Vs
= 1, 0-1, 3 m/ menit (t ipikal : 1, 15 m/ menit ) unt uk 65 mesh mat erial
= 0, 6-0, 9 m/ menit (t ipikal : 0, 75 m/ menit ) unt uk 100 mesh mat erial
Panj ang saluran(L)
= 10-20 m
Bak Pengendap I (Sumber: Metcalf and Eddy, 2003)
Rect angul ar
Kedalaman
= 3-4, 9 m
(t ipikal : 4, 3 m)
Panj ang
= 15-90 m
(t ipikal : 24-40 m)
Lebar
= 3-24 m
(t ipikal : 4, 9-9, 8 m)
Flight speed
= 0, 6-1, 2 m/ menit
(t ipikal : 0, 9 m/ menit )
Cir cul ar
Kedalaman
= 3-4, 9 m
(t ipikal : 4, 3 m)
Diamet er
= 3-60 m
(t ipikal : 12-45 m)
Slope dasar
= 0, 75-2, 0 in/ f t
(t ipikal : 1 in/ f t )
Flight t ravel speed
= 0, 02-0, 05 m/ menit
(t ipikal : 0, 03 m/ menit )
Tangki Aerasi (Sumber: Qasim, 1985)
Kedalaman
= 3, 0-5, 0 m
Freeboard
= 0, 3-0, 6 m
Lebar: kedalaman
= 1 : 1 – 2, 2 : 1
Lebar
= 3, 0-11, 0 m
Secondary Clarifier (Sumber: Qasim, 1985)
OFR
= 8, 0-16, 0 m 3/ m 2. hari
Solid loading
= 0, 5-5 kg/ m 2. j am
Kedalaman
= 3, 5-5 m
Kedalaman zona set t ling
= 1, 5 m
Sludge Thickener
Solid loading
= 40-78 kg/ m 2. hari
Kons. Solid lumpur
= 2, 0-8, 0 %
Sludge vol. Rat io
= 0, 5-20 dry solid
Kedalaman sludge blanket
= 0, 6-2, 4 m
Slope bak
= 1, 4-1, 6
Sludge Digester
HRT pada 20oC
Solid loading
Keb. O2 ut k cell t issue
Energi ut k mixing mech aerat or
Dif f used air mixing
DO residu dlm liquid
Reduksi pada VSS
= 40-78 kg/ m 2. hari
= 1, 6-4, 8 kg volat ile solid/ m 3. hari
= 2, 3 kg O2/ kg solid dest royed
= 19, 7-39, 5 Kw/ 103 m3
= 0, 02-0, 04 m 3/ m 3. menit
= 1, 0-2, 0 mg/ l
= 40-50 %
Sludge Drying Bed (Sumber: Qasim, 1985)
Tebal pasir
= 23, 0-30, 0 cm
Tebal kerikil
= 20, 0-30, 0 cm
Sludge loading rat e
= 100-300 kg/ m 2. t ahun
Tebal bed
= 20, 0-30, 0 cm
Lebar bed
= 5, 0-8, 0 m
Panj ang bed
= 6, 0-30, 0
t pengeringan
= 10, 0-15, 0 hari
Unif ormit y coef f icient < 4
Ef f ect ive size
= 0, 3-0, 75 mm
V. air dalam inlet
= 0, 75 m/ det
V. air dalam drain
= 0, 75 m/ det
4. MENGHITUNG DIMENSI AWAL
UNIT BPAL ( Preliminary Sizing)
Berdasarkan kriteria perencanaan, langkah
berikutnya adalah menghitung dimensi awal dari
unit-unit yang dipilih ( p x l x t ).
Hal ini diperlukan untuk mempertimbangkan
kelayakan bangunan terhadap besarnya lahan yang
tersedia, menentukan pemisahan aliran ataukah
penyeimbangan beban organik.
Termasuk dalam tahap ini adalah menetapkan
j umlah unit dengan memperhitungkan kondisi
operasional apabila salah satu unit rusak atau
dibersihkan.
4. PERHITUNGAN PRELIMINARY SIZING:
Alternatif I (ASP)
b. Alternatif II (TF)
c. Alternatif III (OD)
1
Debit air buangan
(Qave)
= 120
l/ det
2
Q peak
= 360
l/ det
3
Qmaks
= 310
l/ det
4
Qmin
= 230
l/ det
5
Konsent rasi BOD rat arat a
= 250
mg/ l
6
Beban BOD rat a-rat a
=
Q ave * BOD rat arat a
= 2592
kg/ hari
7
Beban BOD maksimum
=
Q max * BOD rat arat a
= 7776
kg/ hari
8
Konsent rasi SS rat a-rat a
= 300
9
Beban SS rat a-rat a
= Q ave * SS rat a-rat a = 3110
kg/ hari
10
Beban SS maksimum
=
=
10368000 L/ hr
mg/ l
Q max * SS rat arat a
= 9331
kg/ hari
Perhit ungan dimensi:
I.
SUMUR PENGUMPUL DAN POMPA
1
Jumlah
= 1
buah
2
Debit rencana
= Q
peak
= 360
l/ det
= 0, 360
3
Wakt u det ensi (t d)
= 5
menit
(< 10 menit )
4
Volume sumur (Vol)
= Q peak * t d
5
Rencanakan
kedalaman
= 4
6
Assumsi Panj ang :
Lebar
= 2
7
Lebar sumur
8
m 3/ det
= 108, 00
m3
= SQRT(Volume/ h
/ 2)
= 3, 67
m
4
Panj ang sumur
= Lebar * 2
= 7, 34
m
8
9
Check t d
= Pj g * Lbr * h / Q
peak
= 5, 92
menit
OK
10
Lahan ut k sumur
pengumpul
= Pj g * Lbr * Jml
bak
= 32
m2
m
6
mnt
II.
BAR SCREEN (Type hand cl eaned)
1
Kecepat an aliran
=
0, 5
2
Debit rencana
=
Q peak = 360
l/ det
= 0, 360
m 3/ det
3
A-cross saluran
=
Q peak /
kecepat an
= 0, 72
m2
4
Assumsi Tinggi :
Lebar
=
2, 5
5
Lebar saluran
=
SQRT(A
cross/ 2, 5)
= 0, 54
m
6
Tinggi saluran
=
2, 5 * Lebar
= 1, 25
m
7
Check V
=
Q peak / (lebar *
t inggi)
= 0, 6
m/ det
8
Rencanakan
panj ang saluran
=
3, 0
9
Luas lahan yang
diperlukan
=
Panj ang * lebar
= 1, 62
m2
m/ det
(ant ar a 0, 3 - 0, 6 m/ det )
m
OK
III.
GRIT CHAMBER (GC) (horizontal-flow)
1
Jumlah GC
=
2
2
Debit rencana
=
Q peak
3
Debit masing-masing bak
=
4
Part ikel t erkecil yg
diendapkan
5
bak
= 360 l/ det
=
0, 360 m3/ det
Qpeak / Jml GC
=
0, 180
m 3/ det
=
65
mesh
=
0, 2
mm
Wakt u det ensi
=
60
det ik
(45 - 90)
det ik
6
Kecepat an pengendapan,
Vs
=
1, 15
m/ min
(1, 0 - 1, 3)
m/ min
7
Kedalaman pengendapan, h
=
Vs * t d
1, 15
m
8
Kecepat an horizont al, Vh
=
0, 3
(0, 25 - 0, 4)
m/ det
9
A-cross bak
=
Q t iap bak / Vh
=
0, 60
m2
10
Lebar bak
=
A cross / h
=
0, 52
m
0, 5
11
Check Vh
=
Q t iap bak / (h *
lebar)
=
0, 3
m/ det
OK
12
A-surf ace
=
Q t iap bak / Vs
=
9, 39
m2
13
Panj ang bak
=
A surf ace / lebar
=
18, 06
m
18
14
Check Vs
=
Q t iap bak / (pj g *
lbr)
=
1, 2
m/ min
OK
15
Lahan yg diperlukan GC
t ot al
=
Pj g * Lbr * Jml bak
=
18
m2
=
m/ det
IV.
BAK PENGENDAP I
1
Jumlah BP I
= 2
bak
2
Debit rencana
= Q peak
3
Debit masing-masing bak
= Q peak / j ml bak
4
Wakt u det ensi
= 2
j am
5
Overf low Rat es (OFR)
= 2500
gal/ sqf t . d
= 360 l/ det
=
0, 360
=
0, 18
(1, 5 – 2, 5)
(2000-3000)
= 101, 75 m 3/ m 2. hari
(80-120)
6
Volume t iap Bak
= Q t iap bak * t d
=
1296 m 3
7
Asurf ace
= Q t iap bak / OFR
=
152, 85 m 2
8
Dimensi bak:
a. Tinggi BP I
= Volume / A surf ace
=
8, 48 m
b. Panj ang : Lebar
= 2
c. Lebar BP I
= SQRT (A surf ace / 2)
=
8, 11 m
d. Panj ang BP I
=
=
16, 22 m
Bi l a BP I Per segi panj ang
2 * lebar BP I
Bi l a BP I Li ngkar an
(3 - 4, 5)
m
=
9, 16
m
0, 25*3, 14*(D^2)*t inggi
=
263, 23
m3
Volume / Q t iap bak
=
0, 47
j am
not OK
gal/ sqf t
.d
OK
a. Tinggi BP I
(dit et apkan)
= 4, 00
m
b. Diamet er BP I
= SQRT(4*A surf ace/ 3, 14)
c. Volume BP I
(lingkaran)
=
d. Check t d
=
(1225)m
Maka digunakan sist em BP I yang persegi panj ang
9
Check OFR
= Q
bak/ (l*p)*86400/ 0, 04
07
=
2500
V.
ACTIVATED SLUDGE (AS)
1
Jumlah AS
=
2
bak
2
Debit rencana (Qmaks)
=
Q maks
= 310 l/ det
3
Debit masing-masing bak
=
Q maks / j ml bak
4
Kedalaman, h
=
4
m
5
Mean cell ret ent ion t ime, 0c
=
10
hari
6
Y
=
0, 5
kg VSS/ kg BOD5
7
kd
=
0, 05
l/ hr
8
MLSS, X
=
2000
mg/ l
9
Rasio p/ L
=
1
10
BOD in
=
142, 5
mg/ l
11
BOD ef f
=
14, 25
mg/ l
12
Volume t iap bak
=
3324, 24
m3
13
Luas lahan t iap AS
=
831, 06
m2
14
A
=
L2
15
L
=
28, 8
m
16
P
=
28, 8
m
17
Luas lahan t ot al unt uk t iap AS
=
1662, 1
m2
= 0, 310 m 3/ det
= 0, 155 m 3/ det
2, 00
kg/ m3
VI.
BAK PENGENDAP II
1
Jumlah BP II
= 2
2
Debit rencana
= Q maks
3
Debit masingmasing bak
= Q maks / j ml bak
4
Wakt u det ensi
= 1, 5
j am
5
Overf low Rat es
(OFR)
= 1100
gal/ sqf t . d
= 44, 77
m3/ m2. hari
=
0, 155
m 3/ det
(1, 5 - 2) j am
(1000-1200)
=
347, 38 m 2
-Diamet er clarif ier
= =SQRT(4*A
surf ace/ 3, 14)
=
21, 04
Qef f luent
= Q-((SSm/ j ml bak)*0, 45*0, 9/ 0, 008/ 1005/ 86400)
Asurf ace
7
Dimensi bak:
= 0, 1773
9
= 0, 310 m 3/ det
= 310 l/ det
= Q t iap bak / OFR
6
8
bak
Luas lahan yang
diperlukan
m
m 3/ det
= Jml bak * A surf ace
=
694, 75
m2
VII.
DESINFEKSI (Si st em t er j unan)
(15 - 45) Meni t
1
Wakt u kont ak
= 20
menit
2
Ket inggian t ot al
= 3
m
3
Perbandingan
panj ang: lebar
= 2
4
Debit rencana
= Q ef f luent
= 0, 1773
m 3/ det
5
Volume
= Q * td
= 212, 74
m3
6
Luas Permukaan
(Asur f ace)
= Volume / ket inggian = 70, 91
m2
7
Lebar bak
= SQRT(A surf ace / 2)
= 5, 95
m
8
Panj ang bak
= 2 * lebar
= 11, 91
m
9
Check t d
= pj g*lbr*t inggi/ Q
= 20
menit
10
Luas lahan yang
diperlukan
= pj g*lbr*j ml bak
= 141, 82
m2
OK
VIII.
SLUDGE THICKENER (Gr avi t y Thi ckener (l umpur BP I & II)
(25-80)
1
Solid loading (SL)
=
60
kg/ m2. hari
2
Jumlah bak yang diperlukan
=
2
bak
3
Massa lumpur BP I
=
0, 55 * beban SS maks
4
Massa lumpur BP II
=
(0, 45*SSm*0, 9)+(0, 45*BODm*0, 9)
=
7278, 34
= 5132, 16
kg/ hari
kg/ hari
5
Massa lumpur t ot al (M t ot )
=
Massa BP I + BP II
= 12410, 50
kg/ hari
6
Q lumpur BP I
=
Massa BP I / 0, 06
/ 1030
= 83, 04
m3/ hari
7
Q lumpur BP II
=
Massa BP
II/ 0, 008/ 1005
= 905, 27
m3/ hari
8
Q lumpur t ot al
=
Q lumpur BP I + BP II
= 988, 31
m3/ hari
9
A surf ace
=
M t ot / SL / j ml bak
= 103, 42
m2
10
Diamet er
=
SQRT(4*A
surf ace/ 3, 14)
= 11, 48
m
11
Luas lahan yang diperlukan
=
Jml bak * A surf ace
= 206, 84
m2
IX
AEROBIC SLUDGE DIGESTER (ASD)
1
Solid loading
=
4
kg/ m2. hari
2
Jumlah bak yang diperlukan
=
2
bak
3
Massa lumpur BP I
=
0, 55 * beban SS maks
4
Massa lumpur BP II
=
(0, 45*SSm*0, 9)+(0, 45*BODm*0, 9)
=
7278, 34
(1, 6 - 4, 8)
= 5132, 16
kg/ hari
kg/ hari
5
Massa lumpur t ot al (M t ot )
=
Massa BP I + BP II
= 12410, 50
kg/ hari
6
Q lumpur BP I
=
Massa BP I / 0, 08 / 1030
= 62, 28
m3/ hari
7
Q lumpur BP II
=
Massa BP II/ 0, 008/ 1005
= 905, 27
m3/ hari
8
Q lumpur t ot al
=
Q lumpur BP I + BP II
= 967, 55
m3/ hari
9
Temperat ur
=
25
10
HRT (8c)
=
500 / t emperat ur
= 20
hari
11
Volume digest er
=
Q lumpur t ot al * HRC
= 19350, 98
m3
12
Kedalaman rencana (h)
=
10
13
A surf ace
=
Volume digest er / h
= 1935, 10
m2
14
Diamet er
=
SQRT(4*A surf ace/ 3, 14)
= 49, 65
m
15
Luas lahan yang diperlukan
=
Jml bak * A surf ace
= 3870, 20
m2
o
m
X
SLUDGE DRYING BED (SDB)
1
Qlumpur
=
2
Kadar air pd sludge cake
(awal)
=
96
%
3
Kadar air pd sludge cake
(akhir)
=
75
%
5
Volume cake kering (V ck)
=
6
Dimensi Bed:
7
(0, 5*Q BP I)+(0, 1*Q BP II)
Q lumpur*(1-96%)/ (175%)
= 132, 05
m3/ hari
= 21, 13
m3/ hari
= 220, 08
m2
- Rencana j umlah bed
=
20
bed
- Renc. wakt u pengeringan
(t k)
=
10
hari
- Rencana t ebal cake (t bl)
=
0, 3
m
- Luas permukaan bed
=
- Lebar bed
=
- Panj ang bed
=
Luas perm / lebar bed
= 22
m
Luas lahan yang diperlukan
=
(pj g * lbr * j ml) bed
= 4402
m2
Qlump * t k / j ml bed /
t bl
10
m
XI
LUAS LAHAN YANG DIPERLUKAN
1
Sumur pengumpul
= 32
m2
2
Bar screen
= 1, 62
m2
3
Grit Chamber
= 18
m2
4
Bak Pengendap I
= 263, 23
m2
5
Act ivat ed Sludge
= 1662, 12
m2
6
Bak Pengendap II
= 694, 75
m2
7
Desinf eksi
= 141, 82
m2
8
Sludge Thickener
= 206, 84
m2
9
Aerobic Sludge
Digest er (ASD)
= 3870, 20
m2
10
Sludge Drying Bed
(SDB)
= 4402
m2
Luas lahan total
= 11291, 224
m2 , atau
= 1, 13
Ha
5. MENGHITUNG KESETIMBANGAN MASSA
( SOLIDS BALANCE)
Keset imbangan massa unt uk set iap unit BPAB
perlu dit et apkan agar dapat digunakan unt uk
menent ukan kesesuaian hasil pengolahan
dengan perat uran yang berlaku dan dalam
proses penet apan dimensi unit pengolahan
lumpur
Perhit ungan sol i ds-bal ance menggunakan debit
dan beban rata-rata
5. MASS BALANCE
Kualitas influen air limbah
BOD5
= 71 mg/ l
COD
= 147 mg/ l
TSS
= 116 mg/ l
NH3-bebas
= 0, 184 mg/ l
Det ergen
= 0, 2566 mg/ l
Phenol
= 0 mg/ l
Sisa klor (Cl 2)
= 0 mg/ l
Phosphat (ort ho)
= 0, 4121 mg/ l
Kuantitas influen air limbah
Q. ave
= 0, 4709 l/ det
Q. min
= 0, 2355 l/ det
Q. maks
= 0, 4709 l/ det
Qp
= 0, 7064 l/ det
= 40, 6879
= 20, 3440
= 40, 6879
= 61, 0319
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
Baku mutu limbah cair untuk kegiatan rumah sakit
BOD5
= 30 mg/ l
COD
= 80 mg/ l
TSS
= 30 mg/ l
NH3-bebas
= 0, 1 mg/ l
Det ergen
= 0, 5 mg/ l
Phenol
= 0, 01 mg/ l
Sisa klor (Cl2)
= 0, 5 mg/ l
Phosphat (ort ho)
= 2 mg/ l
Massa
efluen
Massa
influen
Reaktor
Q
influen,
C influen
Q efluen,
C efluen
Sytem
boundary
Massa
terakumulasi
Mass bal ance adalah
dC1V = QC 0 dt − Vrdt − QC1 dt
Gambar Sket sa Reakt or unt uk
Analisis Mass Bal ance
[ Akumulasi ] = [ input ] – [ penurunan karena reaksi] - [ out ]
[ Akumulasi ] = [ input ] - [ out ]
a. Perhitungan mass balance untuk grit chamber
Mass balance sebelum grit chamber
MBOD = Q * BOD/ 1000
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 4444 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 4, 3333 kg/ hari
(ut k Qp)
MCOD = Q * COD/ 1000
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 9906 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 8, 9717 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS = Q * TSS/ 1000
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 3599 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 7, 0797 kg/ hari
(ut k Q. p)
Mass balance setelah grit chamber
Removal BOD5 dan TSS dalam grit chamber kecil. Oleh karena
it u, diasumsikan bahwa konsent rasi BOD5 dan TSS yang keluar
dari grit chamber sama dengan kualit as inf luen air limbah
(Qasim, 1985)
MBOD = 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 4444 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 4, 3333 kg/ hari
(ut k Qp)
MCOD= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 9906 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 8, 9717 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS = 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 3599 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 7, 0797 kg/ hari
(ut k Qp)
b. Perhitungan mass balance untuk bak pengendap I
Mass balance sebelum bak pengendap I
Mass balance sebelum bak pengendap I sama dengan mass
balance set elah grit chamber, yait u:
MBOD = 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 4444 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 4, 3333 kg/ hari
(ut k Qp)
MCOD= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 9906 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 8, 9717 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS = 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 3599 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 7, 0797 kg/ hari
(ut k Qp)
Mass balance setelah bak pengendap I
Removal BOD
= 30 % (25-40%, Eddy dan Met calf , 1991)
Removal TSS
= 60 % (50-70%, Eddy dan Met calf , 1991)
MBOD
= 30 % * MBOD
= 0, 8667 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 0, 4333 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 0, 8667 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 1, 3000 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS
= 60 % * MTSS
= 2, 8319 kg/ hari
= 1, 4159 kg/ hari
= 2, 8319 kg/ hari
= 4, 2478 kg/ hari
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Sludge solid concent rat ion dari bak pengendap I sebesar 5% =
50000 mg/ l = 50 kg/ m3 (Tabel 12-8, Eddy dan Met calf , 1991)
Q
= MTSS/ TSS
= 0, 0566 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 0, 0283 m3/ hari (ut k Q. min)
= 0, 0566 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 0, 0850 m3/ hari (ut k Qp)
BOD = MBOD/ Q
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Q. ave)
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Q. min)
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Q. maks)
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Qp)
TSS = MTSS/ Q
= 50 mg/ l
(ut k Q. ave)
= 50 mg/ l
(ut k Q. min)
= 50 mg/ l
(ut k Q. maks)
= 50 mg/ l
(ut k Qp)
c. Perhitungan mass balance untuk tangki aerasi
Mass balance sebelum tangki aerasi
Mass balance sebelum t angki aerasi sama dengan mass balance set elah BP I, yait u:
MBOD
MTSS
Q
= 0, 8667
= 0, 4333
= 0, 8667
= 1, 3000
= 2, 8319
= 1, 4159
= 2, 8319
= 4, 2478
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
= 0, 0566
= 0, 0283
= 0, 0566
= 0, 0850
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
BOD
TSS
= 15, 3017
= 15, 3017
= 15, 3017
= 15, 3017
= 50 mg/ l
= 50 mg/ l
= 50 mg/ l
= 50 mg/ l
mg/ l
mg/ l
mg/ l
mg/ l
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Mass balance setelah tangki aerasi
Q
= Qinf luen-Qsebelum t angki aerasi
= 40, 6313 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 20, 3156 m3/ hari (ut k Q. min)
= 40, 6313 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 60, 9469 m3/ hari (ut k Qp)
MBOD = MBOD sblm BP. I – MBOD st lh BP. I
= 2, 0222 kg/ hari (ut k Q. ave)
= 1, 0111 kg/ hari (ut k Q. min)
= 2, 0222 kg/ hari (ut k Q. maks)
= 3, 0333 kg/ hari (ut k Qp)
MTSS = MTSS sblm BP. I – MTSS st lh BP. I
= 1, 8879 kg/ hari (ut k Q. ave)
= 0, 9440 kg/ hari (ut k Q. min)
= 1, 8879 kg/ hari (ut k Q. maks)
= 2, 8319 kg/ hari (ut k Qp)
BOD
TSS
= MBOD/ Q
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= MTSS/ Q
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
d. Perhitungan mass balance untuk secondary clarifier
Mass balance untuk liquid line
Input dat a
Q
= 40, 6313 m3/ hari
= 20, 3156 m3/ hari
= 40, 6313 m3/ hari
= 60, 9469 m3/ hari
BOD
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
TSS
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
MBOD
MTSS
= 2, 0222
= 1, 0111
= 2, 0222
= 3, 0333
= 1, 8879
= 0, 9440
= 1, 8879
= 2, 8319
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Per hi t ungan
BODair
= 10% * BOD
= 0, 0050 mg/ l
= 0, 0050 mg/ l
= 0, 0050 mg/ l
= 0, 0050 mg/ l
Px
= Yobs * Q * (So-Se)
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
= 0, 5 g biomass/ g subst rat (0, 4-0, 6)
= 0, 06 per hari
θc
= 10 hari
(3-15 hari)
Yobs
= 0, 3125 g/ g
Q
= 40, 6313 m 3/ hari
(ut k Q. ave)
= 20, 3156 m 3/ hari
(ut k Q. min)
= 40, 6313 m 3/ hari
(ut k Q. maks)
= 60, 9469 m 3/ hari
(ut k Qp)
So(BODin)
= 0, 0498 mg/ l
Se (BODair )
= 0, 0050 mg/ l
Px
= 0, 5687 g MLVSS/ hr
= 0, 7109
= 0, 2844 g MLVSS/ hr
= 0, 3555
= 0, 5687 g MLVSS/ hr
= 0, 7109
= 0, 8531 g MLVSS/ hr
= 1, 0664
Y
Yobs =
1 + (kd × θ c )
Y
kd
g MLSS/ hr
g MLSS/ hr
g MLSS/ hr
g MLSS/ hr
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Mass balance untuk solid line
Input dat a
Q
= 40, 6313 m3/ hari
= 20, 3156 m3/ hari
= 40, 6313 m3/ hari
= 60, 9469 m3/ hari
BOD = 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
TSS
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
MBOD = 2, 0222 kg/ hari
= 1, 0111 kg/ hari
= 2, 0222 kg/ hari
= 3, 0333 kg/ hari
MTSS = 1, 8879 kg/ hari
= 0, 9440 kg/ hari
= 1, 8879 kg/ hari
= 2, 8319 kg/ hari
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Per hit ungan
Qw
= Px/ TSS
(TSS = 8000-12000, diambil TSS = 10000)
= 7, 1093. 10-5 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 3, 5546. 10-5 m3/ hari (ut k Q. min)
= 7, 1093. 10-5 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 1, 0664. 10-4 m3/ hari (ut k Qp)
BODin * Qin
= 0, 002022 mg/ hari
(ut k Q. ave)
= 0, 001011 mg/ hari
(ut k Q. min)
= 0, 002022 mg/ hari
(ut k Q. maks)
= 0, 003033 mg/ hari
(ut k Qp)
Qair
= Qin-Qw
= 4, 0631. 101 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 2, 0316. 101 m3/ hari (ut k Q. min)
= 4, 0631. 101 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 6, 0947. 101 m3/ hari (ut k Qp)
BODair * Qair
= 2, 0222 mg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 0111 mg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 0222 mg/ hari
(ut k Q. maks)
= 3, 0333 mg/ hari
(ut k Qp)
6. MENGATUR TATA LETAK (LAYOUT )
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Geometri lokasi BPAL
Topografi lokasi
Kondisi tanah dan
pondasi
Lokasi saluran
pengumpul air limbah
Lokasi pembuangan air
hasil pengolahan
Gradien hidrolis lokasi
Jenis-j enis proses
Efisiensi pengolahan
proses
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Akses transportasi
Aksesibilitas untuk
pekerj a
Reliabilitas dan ekonomi
operational
Estetika
Lingkungan
Ketersediaan lahan untuk
perluasan bangunan di
masa yang akan datang
7. MENGEVALUASI PROFIL HIDROLIS
(Plant Hydraulics)
• Perhit ungan hidrolis ini dilakukan unt uk debit rata-rata
dan/ atau debit puncak
• Perhit ungan hidrolis ini diperlukan unt uk menghit ung
dimensi saluran penghubung unit dan unt uk menet apkan
level masing-masing unit BPAB pada lahan yang disediakan
dengan cara menghit ung kehilangan t ekanan ( headl oss)
akibat aliran
Per t i mbangan umum :
1. Ekualisasi pemisahan aliran dari set iap unit
2. Pengadaan bypass t erhadap pengolahan t ahap II unt uk
menghindari kehilangan biomassa pada saat aliran puncak
3. Meminimalisasi j umlah perubahan arah aliran air limbah
dalam saluran
Tabel Headloss tipikal unit -unit BPAL
Unit Pengolah
Bar Screen
Kolam Pasir
Aerat ed
Velocit y Cont rolled
Sediment asi Pert ama
Tanki Aerasi
Trickling Filt er
Low-rat e
High-rat e, media bat uan
High-rat e, media plast ik
Sediment asi Kedua
Filt rasi
Adsorpsi Karbon
Tanki Kont ak Chlorinasi
Cat at an : f t x 0. 3048 m
Range Headloss, ft
1, 5-3, 0
0, -2, 0
10, 0-20, 0
6, 0-16, 0
16, 0-40, 0
1, 5-3, 0
10, 0-16, 0
10, 0-20, 0
0, 7-6, 0
TUGAS
• Tugas 1 (2, 5%): Perhit ungan mass balance dan
rencana t ahap-t ahap dalam BPAL
(Tugas kelompok; hanya Q &A)
• Tugas 2 (10%): Laporan penj elasan secara singkat
dengan dilengkapi cont oh perhit ungan masing-masing
unit bangungan BPAL
(Tugas kelompok dengan present asi singkat , Q & A
dimulai minggu 6)
• Tugas 3 (2, 5%): Summary dan problem solving BPAL
(Tugas individu)
Pembagian Kelompok
1. Sumur Pengumpul, pompa, bar screen, alat
pengukur debit
2. Grit chamber, aerat ed grit chamber, BP 1
3. Bangunan aerobik t ersuspensi
4. Bangunan aerobik t erlekat
5. Bangunan anaerobik t ersuspensi
6. Bangunan anaerobik t erlekat
7. Bangunan anoksik
8. Clarif ier dan sludge t hickener
9. Bangunan pengolahan lumpur
• Tugas Perencanaan (25%) (Submission: End
of Week 17)
• Test 1 (25%) Mat eri Minggu 1 sampai dengan
Mat eri BPAL aerobik t ersuspensi
• Test 2 (35%) Mat eri BPAL aerobik t ersuspensi
sampai dengan Mat eri Pengolahan Lumpur
AIR LIMBAH DOMESTIK (RE091322)
Semest er Ganj il 2010-2011
MODUL 2
TAHAP-TAHAP
PERENCANAAN
PENDAHULUAN
Joni Hermana
Jur usan Tekni k Li ngkungan FTSP – ITS
Kampus Sukol i l o, Sur abaya – 60111
Emai l : hermana@it s. ac. id
TAHAPAN PRELIMINARY DESIGN
1.
Menet apkan perioda desain unit -unit BPAL
2.
Membuat diagram alir proses
3.
Menet apkan krit eria perencanaan proses
4.
Menghit ung awal unit -unit proses
5.
Menghit ung keset imbangan massa
6.
Mempert imbangkan t at a let ak BPAL
7.
Mengevaluasi prof il hidrolis
1. PERIODA PERENCANAAN ( DESIGN PERIOD)
Perioda perencanaan pada prinsipnya adalah
menetapkan kapan kapasitas perencanaan penuh ( full
design capacit y ) BPAL dapat tercapai.
Periode perencanaan dihitung dari tahun awal
perencanaan (mulai saat BPAL beroperasi pertama kali)
sampai tahun akhir perencanaan (mencapai full design
capacit y ).
Perioda perencanaan tiap unit dapat berbeda,
bergantung pada tingkat kesulitan pengembangannya
( misalnya ; perioda desain bangunan sipil dan saluran
dipilih lebih lama), tingkat pertumbuhan penduduk,
lingkungan dan sumber dana.
Ini t i al year s :
Wakt u yang diperlukan unt uk menyelesaikan konst ruksi dan
bangunan yang siap beroperasi.
Desi gn Year s :
Tahun dimana bangunan mencapai kapasit as yang
direncanakan.
Gambar Periode Desain
TABEL 1: PERIODE DESAIN TIPIKAL BPAL
RANGE PERIODE DESAIN
UNIT
Sistem Pengumpul
Rumah Pompa
Bangunan
Peralatan Pompa
Bangunan Pengolahan
Bangunan Proses
Peralatan Proses
Saluran Air
( TAHUN )
20 – 40
20 – 40
10 – 25
20 – 40
10 – 20
20 - 40
CONTOH PERHITUNGAN PRELIMINARY DESIGN
(CASE: IPAL RUMAH SAKIT “ XYZ” )
1. DESIGN PERIOD
IPAL unt uk RS “ XYZ” direncanakan mulai beroperasi pada
t ahun 2012 selama 20 t ahun.
2. DIAGRAM ALIR PROSES BPAL
Pemilihan unit operasi dan unit proses yang digunakan
tergantung dari:
1. Pengalaman
2. Peraturan yang berlaku terhadap metoda pengolahan
3. Ketersediaan peralatan pengolahan
4. Pemanfaatan terhadap unit-unit yang sudah ada
5. Biaya investasi dan Operasional Pemeliharaan (OM)
6. Karakteristik air limbah sebelum dan sesudah
pengolahan
Pengolahan Tahap I/ Fisik
Sumur Pengumpul/ Sump well
Screening
Communit or
Grit chamber
Kolam Ekualisasi
Bak Pengendap I
Pengolahan Tahap II/ Biologis
Anaerobik (t anpa O2):
Aerobik (dengan O2)
Anoksik (dengan Oksigen t erikat )= dn
MO Tersuspensi (Suspended growt h MO): UASB, ABR
MO Terlekat (At t ached growt h MO): ABF
MO Tersuspensi (Suspended growt h MO): ASP
MO Terlekat (At t ached growt h MO): RBC, TF
O2, NOx, POx, Fe, S, . Bahan organik
NO3 > NO2 > NO (denit rif ikasi)
St abilizat ion Pond
MO Tersuspensi (Anaerobik – Aerobik/ Fakult at if –
Mat urasi)
Pengolahan Lumpur
Thickening
St abilisasi (aerobik at au anaerobik)
Dewat ering
Disposal
2. DIAGRAM ALIR PROSES
Aeration Tank
Primary
Sedimentation (activated sludge)
SP
BS
Saluran Pembawa
Bar Screen
dan Sumur Pengumpul
GC
PS
Secondary
Clarifier
SC
AT
Grit Chamber
return sludge
effluent
sludge from SC
sludge from PS
SDB
SD
Sludge Drying Bed
Sludge Digester
3. KRITERIA PERENCANAAN UNIT
PBAL ( Design Crit eria )
Apabila diagram proses telah ditetapkan,
maka langkah kemudian adalah menetapkan
kriteria perencanaan unit setiap proses yang
dipilih sehingga dimensi BPAL dapat
ditetapkan.
Kriteria perencanaan ini ditetapkan terutama
untuk parameter kunci yang menj adi acuan
dalam penetapan dimensi masing-masing unit
BPAL
3. KRITERIA DESAIN
Saluran Pembawa
Kecepat an
= 0, 3-0, 9 m/ det
Sudut kemiringan = 0, 01 m/ m
Bar Screen
Pember si han manual (Sumber : Qasi m, 1985)
Kecepat an melalui bar (v) = 0, 3-0, 6 m/ det
Lebar bar
(w)
= 4, 0-8, 0 m
Kedalaman bar (D)
= 25-50 mm
Jarak ant ar bat ang
= 25-75 mm
Slope vert ikal
= 45O- 60O
Headloss
= 150 mm
Headloss max
= 800 mm
Pember sihan mekanik (Sumber :
Kecepat an melalui bar (v)
Lebar bar (w)
Kedalaman bar (D)
Jarak ant ar bat ang
Slope vert ikal
Headloss
Headloss max
Qasim, 1985)
= 0, 6-1, 0 m/ det
= 8, 0-10, 0 m
= 50-75 mm
= 10-50 mm
= 75O- 85O
= 150 mm
= 800 mm
Faktor bentuk bar (β)
Tipe bar
Sharp-edged rect angular
Rect angular wit h semicircular upst ream f ace
Rect angular wit h semicircular upst ream and downst ream f ace
Circular
Tear shape
= 2, 42
= 1, 83
= 1, 67
= 1, 79
= 0, 76
Sumur Pengumpul
t d ≤ 10 menit
Screw Pump
Diamet er
Kapasit as
Sudut kemiringan
Tot al head max
Kecepat an mot or
= 0, 3-3 m
= 0, 01-3, 2 m3/ det
= 30o-38o
=9m
= 30-50 rpm
Grit Chamber (Sumber: Metcalf and Eddy, 1991) (Horizontal-flow)
td
= 45-90 det
(t ipikal : 60 det )
Vh
= 0, 25-0, 4 m/ det
(t ipikal : 0, 3 m/ det )
Vs
= 1, 0-1, 3 m/ menit (t ipikal : 1, 15 m/ menit ) unt uk 65 mesh mat erial
= 0, 6-0, 9 m/ menit (t ipikal : 0, 75 m/ menit ) unt uk 100 mesh mat erial
Panj ang saluran(L)
= 10-20 m
Bak Pengendap I (Sumber: Metcalf and Eddy, 2003)
Rect angul ar
Kedalaman
= 3-4, 9 m
(t ipikal : 4, 3 m)
Panj ang
= 15-90 m
(t ipikal : 24-40 m)
Lebar
= 3-24 m
(t ipikal : 4, 9-9, 8 m)
Flight speed
= 0, 6-1, 2 m/ menit
(t ipikal : 0, 9 m/ menit )
Cir cul ar
Kedalaman
= 3-4, 9 m
(t ipikal : 4, 3 m)
Diamet er
= 3-60 m
(t ipikal : 12-45 m)
Slope dasar
= 0, 75-2, 0 in/ f t
(t ipikal : 1 in/ f t )
Flight t ravel speed
= 0, 02-0, 05 m/ menit
(t ipikal : 0, 03 m/ menit )
Tangki Aerasi (Sumber: Qasim, 1985)
Kedalaman
= 3, 0-5, 0 m
Freeboard
= 0, 3-0, 6 m
Lebar: kedalaman
= 1 : 1 – 2, 2 : 1
Lebar
= 3, 0-11, 0 m
Secondary Clarifier (Sumber: Qasim, 1985)
OFR
= 8, 0-16, 0 m 3/ m 2. hari
Solid loading
= 0, 5-5 kg/ m 2. j am
Kedalaman
= 3, 5-5 m
Kedalaman zona set t ling
= 1, 5 m
Sludge Thickener
Solid loading
= 40-78 kg/ m 2. hari
Kons. Solid lumpur
= 2, 0-8, 0 %
Sludge vol. Rat io
= 0, 5-20 dry solid
Kedalaman sludge blanket
= 0, 6-2, 4 m
Slope bak
= 1, 4-1, 6
Sludge Digester
HRT pada 20oC
Solid loading
Keb. O2 ut k cell t issue
Energi ut k mixing mech aerat or
Dif f used air mixing
DO residu dlm liquid
Reduksi pada VSS
= 40-78 kg/ m 2. hari
= 1, 6-4, 8 kg volat ile solid/ m 3. hari
= 2, 3 kg O2/ kg solid dest royed
= 19, 7-39, 5 Kw/ 103 m3
= 0, 02-0, 04 m 3/ m 3. menit
= 1, 0-2, 0 mg/ l
= 40-50 %
Sludge Drying Bed (Sumber: Qasim, 1985)
Tebal pasir
= 23, 0-30, 0 cm
Tebal kerikil
= 20, 0-30, 0 cm
Sludge loading rat e
= 100-300 kg/ m 2. t ahun
Tebal bed
= 20, 0-30, 0 cm
Lebar bed
= 5, 0-8, 0 m
Panj ang bed
= 6, 0-30, 0
t pengeringan
= 10, 0-15, 0 hari
Unif ormit y coef f icient < 4
Ef f ect ive size
= 0, 3-0, 75 mm
V. air dalam inlet
= 0, 75 m/ det
V. air dalam drain
= 0, 75 m/ det
4. MENGHITUNG DIMENSI AWAL
UNIT BPAL ( Preliminary Sizing)
Berdasarkan kriteria perencanaan, langkah
berikutnya adalah menghitung dimensi awal dari
unit-unit yang dipilih ( p x l x t ).
Hal ini diperlukan untuk mempertimbangkan
kelayakan bangunan terhadap besarnya lahan yang
tersedia, menentukan pemisahan aliran ataukah
penyeimbangan beban organik.
Termasuk dalam tahap ini adalah menetapkan
j umlah unit dengan memperhitungkan kondisi
operasional apabila salah satu unit rusak atau
dibersihkan.
4. PERHITUNGAN PRELIMINARY SIZING:
Alternatif I (ASP)
b. Alternatif II (TF)
c. Alternatif III (OD)
1
Debit air buangan
(Qave)
= 120
l/ det
2
Q peak
= 360
l/ det
3
Qmaks
= 310
l/ det
4
Qmin
= 230
l/ det
5
Konsent rasi BOD rat arat a
= 250
mg/ l
6
Beban BOD rat a-rat a
=
Q ave * BOD rat arat a
= 2592
kg/ hari
7
Beban BOD maksimum
=
Q max * BOD rat arat a
= 7776
kg/ hari
8
Konsent rasi SS rat a-rat a
= 300
9
Beban SS rat a-rat a
= Q ave * SS rat a-rat a = 3110
kg/ hari
10
Beban SS maksimum
=
=
10368000 L/ hr
mg/ l
Q max * SS rat arat a
= 9331
kg/ hari
Perhit ungan dimensi:
I.
SUMUR PENGUMPUL DAN POMPA
1
Jumlah
= 1
buah
2
Debit rencana
= Q
peak
= 360
l/ det
= 0, 360
3
Wakt u det ensi (t d)
= 5
menit
(< 10 menit )
4
Volume sumur (Vol)
= Q peak * t d
5
Rencanakan
kedalaman
= 4
6
Assumsi Panj ang :
Lebar
= 2
7
Lebar sumur
8
m 3/ det
= 108, 00
m3
= SQRT(Volume/ h
/ 2)
= 3, 67
m
4
Panj ang sumur
= Lebar * 2
= 7, 34
m
8
9
Check t d
= Pj g * Lbr * h / Q
peak
= 5, 92
menit
OK
10
Lahan ut k sumur
pengumpul
= Pj g * Lbr * Jml
bak
= 32
m2
m
6
mnt
II.
BAR SCREEN (Type hand cl eaned)
1
Kecepat an aliran
=
0, 5
2
Debit rencana
=
Q peak = 360
l/ det
= 0, 360
m 3/ det
3
A-cross saluran
=
Q peak /
kecepat an
= 0, 72
m2
4
Assumsi Tinggi :
Lebar
=
2, 5
5
Lebar saluran
=
SQRT(A
cross/ 2, 5)
= 0, 54
m
6
Tinggi saluran
=
2, 5 * Lebar
= 1, 25
m
7
Check V
=
Q peak / (lebar *
t inggi)
= 0, 6
m/ det
8
Rencanakan
panj ang saluran
=
3, 0
9
Luas lahan yang
diperlukan
=
Panj ang * lebar
= 1, 62
m2
m/ det
(ant ar a 0, 3 - 0, 6 m/ det )
m
OK
III.
GRIT CHAMBER (GC) (horizontal-flow)
1
Jumlah GC
=
2
2
Debit rencana
=
Q peak
3
Debit masing-masing bak
=
4
Part ikel t erkecil yg
diendapkan
5
bak
= 360 l/ det
=
0, 360 m3/ det
Qpeak / Jml GC
=
0, 180
m 3/ det
=
65
mesh
=
0, 2
mm
Wakt u det ensi
=
60
det ik
(45 - 90)
det ik
6
Kecepat an pengendapan,
Vs
=
1, 15
m/ min
(1, 0 - 1, 3)
m/ min
7
Kedalaman pengendapan, h
=
Vs * t d
1, 15
m
8
Kecepat an horizont al, Vh
=
0, 3
(0, 25 - 0, 4)
m/ det
9
A-cross bak
=
Q t iap bak / Vh
=
0, 60
m2
10
Lebar bak
=
A cross / h
=
0, 52
m
0, 5
11
Check Vh
=
Q t iap bak / (h *
lebar)
=
0, 3
m/ det
OK
12
A-surf ace
=
Q t iap bak / Vs
=
9, 39
m2
13
Panj ang bak
=
A surf ace / lebar
=
18, 06
m
18
14
Check Vs
=
Q t iap bak / (pj g *
lbr)
=
1, 2
m/ min
OK
15
Lahan yg diperlukan GC
t ot al
=
Pj g * Lbr * Jml bak
=
18
m2
=
m/ det
IV.
BAK PENGENDAP I
1
Jumlah BP I
= 2
bak
2
Debit rencana
= Q peak
3
Debit masing-masing bak
= Q peak / j ml bak
4
Wakt u det ensi
= 2
j am
5
Overf low Rat es (OFR)
= 2500
gal/ sqf t . d
= 360 l/ det
=
0, 360
=
0, 18
(1, 5 – 2, 5)
(2000-3000)
= 101, 75 m 3/ m 2. hari
(80-120)
6
Volume t iap Bak
= Q t iap bak * t d
=
1296 m 3
7
Asurf ace
= Q t iap bak / OFR
=
152, 85 m 2
8
Dimensi bak:
a. Tinggi BP I
= Volume / A surf ace
=
8, 48 m
b. Panj ang : Lebar
= 2
c. Lebar BP I
= SQRT (A surf ace / 2)
=
8, 11 m
d. Panj ang BP I
=
=
16, 22 m
Bi l a BP I Per segi panj ang
2 * lebar BP I
Bi l a BP I Li ngkar an
(3 - 4, 5)
m
=
9, 16
m
0, 25*3, 14*(D^2)*t inggi
=
263, 23
m3
Volume / Q t iap bak
=
0, 47
j am
not OK
gal/ sqf t
.d
OK
a. Tinggi BP I
(dit et apkan)
= 4, 00
m
b. Diamet er BP I
= SQRT(4*A surf ace/ 3, 14)
c. Volume BP I
(lingkaran)
=
d. Check t d
=
(1225)m
Maka digunakan sist em BP I yang persegi panj ang
9
Check OFR
= Q
bak/ (l*p)*86400/ 0, 04
07
=
2500
V.
ACTIVATED SLUDGE (AS)
1
Jumlah AS
=
2
bak
2
Debit rencana (Qmaks)
=
Q maks
= 310 l/ det
3
Debit masing-masing bak
=
Q maks / j ml bak
4
Kedalaman, h
=
4
m
5
Mean cell ret ent ion t ime, 0c
=
10
hari
6
Y
=
0, 5
kg VSS/ kg BOD5
7
kd
=
0, 05
l/ hr
8
MLSS, X
=
2000
mg/ l
9
Rasio p/ L
=
1
10
BOD in
=
142, 5
mg/ l
11
BOD ef f
=
14, 25
mg/ l
12
Volume t iap bak
=
3324, 24
m3
13
Luas lahan t iap AS
=
831, 06
m2
14
A
=
L2
15
L
=
28, 8
m
16
P
=
28, 8
m
17
Luas lahan t ot al unt uk t iap AS
=
1662, 1
m2
= 0, 310 m 3/ det
= 0, 155 m 3/ det
2, 00
kg/ m3
VI.
BAK PENGENDAP II
1
Jumlah BP II
= 2
2
Debit rencana
= Q maks
3
Debit masingmasing bak
= Q maks / j ml bak
4
Wakt u det ensi
= 1, 5
j am
5
Overf low Rat es
(OFR)
= 1100
gal/ sqf t . d
= 44, 77
m3/ m2. hari
=
0, 155
m 3/ det
(1, 5 - 2) j am
(1000-1200)
=
347, 38 m 2
-Diamet er clarif ier
= =SQRT(4*A
surf ace/ 3, 14)
=
21, 04
Qef f luent
= Q-((SSm/ j ml bak)*0, 45*0, 9/ 0, 008/ 1005/ 86400)
Asurf ace
7
Dimensi bak:
= 0, 1773
9
= 0, 310 m 3/ det
= 310 l/ det
= Q t iap bak / OFR
6
8
bak
Luas lahan yang
diperlukan
m
m 3/ det
= Jml bak * A surf ace
=
694, 75
m2
VII.
DESINFEKSI (Si st em t er j unan)
(15 - 45) Meni t
1
Wakt u kont ak
= 20
menit
2
Ket inggian t ot al
= 3
m
3
Perbandingan
panj ang: lebar
= 2
4
Debit rencana
= Q ef f luent
= 0, 1773
m 3/ det
5
Volume
= Q * td
= 212, 74
m3
6
Luas Permukaan
(Asur f ace)
= Volume / ket inggian = 70, 91
m2
7
Lebar bak
= SQRT(A surf ace / 2)
= 5, 95
m
8
Panj ang bak
= 2 * lebar
= 11, 91
m
9
Check t d
= pj g*lbr*t inggi/ Q
= 20
menit
10
Luas lahan yang
diperlukan
= pj g*lbr*j ml bak
= 141, 82
m2
OK
VIII.
SLUDGE THICKENER (Gr avi t y Thi ckener (l umpur BP I & II)
(25-80)
1
Solid loading (SL)
=
60
kg/ m2. hari
2
Jumlah bak yang diperlukan
=
2
bak
3
Massa lumpur BP I
=
0, 55 * beban SS maks
4
Massa lumpur BP II
=
(0, 45*SSm*0, 9)+(0, 45*BODm*0, 9)
=
7278, 34
= 5132, 16
kg/ hari
kg/ hari
5
Massa lumpur t ot al (M t ot )
=
Massa BP I + BP II
= 12410, 50
kg/ hari
6
Q lumpur BP I
=
Massa BP I / 0, 06
/ 1030
= 83, 04
m3/ hari
7
Q lumpur BP II
=
Massa BP
II/ 0, 008/ 1005
= 905, 27
m3/ hari
8
Q lumpur t ot al
=
Q lumpur BP I + BP II
= 988, 31
m3/ hari
9
A surf ace
=
M t ot / SL / j ml bak
= 103, 42
m2
10
Diamet er
=
SQRT(4*A
surf ace/ 3, 14)
= 11, 48
m
11
Luas lahan yang diperlukan
=
Jml bak * A surf ace
= 206, 84
m2
IX
AEROBIC SLUDGE DIGESTER (ASD)
1
Solid loading
=
4
kg/ m2. hari
2
Jumlah bak yang diperlukan
=
2
bak
3
Massa lumpur BP I
=
0, 55 * beban SS maks
4
Massa lumpur BP II
=
(0, 45*SSm*0, 9)+(0, 45*BODm*0, 9)
=
7278, 34
(1, 6 - 4, 8)
= 5132, 16
kg/ hari
kg/ hari
5
Massa lumpur t ot al (M t ot )
=
Massa BP I + BP II
= 12410, 50
kg/ hari
6
Q lumpur BP I
=
Massa BP I / 0, 08 / 1030
= 62, 28
m3/ hari
7
Q lumpur BP II
=
Massa BP II/ 0, 008/ 1005
= 905, 27
m3/ hari
8
Q lumpur t ot al
=
Q lumpur BP I + BP II
= 967, 55
m3/ hari
9
Temperat ur
=
25
10
HRT (8c)
=
500 / t emperat ur
= 20
hari
11
Volume digest er
=
Q lumpur t ot al * HRC
= 19350, 98
m3
12
Kedalaman rencana (h)
=
10
13
A surf ace
=
Volume digest er / h
= 1935, 10
m2
14
Diamet er
=
SQRT(4*A surf ace/ 3, 14)
= 49, 65
m
15
Luas lahan yang diperlukan
=
Jml bak * A surf ace
= 3870, 20
m2
o
m
X
SLUDGE DRYING BED (SDB)
1
Qlumpur
=
2
Kadar air pd sludge cake
(awal)
=
96
%
3
Kadar air pd sludge cake
(akhir)
=
75
%
5
Volume cake kering (V ck)
=
6
Dimensi Bed:
7
(0, 5*Q BP I)+(0, 1*Q BP II)
Q lumpur*(1-96%)/ (175%)
= 132, 05
m3/ hari
= 21, 13
m3/ hari
= 220, 08
m2
- Rencana j umlah bed
=
20
bed
- Renc. wakt u pengeringan
(t k)
=
10
hari
- Rencana t ebal cake (t bl)
=
0, 3
m
- Luas permukaan bed
=
- Lebar bed
=
- Panj ang bed
=
Luas perm / lebar bed
= 22
m
Luas lahan yang diperlukan
=
(pj g * lbr * j ml) bed
= 4402
m2
Qlump * t k / j ml bed /
t bl
10
m
XI
LUAS LAHAN YANG DIPERLUKAN
1
Sumur pengumpul
= 32
m2
2
Bar screen
= 1, 62
m2
3
Grit Chamber
= 18
m2
4
Bak Pengendap I
= 263, 23
m2
5
Act ivat ed Sludge
= 1662, 12
m2
6
Bak Pengendap II
= 694, 75
m2
7
Desinf eksi
= 141, 82
m2
8
Sludge Thickener
= 206, 84
m2
9
Aerobic Sludge
Digest er (ASD)
= 3870, 20
m2
10
Sludge Drying Bed
(SDB)
= 4402
m2
Luas lahan total
= 11291, 224
m2 , atau
= 1, 13
Ha
5. MENGHITUNG KESETIMBANGAN MASSA
( SOLIDS BALANCE)
Keset imbangan massa unt uk set iap unit BPAB
perlu dit et apkan agar dapat digunakan unt uk
menent ukan kesesuaian hasil pengolahan
dengan perat uran yang berlaku dan dalam
proses penet apan dimensi unit pengolahan
lumpur
Perhit ungan sol i ds-bal ance menggunakan debit
dan beban rata-rata
5. MASS BALANCE
Kualitas influen air limbah
BOD5
= 71 mg/ l
COD
= 147 mg/ l
TSS
= 116 mg/ l
NH3-bebas
= 0, 184 mg/ l
Det ergen
= 0, 2566 mg/ l
Phenol
= 0 mg/ l
Sisa klor (Cl 2)
= 0 mg/ l
Phosphat (ort ho)
= 0, 4121 mg/ l
Kuantitas influen air limbah
Q. ave
= 0, 4709 l/ det
Q. min
= 0, 2355 l/ det
Q. maks
= 0, 4709 l/ det
Qp
= 0, 7064 l/ det
= 40, 6879
= 20, 3440
= 40, 6879
= 61, 0319
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
Baku mutu limbah cair untuk kegiatan rumah sakit
BOD5
= 30 mg/ l
COD
= 80 mg/ l
TSS
= 30 mg/ l
NH3-bebas
= 0, 1 mg/ l
Det ergen
= 0, 5 mg/ l
Phenol
= 0, 01 mg/ l
Sisa klor (Cl2)
= 0, 5 mg/ l
Phosphat (ort ho)
= 2 mg/ l
Massa
efluen
Massa
influen
Reaktor
Q
influen,
C influen
Q efluen,
C efluen
Sytem
boundary
Massa
terakumulasi
Mass bal ance adalah
dC1V = QC 0 dt − Vrdt − QC1 dt
Gambar Sket sa Reakt or unt uk
Analisis Mass Bal ance
[ Akumulasi ] = [ input ] – [ penurunan karena reaksi] - [ out ]
[ Akumulasi ] = [ input ] - [ out ]
a. Perhitungan mass balance untuk grit chamber
Mass balance sebelum grit chamber
MBOD = Q * BOD/ 1000
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 4444 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 4, 3333 kg/ hari
(ut k Qp)
MCOD = Q * COD/ 1000
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 9906 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 8, 9717 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS = Q * TSS/ 1000
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 3599 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 7, 0797 kg/ hari
(ut k Q. p)
Mass balance setelah grit chamber
Removal BOD5 dan TSS dalam grit chamber kecil. Oleh karena
it u, diasumsikan bahwa konsent rasi BOD5 dan TSS yang keluar
dari grit chamber sama dengan kualit as inf luen air limbah
(Qasim, 1985)
MBOD = 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 4444 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 4, 3333 kg/ hari
(ut k Qp)
MCOD= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 9906 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 8, 9717 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS = 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 3599 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 7, 0797 kg/ hari
(ut k Qp)
b. Perhitungan mass balance untuk bak pengendap I
Mass balance sebelum bak pengendap I
Mass balance sebelum bak pengendap I sama dengan mass
balance set elah grit chamber, yait u:
MBOD = 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 4444 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 8888 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 4, 3333 kg/ hari
(ut k Qp)
MCOD= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 9906 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 5, 9811 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 8, 9717 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS = 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 2, 3599 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 4, 7198 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 7, 0797 kg/ hari
(ut k Qp)
Mass balance setelah bak pengendap I
Removal BOD
= 30 % (25-40%, Eddy dan Met calf , 1991)
Removal TSS
= 60 % (50-70%, Eddy dan Met calf , 1991)
MBOD
= 30 % * MBOD
= 0, 8667 kg/ hari
(ut k Q. ave)
= 0, 4333 kg/ hari
(ut k Q. min)
= 0, 8667 kg/ hari
(ut k Q. maks)
= 1, 3000 kg/ hari
(ut k Qp)
MTSS
= 60 % * MTSS
= 2, 8319 kg/ hari
= 1, 4159 kg/ hari
= 2, 8319 kg/ hari
= 4, 2478 kg/ hari
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Sludge solid concent rat ion dari bak pengendap I sebesar 5% =
50000 mg/ l = 50 kg/ m3 (Tabel 12-8, Eddy dan Met calf , 1991)
Q
= MTSS/ TSS
= 0, 0566 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 0, 0283 m3/ hari (ut k Q. min)
= 0, 0566 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 0, 0850 m3/ hari (ut k Qp)
BOD = MBOD/ Q
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Q. ave)
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Q. min)
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Q. maks)
= 15, 3017 mg/ l
(ut k Qp)
TSS = MTSS/ Q
= 50 mg/ l
(ut k Q. ave)
= 50 mg/ l
(ut k Q. min)
= 50 mg/ l
(ut k Q. maks)
= 50 mg/ l
(ut k Qp)
c. Perhitungan mass balance untuk tangki aerasi
Mass balance sebelum tangki aerasi
Mass balance sebelum t angki aerasi sama dengan mass balance set elah BP I, yait u:
MBOD
MTSS
Q
= 0, 8667
= 0, 4333
= 0, 8667
= 1, 3000
= 2, 8319
= 1, 4159
= 2, 8319
= 4, 2478
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
= 0, 0566
= 0, 0283
= 0, 0566
= 0, 0850
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
m3/ hari
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
BOD
TSS
= 15, 3017
= 15, 3017
= 15, 3017
= 15, 3017
= 50 mg/ l
= 50 mg/ l
= 50 mg/ l
= 50 mg/ l
mg/ l
mg/ l
mg/ l
mg/ l
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Mass balance setelah tangki aerasi
Q
= Qinf luen-Qsebelum t angki aerasi
= 40, 6313 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 20, 3156 m3/ hari (ut k Q. min)
= 40, 6313 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 60, 9469 m3/ hari (ut k Qp)
MBOD = MBOD sblm BP. I – MBOD st lh BP. I
= 2, 0222 kg/ hari (ut k Q. ave)
= 1, 0111 kg/ hari (ut k Q. min)
= 2, 0222 kg/ hari (ut k Q. maks)
= 3, 0333 kg/ hari (ut k Qp)
MTSS = MTSS sblm BP. I – MTSS st lh BP. I
= 1, 8879 kg/ hari (ut k Q. ave)
= 0, 9440 kg/ hari (ut k Q. min)
= 1, 8879 kg/ hari (ut k Q. maks)
= 2, 8319 kg/ hari (ut k Qp)
BOD
TSS
= MBOD/ Q
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= MTSS/ Q
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
d. Perhitungan mass balance untuk secondary clarifier
Mass balance untuk liquid line
Input dat a
Q
= 40, 6313 m3/ hari
= 20, 3156 m3/ hari
= 40, 6313 m3/ hari
= 60, 9469 m3/ hari
BOD
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
= 0, 0498 mg/ l
(ut k
TSS
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
= 0, 0465 mg/ l
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
MBOD
MTSS
= 2, 0222
= 1, 0111
= 2, 0222
= 3, 0333
= 1, 8879
= 0, 9440
= 1, 8879
= 2, 8319
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
kg/ hari
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Per hi t ungan
BODair
= 10% * BOD
= 0, 0050 mg/ l
= 0, 0050 mg/ l
= 0, 0050 mg/ l
= 0, 0050 mg/ l
Px
= Yobs * Q * (So-Se)
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
= 0, 5 g biomass/ g subst rat (0, 4-0, 6)
= 0, 06 per hari
θc
= 10 hari
(3-15 hari)
Yobs
= 0, 3125 g/ g
Q
= 40, 6313 m 3/ hari
(ut k Q. ave)
= 20, 3156 m 3/ hari
(ut k Q. min)
= 40, 6313 m 3/ hari
(ut k Q. maks)
= 60, 9469 m 3/ hari
(ut k Qp)
So(BODin)
= 0, 0498 mg/ l
Se (BODair )
= 0, 0050 mg/ l
Px
= 0, 5687 g MLVSS/ hr
= 0, 7109
= 0, 2844 g MLVSS/ hr
= 0, 3555
= 0, 5687 g MLVSS/ hr
= 0, 7109
= 0, 8531 g MLVSS/ hr
= 1, 0664
Y
Yobs =
1 + (kd × θ c )
Y
kd
g MLSS/ hr
g MLSS/ hr
g MLSS/ hr
g MLSS/ hr
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Mass balance untuk solid line
Input dat a
Q
= 40, 6313 m3/ hari
= 20, 3156 m3/ hari
= 40, 6313 m3/ hari
= 60, 9469 m3/ hari
BOD = 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
= 0, 0498 mg/ l
TSS
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
= 0, 0465 mg/ l
MBOD = 2, 0222 kg/ hari
= 1, 0111 kg/ hari
= 2, 0222 kg/ hari
= 3, 0333 kg/ hari
MTSS = 1, 8879 kg/ hari
= 0, 9440 kg/ hari
= 1, 8879 kg/ hari
= 2, 8319 kg/ hari
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
(ut k
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Q. ave)
Q. min)
Q. maks)
Qp)
Per hit ungan
Qw
= Px/ TSS
(TSS = 8000-12000, diambil TSS = 10000)
= 7, 1093. 10-5 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 3, 5546. 10-5 m3/ hari (ut k Q. min)
= 7, 1093. 10-5 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 1, 0664. 10-4 m3/ hari (ut k Qp)
BODin * Qin
= 0, 002022 mg/ hari
(ut k Q. ave)
= 0, 001011 mg/ hari
(ut k Q. min)
= 0, 002022 mg/ hari
(ut k Q. maks)
= 0, 003033 mg/ hari
(ut k Qp)
Qair
= Qin-Qw
= 4, 0631. 101 m3/ hari (ut k Q. ave)
= 2, 0316. 101 m3/ hari (ut k Q. min)
= 4, 0631. 101 m3/ hari (ut k Q. maks)
= 6, 0947. 101 m3/ hari (ut k Qp)
BODair * Qair
= 2, 0222 mg/ hari
(ut k Q. ave)
= 1, 0111 mg/ hari
(ut k Q. min)
= 2, 0222 mg/ hari
(ut k Q. maks)
= 3, 0333 mg/ hari
(ut k Qp)
6. MENGATUR TATA LETAK (LAYOUT )
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Geometri lokasi BPAL
Topografi lokasi
Kondisi tanah dan
pondasi
Lokasi saluran
pengumpul air limbah
Lokasi pembuangan air
hasil pengolahan
Gradien hidrolis lokasi
Jenis-j enis proses
Efisiensi pengolahan
proses
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Akses transportasi
Aksesibilitas untuk
pekerj a
Reliabilitas dan ekonomi
operational
Estetika
Lingkungan
Ketersediaan lahan untuk
perluasan bangunan di
masa yang akan datang
7. MENGEVALUASI PROFIL HIDROLIS
(Plant Hydraulics)
• Perhit ungan hidrolis ini dilakukan unt uk debit rata-rata
dan/ atau debit puncak
• Perhit ungan hidrolis ini diperlukan unt uk menghit ung
dimensi saluran penghubung unit dan unt uk menet apkan
level masing-masing unit BPAB pada lahan yang disediakan
dengan cara menghit ung kehilangan t ekanan ( headl oss)
akibat aliran
Per t i mbangan umum :
1. Ekualisasi pemisahan aliran dari set iap unit
2. Pengadaan bypass t erhadap pengolahan t ahap II unt uk
menghindari kehilangan biomassa pada saat aliran puncak
3. Meminimalisasi j umlah perubahan arah aliran air limbah
dalam saluran
Tabel Headloss tipikal unit -unit BPAL
Unit Pengolah
Bar Screen
Kolam Pasir
Aerat ed
Velocit y Cont rolled
Sediment asi Pert ama
Tanki Aerasi
Trickling Filt er
Low-rat e
High-rat e, media bat uan
High-rat e, media plast ik
Sediment asi Kedua
Filt rasi
Adsorpsi Karbon
Tanki Kont ak Chlorinasi
Cat at an : f t x 0. 3048 m
Range Headloss, ft
1, 5-3, 0
0, -2, 0
10, 0-20, 0
6, 0-16, 0
16, 0-40, 0
1, 5-3, 0
10, 0-16, 0
10, 0-20, 0
0, 7-6, 0
TUGAS
• Tugas 1 (2, 5%): Perhit ungan mass balance dan
rencana t ahap-t ahap dalam BPAL
(Tugas kelompok; hanya Q &A)
• Tugas 2 (10%): Laporan penj elasan secara singkat
dengan dilengkapi cont oh perhit ungan masing-masing
unit bangungan BPAL
(Tugas kelompok dengan present asi singkat , Q & A
dimulai minggu 6)
• Tugas 3 (2, 5%): Summary dan problem solving BPAL
(Tugas individu)
Pembagian Kelompok
1. Sumur Pengumpul, pompa, bar screen, alat
pengukur debit
2. Grit chamber, aerat ed grit chamber, BP 1
3. Bangunan aerobik t ersuspensi
4. Bangunan aerobik t erlekat
5. Bangunan anaerobik t ersuspensi
6. Bangunan anaerobik t erlekat
7. Bangunan anoksik
8. Clarif ier dan sludge t hickener
9. Bangunan pengolahan lumpur
• Tugas Perencanaan (25%) (Submission: End
of Week 17)
• Test 1 (25%) Mat eri Minggu 1 sampai dengan
Mat eri BPAL aerobik t ersuspensi
• Test 2 (35%) Mat eri BPAL aerobik t ersuspensi
sampai dengan Mat eri Pengolahan Lumpur