BAB I LATAR BELAKANG (1)

BAB I
LATAR BELAKANG
Air adalah salah satu kebutuhan vital bagi kelangsunga hidup
manusia, hewan maupun tumbuhan yang ada di atas permukaan bumi ini.
Sehingga segala sesuatu yang berhubungan dengan airtidak dapat diabaikan
begitu saja, mengingat semakin banyak penggunaan air didalam semua
aktivitas kehidupan sehari-hari.
Salah satu kebutuhan pokok manusia adalah air bersih. Disamping
untuk kebutuhan air minum, air bersih diperlukan juga untuk keperluan
rumah tangga sehari- hari misalnya mandi, mencuci, memasak dan lain
sebagainya.Sudah barang tentu dengan adanya pemakain air untuk rumah
tangga

ini,

perlu

pula

dipikirkan

tentang

pembuangan

air

bekas

pemakaiannya.
Air yang telah dipakai tersebut merupakan suatu air kotor dan harus
dibuang, tetapi pembuangannya tidak boleh mengakibatkan pencemaran
terhadap lingkungan. Pembuangan secara langsung ke dalam sungai tanpa
ada pengolahan terlebih dahulu akan mengakibatkan tercemarnya air sungai
tersebut. Hal ini dapat diatasi dengan meningkatkan sanitasi lingkungan
sehingga tercipta kondisi lingkungan yang baik dan benar.
Sebagai realisasi dari hal tersebut di atas perlu direncanakan suatu
sistem pengolahan air buangan yang memadai. Dalam tugas ini objek studi
yang diambil adalah kota Sumenep yang terletak di kabupaten Sumenep,
propinsi Jawa Timur.

BAB II
PEMBAHASAN
Bak pengendap II (secondary clarifer) berfungsi untuk memisahkan
lumpur aktif dari activated sludge dari MLSS. Lumpur yang mengandung
bakteri yang masih aktif akan diresirkulasi kembali ke actiated sludge dan
lumpur yang mengandung bakteri yang sudah mati atau tidak aktif lagi
dialirkan

ke

pengolahan

lumpur.

Langkah

ini

(pengolahan

lumpur)

merupakan langkah terakhir untuk menghasilkan efuen yang stabil dengan
konsentrasi BOD dan suspended solid (SS) yang rendah.
Faktor-faktor lain yang menjadi pertimbangan dalam mendesain bak
pengendap kedua (secondary clarifer) antara lain :
a. tipe tangki yang digunakan
b. karakteristik pengendapan lumpur
c. surface loading rate atau solid loading rate
d. penempatan dan weir loading rate
Berdasarkan operasionalnya, bak pengendap kedua memiliki 2 (dua)
fungsi, yaitu :
1. memisahkan MLSS dari air buangan yang diolah
2. memadatkan sludge return
Berdasarkan jenis tangkinya, dapat dibedakan menjadi 2 (dua) bentuk,
yaitu
rectanguler (segi empat atau persegi panjang) dan circular (lingkaran).
Bak pengendap II merupakan proses dari activated sludge yang
operasinya merupakan sistem continuous mixed-fow.
Kriteria desain bak pengendap kedua :

Tabel 9.1 Kriteria desain untuk bak pengendap kedua.
Paramete
r 3 2
Overfow rate (m /m .hari)
2

Solid loading rate (kg/m .hari)
3

2

Range
15 – 40
50 – 150

Weir loading (m /m .hari)

< 124

Waktu detensi (jam)

2–6

2

Flux solid (kg/m .hari)

2 – 4,2

(Sumber : Qasim. 1985. Waswater Treatment Plants : Planning, Design, and
Operation)

Perencanaan yang digunakan :
 bak berbentuk circular dengan tipe center feed (dilengkapi scrapper)
 menggunakan 4 unit bak pengendap kedua
 TSSResirkulasi (Xr) = 10000 mg/l
3

 MLSS = 3000 mg/l (g/m ) = 3 kg/m

3

 kedalaman zona air jernih dan pengendapan = 2 m
 diasumsikan di bawah kondisi normal, massa lumpur yang tertahan di
bak pengendap II 30 % dari massa solid di tangki aerasi
 konsentrasi rata-rata lumpur di dalam bak pengendap II = 7000 mg/l (g/
3
m)
 ruang lumpur dapat menampung lumpur selama 2 hari
 sistem efuen :
0

- menggunakan VNotch 90 standar pada plat weir (dipasang di sekeliling
bak)
- lebar saluran pelimpah = 0,5 m
- kedalaman VNotch 8 cm dengan jarak antar pusat 39,5 cm
- ukuran efuen box = 2 m x 2 m
- kedalaman air di efuen box = 0,61 m
- beda tinggi di saluran pelimpah dengan efuen box = 0,3 m
- 16 % kehilangan akibat friksi, turbulensi, dan belokan

- tambahan kedalaman 25 cm guna memastikan jatuh bebas
Perhitungan bak pengendap II :
▪ Perhitungan Q tiap
bak Rencana Q di
BP II :
QBak Pengendap II = Q + QResirkulasi – MLSS pada under fow
QResirkulasi :

MLSS ( Qr + Q )

= return VSS x Qr

3000 Qr + 3000 Q
3000 Q

Qr
Q

= 10000 Qr

= 7000 Qr
= 0,43

Qr

3

= 1515,8 m /hr

QR

Cek :

=

1515 m3/
,8
detk

= 0,09 …..(ok !)

3

Q

m /detik

15863,04
MLSS pada under fow :

⎛ Q x S
⎛15863,04 m3 /hari x 6,2 g/m 3 ⎞
⎞
⎜
⎟
= Px - ⎜⎜
⎟⎟ = 411,32 kg/hari 1000
g/kg
⎠
⎝

⎝ 1000 g/kg ⎠
= 411,32 kg/hari - 98,35 kg/hari
= 312,97 kg/hari

312,97 kg/
3
=
m /hari
hari
83,46
3,75 kg/
Maka
3
m
:
=

3

3

3

QBak Pengendap II = 15863,04 m /hr + 1515,8 m /hr – 83,46 m /
hr
3

= 17295,38 m /hr
Q tiap bak
=

17295,38
3
m /hr
4

3

= 4323,845 m /hr = 180,16 m3/jam

▪ Penentuan Solif Flux (SF)
Berdasarkan konsentrasi lumpur resirkulasi Xr = 10000 mg/l, diperoleh
2

nilai SF = 2,0 kg/m .jam
▪ Perhitungan luas permukaan
ASurface
=

180,1 m3/jam x 3,75
Qx
6
3
kg/m
X =
2
SF
2,0 kg/m .jam

Diameter bak pengendap II :

m

= 337,8 m

4 x (337,8)2



D

Luas permukaan sebenarnya :
AActual

2
1
x  x 38,1 m = 1139,5 m

=

4

2

= = 38,13 m = 38,1

▪ Kontrol Overfow Rate

OFR
=

Q

=

A

3

4323,845 m /hari
=
m3 2
1139,5
3,79 /m .hari
2
m

3

2

( < 15 m /m .hari …. .OK! )

Pada saat hanya 3 unit yang beroperasi :

⎛17295,38 ⎞ 3
⎟m/
⎜
Q ⎝
dt
OFR =
⎠
3
2
A
1139,5 m

3
2
=
m /m .hari
5,059

▪ Kontrol Solid Loading
SL
=

4323,8 m3/hari x 3750 = 14,23 kg/m2 ( < 50 kg/m2.hr..OK!)
3
45
.hari
g/m
2
1139,5 m x 1000 g/kg
Pada saat hanya 3 unit yang beroperasi :

⎛17295,38 ⎞ 3
⎜
⎟ m /dt x 3750 g/m3
⎠
3
SL = ⎝
= 18,97 kg/m2 .hari
2
1139,5 m x 1000 g/kg
▪ Perhitungan kedalaman BP
II : Kedalaman BP II
meliputi :
- zona air jernih dan zona pengendapan
- zona thickening (pemadatan lumpur)
- zona ruang lumpur
Penentuan kedalaman zona thickening :
- Dimensi tangki
aerasi : L = 20
m
W

= 10

m H= 5
m
- Total massa solid pada tiap tangki aerasi :
= X x Volume tangki aerasi
3

3000 g/m x 5 m x 20 m x 10 m
=
 3000 kg
1000 g/kg
- Total massa solid pada tiap BP II :
= 30 % x 3000 kg = 900 kg
- Kedalaman zona thickening :
=

=

total massa solid tiap BP II x 1000 g/kg
konsentrasi rata - rata lumpur BP II x AActual
900 kg x 1000 g/kg

= 0,13 m = 0,15 m

3

7000 g/m x 1139,5 m

2

Penentuan kedalaman zona ruang lumpur :
- Massa jumlah lumpur

= 2 hari x produksi lumpur tangki aerasi
= 2 hari x 760,31 kg/hari
= 1520,62 kg

1520,62 kg
= 380,155 kg
4

- Penyimpanan lumpur pada tiap
BP II =

- Total jumlah lumpur dalam tiap BP II = 900 kg + 380,155 kg
= 1280,155 kg
- Kedalaman ruang lumpur :
=
=

total jumlah lumpur tiap BP II x 1000 g/kg
konsentrasi rata - rata lumpur BP II x AActual
1280,155 kg x 1000 g/kg
= 0,16 m = 0,2 m
3
7000 g/m x

1139,5 m

2

Total kedalaman BP II = 2 m + 0,15 m + 0,2 m = 2,35
m ≈ 2,5 m Dengan free board = 0,5 m
Total kedalaman = 2,5 + 0,5 = 3 m
▪ Perhitungan waktu detensi

Volume rata-rata BP
II =

1 x π x (38,1 m) 2 x 5,8 m = 6609,18 m3
4
Volum

Waktu detensi
=
e Qtiap =
BP II

6609,18
3
m

= 36,69 jam
3

180,16 m /

jam
Pada saat hanya 3 unit yang beroperasi :
=

6609,18 m
1

3

 27,51 jam

⎛17295,38 ⎞ 3
⎜
⎟ m /hari
hari/jam
x
24
⎝
⎠
3
▪ Perencanaan efuen
Panjang efuen weir = π x (38,1 – 1) m = 116,494 m

Total jumlah
VNotch = Head di
atas VNotch :

panjang efuen
weir jarak
antar pusat

=

116,494 m x 100
= 296
cm/m

39,5 cm

3

Q = 0,1836 m /dt – MLSS yang dibuang
3

3

3

= 15863,04 m /hari–83,46 m /hari = 15779,58 m /hari=0,183
3
m /detik
15779,58
3
m /hari

Qtiap BP II
=

4
3944,89
3
m /hari

Qtiap V notch
=
⎡

3

= 3944,89 m /hari = 0,045 m3/detik

15

3

296
⎛

-4

⎜
x⎜
⎢⎣ 8 ⎝ 0,584
x

Head= ⎢

/ detik

= 13,33 m /hari =
3
0,00015 m
2

3

1,5 x 10 m /
dt

⎞⎤ 5
⎟⎥
= 0,026 m = 2,6 cm
2
0⎟
(2 x 9,81 m/dt ) x tan
45 ⎠⎥⎦

Pada saat hanya 3 unit yang beroperasi :

⎡
⎢

⎛
⎜

Head = ⎢

x

⎛
⎜ 0,18 ⎞ 3
⎟m /
dt
3
⎝3x
296 ⎠

15

⎜

2

⎞⎤ 5
⎟⎥
⎟⎥  0,029 m  2,9 cm

2
0⎟
⎢ 8 ⎜ 0,584 (2 x 9,81 m/dt ) x tan 45 ⎥
⎜
x
⎟⎠
⎥⎦
⎝
⎣⎢

Cek weir loading :
3

WL
=

0,045 m /dt x 86400
dt/hari

116,494 m

= 33,38
3
m /m.hari

3

(