bab iv pake biofilter, rbc, triking filter yang di pake cmas.docx
Post on 19-Jan-2016
44 Views
Preview:
TRANSCRIPT
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Kuantitas da Kualitas Air Buangan
4.4.1 Kuantitas Air Buangan
Kuantitas air buangan yang akan diolah dalam instalasi pengolahan air
buangan ditetapkan berdasarkan jumlah kepala keluarga yang nantinya akan
mempengaruhi besarnya debit air buangan. Diketahui jumlah kepala keluarga
sebanyak 300 KK, sehingga perhitungan debitnya :
1 KK = 5 orang
300 KK = 1500 orang
Pemakaian air bersih untuk skala domestik rumah biasa adalah 160 – 250
L/orang/hari (dalam Morimura, 1993, hal. 48)
Misal debit pemakaian = 150 L/orang/hari
Kebutuhan air bersih 1500 orang = 150 L/hari x 1500 orang
= 225.000 L/hari
= 2,6 L/detik
a. Debit air buangan
Qabu = Fab x Qabi
Fab = faktor air buangan, 80% (80% air bersih yang digunakan akan
menjadi air buangan)
Q air bersih = debit air bersih 1500 orang = 2,6 L/detik
Q ab = 80
100x2,6 L /detik
= 2,08 L/detik
Qgw = 80% x Qab
= 80% x 2,08 L/detik
= 1,67 L/detik
Qbw = 20% x Qab
= 20% x 3,47 L/detik
= 0,416 L/detik
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 1
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
b. Debit Infiltrasi
Besarnya debit inflitrasi adalah 10% dari besarnya debit air buangan.
(Supeno, 1987)
Qinf = 10% x Qgw
= 10% x 1,67 L/detik
= 0,17 L/detik
c. Debit Minimum
Debit minimum adalah debit air limbah pada saat pemakaian air minimum.
Besarnya debit minimum adalah :
Qmin = 60 % x Qgw
= 60 % x 1,67
= 1,0 L/detik
d. Debit Puncak
Debit puncak merupakan debit yang akan digunakan sebagai dasar
perancangan bangunan pengolahan air buangan.
Q peak = fp (dari grafik Moduto) x Q gw
= 4 x 1,67
= 6,68 L/detik
e. Debit Total
Debit total berfungsi untuk menentukan besarnya debit yang masuk ke dalam
saluran air buangan sehingga berpengaruh terhadap penentuan dimensi atau
diameter SPAB. Debit total ini berasal dari debit puncak dan debit infiltrasi
dalam kondisi puncak.
Qtotal = Qab peak + Q infiltrasi
= 6,68 L/detik + 0,17 L/detik
= 6,85 L/detik
4.1.2 Kualitas Air Buangan
Air buangan mengandung berbagai macam parameter yang akan
menentukan jenis pengolahan yang tepat. Tiga di antaranya adalah BOD, COD
dan TSS seperti yang telah tercantum dalam Tabel 3.1 di bawah ini :
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 2
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
Tabel 4.1
Data Kualitas Air Buangan
Parameter Konsentrasi Satuan
BOD 215 mg/l
COD 300 mg/l
TSS 135 mg/l
Sumber: Data Tugas PBPAB 2010
4.2 Perbandingan Kualitas Air Buangan dengan Baku Mutu
Analisis yang dilakukan terhadap air buangan menggunakan dasar 2 peraturan
baku mutu air buangan golongan B, yaitu:
1. Perda Jateng No. 10 Tahun 2004 Tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi
Kegiatan Industri.
2. Keputusan MenLH no. 51 Tahun 1995 Tentang Baku Mutu Limbah Cair
bagi Kegiatan Industri.
3. Peraturan Pemerintah no. 82 tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air
dan Pengendalian Pencemaran Air.
Tabel 4.2
Perbandingan Kualitas Air Buangan dengan Standar Baku Mutu serta
Efisiensi Pengolahan yang dibutuhkan
Paramete
rSatuan Cab
Stream
Standar Efluen Standar
Efisiensi
η (%)
PP
82/2001
(kelas 1)
Kep.Men LH
No. 51/1995
Perda Jateng
No. 10/2004
BOD mg/l 215 2 150 100 99
COD mg/l 300 10 300 250 97
SS mg/l 135 50 400 200 63
Sumber : Analisa Pribadi, 2010
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 3
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
a. Biological Oxygen Demand (BOD)
BOD merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk
menguraikan bahan-bahan organik. Namun, apabila jumlahnya berlebihan dan
melampaui baku mutu air buangan, 600 mg/l, maka kandungannya harus
diturunkan hingga sesuai dengan baku mutu serta standar badan air penerima
kelas 1, dimana efluen air buangan yang masuk ke badan air diharapkan dapat
langsung dimanfaatkan untuk keperluan air minum. Dalam perhitungan,
didapatkan efisiensi pengolahan yang harus dilakukan untuk mereduksi BOD
adalah sebesar 99 %.
b. Chemical Oxygen Demand (COD)
COD merupakan kebutuhan oksigen untuk mengoksidasi zat organik dalam
air buangan secara kimia. Dalam jumlah yang berlebihan, 675 mg/l COD menjadi
parameter buruknya kualitas air limba, sehingga diperlukan pengolahan untuk
mengurangi kandungan COD sampai dengan konsentrasi yang sesuai dengan baku
mutu dan stream standar kelas 1. Dalam perhitunan, didapatkan efisiensi
pengolahan yang harus dilakukan untuk mereduksi COD adalah sebesar 98 %.
c. Total Suspended Solid (TSS)
Padatan tersuspensi merupakan bagian dari padatan organik maupun
anorganik yang tidak dapat larut. Kandungan dalam air buangan yang berlebihan,
yaitu 250 mg/l akan menyebabkan kekeruhan, sehingga diperlukan pengolahan
untuk menurunkan kandungan padatan tersebut hingga kondisinya berada di
bawah baku mutu dan stream standar kelas 1. Dalam perhitungan, didapatkan
efisiensi pengolahan yang harus dilakukan untuk mereduksi padatan ini adalah
sebesar 80 %.
4.3 Alternatif Pengolahan
Penentuan alternatif pengolahan air buangan perlu diperhatikan 2 hal yang
mendasar, yaitu karakteristik air buangan dan konsentrasi tiap parameter yang
ingin dicapai berdasarkan evaluasi dengan baku mutu air buangan yang berlaku.
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 4
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
Pertimbangan yang digunakan dalam memilih alternatif pengolahan yang
akan digunakan adalah pengolahan yang paling efisien dan efektif, yang
mencakup:
1. Efisiensi pengolahan
2. Beban pengolahan
3. Ekonomis, ditinjau dari segi biaya dan operasion
Tabel 4.3Alternatif Pengolahan
Alternatif I Alternatif II Alternatif III Alternatif IV Alternatif V
Bar Screen Bar Screen Bar Screen Bar Screen Bar Screen
Bak Pengumpul Bak Pengumpul Bak Pengumpul Bak Pengumpul Bak Pengumpul
Bak Pengendap I Bak Pengendap I Bak Pengendap I Bak Pengendap I Bak Pengendap I
Bio Filter CMAS Trickling filter CMAD RBC-CA
Sludge Drying Bed Sludge Drying Bed Sludge Drying Bed Sludge Drying Bed Sludge Drying Bed
Sumber : Analisa Pribadi, 2010
Keterangan :
CMAD : Complete Mixed Anaerobic Digester
CMAS : Complete Mixed Activated Sludge
RBC : Rotating Biologycal Contactor
CA : Cascade Aeration
a. Alternatif I
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 5
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
b. Alternatif II
c. Alternatif III
d. Alternatif IV
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 6
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
e. Alternatif V
4.4 Analisa Alternatif Pengolahan Air Buangan
Pertimbangan pemilihan alternatif didasarkan pada prinsip teknis dan
keefisienan suatu alternatif proses pengolahan. Pertimbangan dari segi ekonomi
merupakan pertimbangan yang akan diaplikasikan pada lapangan atau prakteknya.
Jadi pemilihan alternatif yang dimaksud di sini adalah alternatif yang berdasarkan
pada efisiensi serta teknis suatu proses. Namun pertimbangan dari segi ekonomi
dan kemudahan dalam pemeliharaan juga tetap menjadi pertimbangan pemilihan
suatu alternatif.
Tabel 4.4
Efisiensi Removal Unit Operasi dan Unit Proses Pada Alternatif I
Unit Pengolahan Efisiensi (%) Efluen (mg/L)
BOD COD TSS BOD COD TSS
Bar Screen - - - - - -
Bak Pengumpul - - - - - -
Primary Clarifier 25 - 40 25 - 40 50 - 70 161,25 225 67,5
Bio Filter 75 - 85 80 - 90 65 - 95 40,31 45 43,87
Sludge Drying Bed - - - - - -
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 7
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
Tabel 4.5
Efisiensi Removal Unit Operasi dan Unit Proses Pada Alternatif II
Unit Pengolahan Efisiensi (%) Efluen (mg/L)
BOD COD TSS BOD COD TSS
Bar Screen - - - - - -
Bak Pengumpul - - - - - -
Primary Clarifier 25 - 40 25 - 40 50 - 70 161,25 225 67,5
CMAS 80 - 95 80 - 95 80 - 90 24,18 33,75 13,5
Sludge Drying Bed - - - - - -
Tabel 4.6
Efisiensi Removal Unit Operasi dan Unit Proses Pada Alternatif III
Unit Pengolahan Efisiensi (%) Efluen (mg/L)
BOD COD TSS BOD COD TSS
Bar Screen - - - - - -
Bak Pengumpul - - - - - -
Primary Clarifier 25 - 40 25 - 40 50 - 70 161,25 225 67,5
CMAD 85 - 90 85 - 90 - 24,18 33,75 67,5
Sludge Drying Bed - - - - - -
Tabel 4.7
Efisiensi Removal Unit Operasi dan Unit Proses Pada Alternatif IV
Unit Pengolahan Efisiensi (%) Efluen (mg/L)
BOD COD TSS BOD COD TSS
Bar Screen - - - - - -
Primary Clarifier 25 - 40 25 - 40 50 - 70 161,25 225 67,5
Trickling filter 65-85 65-85 65-85 48,38 45 20,25
Sludge Drying Bed - - - - - -
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 8
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
Tabel 4.8
Efisiensi Removal Unit Operasi dan Unit Proses Pada Alternatif V
Unit Pengolahan Efisiensi (%) Efluen (mg/L)
BOD COD TSS BOD COD TSS
Bar Screen - - - - - -
Bak pengumpul - - - - - -
Primary Clarifier 25 - 40 25 - 40 50 - 70 161,25 225 67,5
RBC-CA 85 - 95 85 - 95 80 - 85 24,18 33,75 13,5
Sludge Drying Bed - - - - - -
Dilihat dari efisiensi pengolahan, terdapat 2 alternatif yang memiliki efisiensi
tertinggi sehingga menghasilkan konsentrasi efluen yang lebih baik, yakni pada
alternatif 2 dan alternatif 3.
1. Alternatif 2 merupakan pengolahan air buangan menggunakan lumpur
aktif, dimana prinsip kerjanya adalah limbah yang masuk ke dalam reaktor
kemudian di aduk menggunakan paddle dengan kecepatan tertentu agar
bakteri dapat secara aktif menguraikan senyawa-senyawa pengotor yang
terdapat dalam air buangan.
2. Alternatif 3 merupakan sistem kombinasi antara sistem anaerobik dan
aerobik. Air buangan setelah melalui primary clarifier masuk ke dalam
reaktor anaerobik digester dalam waktu td. Efluen yang keluar kemudian
mengalir ke secondary clarifier untuk mengalami proses pengendapan. Air
yang terpisah lalu mengalir menuju bak aerasi, dimana sistem aerasi ini
menggunakan diffuser untuk meningkatkan kandungan oksigen dalam air
buangan. Sedangkan sludge yang mengendap pada secondary clarifier,
bersama dengan sludge dari primary clarifier diolah lebih lanjut dalam
pengolahan lumpur untuk memisahkan antara air dan padatan.
Alternatif 2 ini memiliki kekurangan yakni waktu yang dibutuhkan selama
proses pengolahan lebih lama, serta sulit dalam proses maintenance,
karena prosesnya bersifat anaerob maka reaktornya bersifat tertutup dan
kedap udara, sehingga jika suatu saat terjadi kerusakan, biaya yang
PAMELLA SARIL2J 007 042 IV- 9
TUGAS BESAR
PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN
dikeluarkan untuk perbaikan lebih tinggi. Sedangkan keuntungannya
menghasilkan konsentrasi efluen yang lebih baik karena td yang diberikan
bakteri dalam mendegradasi lebih lama.
Keuntungannya, karena ini proses secara aerobik, sehingga lebih cepat jika
dibandingkan proses anaerob, karena dalam prosesnya sistem aerob ini banyak
kontak dengan oksigen di udara, sehingga pertumbuhan bakterinya juga lebih
cepat. Namun dengan pesatnya pertumbuhan bakteri tersebut dikhawatirkan akan
terjadi fase stasioner yang akhirnya mengalami kematian, sehingga ini perlu
menjadi perhatian dalam pemberian nutrisi bagi bakteri agar dapat hidup dan
berperan baik dalam mengolah air buangan.
Berdasarkan keuntungan dan kelebihan yang ada, serta dari pertimbangan bahwa
air buangan diproduksi secara kontinyu, jika pengolahan diterapkan secara
anaerobik akan membutuhkan waktu yang terlalu lama, sehingga alternatif yang
terpilih adalah alternatif 2, yaitu proses secara aerobik dengan menggunakan
sistem CMAS (Complete Mixed Activated Sludge).
Berikut Mass Balance pengolahan menggunakan CMAS
PAMELLA SARIL2J 007 042
IV- 10
top related