1

RBC(Rotating Biological Contractor)

Marisa Handajani

Pendahuluan

• Dibangun pertama kali di Jerman (Barat) padatahun 1960 � diperkenalkan di Amerika Serikat

• Di AS dan Kanada,

– 70% � menyisihkan karbon organik saja,

– 25% � kombinasi penyisihan organik dan nitrifikasi,

– 5% � nitrifikasi sesudah pengolahan sekunder

2

Prinsip Dasar

• Suatu RBC terdiri dariserangkaian piringanbundar (polystyrene ataupolyvinyl chloride) yang diletakan berdekatan, yang terendam dalam air buangan dan berputarmelaluinya.

• Piringan ini terpasang adasebuah shaft (as) horizontal

• Ukuran standar:

– Diameter 3,5m

– Panjang 7,5 m

– Luas permukaan piringan9300-13900 m2

• Putaran 1,0-1,6 rpm

40%

70-90%

3

Pertimbangan Desain Proses

• Dengan desain yang tepat, sistem RBC dapat menjadi yang terbaik kinerjanyadibanding dengan sistem “fixed film”lainnya

• Sesuai dengan:– organik loading yang rendah per massa solid

biologi,

– waktu detensi dalam tahap proses biologi, serta

– pengendalian short-circuiting

Pertimbangan dalam desain RBC:

1. Tahapan unit RBC

2. Kriteria pembebanan (loading)

3. Karakteristik efluen

4. Kebutuhan bak pengendap

4

Standar Desain RBC

Tahapan unit RBC

• Konfigurasi tahap sistem RBC merupakan bagianinternal dari proses desain keseluruhan.

• Tahapan dalam sistem RBC ini merupakanpengelompokan media RBC menjadi sel-sel yang independen dalam susunan seri

• Penahapan dapat dilakukan dengan menggunakanbaffle (jika menggunakan tangki tunggal) ataumenggunakan tangki yang terpisah secara seri

• Penahapan akan meningkatkan perubahan kondisidimana organisme yang berbeda dapat berkembangdalam berbagai tingkat � tingkat perkembangan tiaptahap tergantung terutama pada konsentrasi bahanorganik terlarutnya dalam setiap tahapan.

5

SusunanRangkaian& Tahapan

RBC

Step

Feeding

Flow Parallel

Flow Perpendicular

Tapered

feed flow parallel

Laju penyisihan substrat

spesifik yang tinggi akan

terjadi apa biofilm RBC

bila konsentrasi substratair limbah tinggi

• Begitu air buangan mengalir masuk ke dalam sistem,

setiap tahap berikutnya akan menerima influen dalam

konsentrasi organik yang lebih rendah

• Pembebanan yang berlebihan dapat diatasi dengan

menyingkirkan baffle-baffle penyekat antara tahap satu

dengan tahap dua guna menurunkan beban permukaan

dan meningkatkan transfer oksigen.

• Pendekatan lain dapat dilakukan dengan menambahkan

sistem pemberian udara, pengumpanan bertahap atau

resirkulasi dari tahap terakhir.

6

Kriteria Pembebanan

• Kinerja RBC dipengaruhi

– specific surface loading rate

– BOD terlarut untuk penyisihan organik

– NH4-N untruk nitrifikasi

• Loading rate harus disesuaikan dengan kapasitas transfer oksigendari sistem � masalah penurunan kinerja, bau, pelepasan biofilm

• BOD loading untuk tahap pertama harus cukup rendah �

mencegah overloading

• sBOD : 12-20g/m2.hari atau BOD : 24-30g/m2.hari

• Untuk nitrifikasi � sBOD < 15mg/L

• Maksimum Nitrogen surface removal rate = 1,5g N/m2.hari

Karakterisktik Efluen

• Sistem RBC dapat didesain sebagai pengolahan

sekunder ataupun pengolahan lanjut

• Karakterisktik BOD efluen pada pengolahan sekunder

sebanding dengan proses lumpur aktif yang

dioperasikan dengan baik

7

Fasilitas Fisik pada Sistem RBC

• Shaft

• Material Piringan

• Sisteim Pemutar

• Tangki

• Penutup

• Bak pengendap

Shaft– Sebagai pendukung dan pemutar media kontraktor.

– Panjang maksimum dibatasi pada 8,23m dengan

7,62m yang dipergunakan untuk media kontraktor

– Panjang yang lebih pendek : 1,52-7,62m

– Bentuk dan desain detailnya sangat beragam(Manufaktur)��

– Harus dilapisi pelindung korosi dengan ketebalan 13-

20 mm

– Kendala operasional : kesalahan atau kegagalan

shaft. Kegagalan shaft meruakan masalah peralatan

yang paling serius � mengurangi unit proses yang beroperasi dan penyebab kemungkinan kerusakan

bagian dari media.

8

– Penyebab kerusakanan shaft antara lain:

• Desain struktur tidak cukup

• Kejenuhan /kelelahan metal

• Akumulasi biomassa pada permukaan media yang

berlebihan

• Panas

• Solven organik

• Radiasi UV

• Kesalahan perhitungan desain struktur

Material Piringan

• HDPE �corrugation pattern

• Tipe Disk : (total luas permukaan disk

pada shaft)

– Low (standar) density 9300 m2 per 8,23 m shaft

– Medium density

– High density 11000-16700 m2 per 8,23 m shaft

Middle – final stage

9

Tangki

• Ukuran optimum 0,0049 m3/m2 luas

piringan

• Untuk shaft dengan 9300m2 luas piringan

– Volume tangki 45 m3

– Waktu detensi 1,44 jam

– OLR 0,08m3/m2.hari

– Kedalaman air di sisi piringan 1,5m (40%

submerged)

Penutup

• Unit RBC biasanya diberi tutup di bagian

atasnya, Untuk menjaga terhadap:• Temperatur yang rendah

• Kerusakan oleh sinar UV terhadap media plastik

• Kerusakan-kerusakan lain terhadap media dan

peralatan

• Pertumbuhan algae dalam proses

10

Bak Pengendap

• Overflow rate = trickling filter dengan

media plastik

• Lumpur yang terkumpul � instalasi

pengolahan lumpur

Perancangan Proses RBC

• Didasarkan atas penggunaan parameter desainyang diperoleh dari berbagai pengalaman dalammengevaluasi catatan-catatan operasi pada

bebagai unit RBC full-scale

• Faktor utama yang harus dipertimbangkan:

– Luas permukaan piringan

– Spesific loading (g/m2) luas piringan per hari

11

Penyisihan BOD

)/)(00974,0)(2(

)/)(00974,0)(4(11 1

QA

SQAS

s

ns

n

−++−

=

Sn = konsentrasi sBOD pada tahap ke n (mg/l)

As = luas permukaan piringan pada tahap ke n (m2)

Q = debit (m3/hari)

Tahapan Perhitungan

1. Tentukan konsentrasi sBOD pada influen dan efluen serta debit

air buangan

2. Tentukan luas piringan RBC untuk tahap I dengan sBOD

maksimum 12-15 g sBOD/m3.hari

3. Tentukan jumlah shaft dengan menggunakan standard disk

density (9300m2/shaft)

4. Pilih jumlah train untuk desain, debit per train, jumlah tahapan,

dan luas disk/shaft dalam setiap tahap. (pada tahap dengan

beban yang rendah dapat digunakan high density disk)

5. Dari asumsi 4 , Hitung konsentrasi sBOD pada setiap tahap.

Periksa apakah konsentrasi sBOD pada efluen dapat dicapai �

bila tidak modifikasi tahapan

6. Desain bak pengendap

12

Tentukan dimensi RBC

2070g/m3TSS

1090g/m3sBOD

20140g/m3BOD

4000M3/hariDebit

Target Efluen

Primary Effluen

SatuanParameter

Penentuan jumlah shaft untuktahap pertama

• Asumsi sBOD tahap pertama 15 g/m2.hari

• sBOD loading = 90 g/m3 x 4000 m3/hari = 360.000 g/hari

• Luas piringan yang diperlukan =

(360.000 g/hari)/(15 g/m2.hari) =24.000m2

• Standard disk density 9300 m2/shaft

• Jumlah shaft = (24000m2)/(9300 m2/shaft) = 2,6 ≈ 3 shaft untuk tahap 1 dengan 9300 m2/shaft

13

Desain train dan tahapan

1. Asumsi 3 train dgn 3 tahap/train

2. Debit/train = (4000 m3/hari)/3 train

= 1333.3 m3/hari

14

Konsentrasi sBOD tiap tahap

• Tahap 1

– S0 = 90 g/m3– As/Q = 9300m2/1333,3 m3/hari = 6,97 hari/m

– S1 = 29,8 g/m3

• Tahap 2– S2 = 14,8 g/m3

• Tahap 3

– S3 = 9,1 g/m3 � target 10 g/m3 � tercapai

)/)(00974,0)(2(

)/)(00974,0)(4(11 1

QA

SQAS

s

ns

n

−++−

=

OLR

• Tahap I

Lorg= {(4000 m3/hari)(90g/m3)}/{(3)(9300m2)}

= 12,9 g sBOD/m2.hari

• Overall Organik loading

Lorg

={(4000 m3/hari)(140}g/m3)}/{(3 stage)(3 shaft)(9300m2)}

= 6,7 g sBOD/m2.hari

15

HLR

• HLR =

• (4000m3/hari)/{(3stage)(3

shaft/stage)(9300m2/shaft) = 0,05m3/m2.hari

http://www.environmentalleverage.com/food%20and%20beverage/MVC-003S.JPG