modul 2 tahap-tahap perencanaan · pdf filemodul 2 tahap-tahap perencanaan pendahuluan joni...

MODUL 2TAHAP-TAHAP PERENCANAAN PENDAHULUAN

Joni HermanaJurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITSKampus Sukolilo, Surabaya – 60111Email: [email protected]

PERENCANAAN PENGOLAHANAIR LIMBAH DOMESTIK (RE091322)Semester Ganjil 2010-2011

1. Menetapkan perioda desain unit-unit BPAL2. Membuat diagram alir proses3. Menetapkan kriteria perencanaan proses4. Menghitung awal unit-unit proses5. Menghitung kesetimbangan massa6. Mempertimbangkan tata letak BPAL7. Mengevaluasi profil hidrolis

TAHAPAN PRELIMINARY DESIGN

Perioda perencanaan pada prinsipnya adalah menetapkan kapan kapasitas perencanaan penuh (full design capacity) BPAL dapat tercapai.

Periode perencanaan dihitung dari tahun awal perencanaan (mulai saat BPAL beroperasi pertama kali) sampai tahun akhir perencanaan (mencapai full design capacity).

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.

1.PERIODA PERENCANAAN (DESIGN PERIOD)

Initial years :Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan konstruksi dan bangunan yang siap beroperasi.

Design Years :Tahun dimana bangunan mencapai kapasitas yang direncanakan.

Gambar Periode Desain

TABEL 1: PERIODE DESAIN TIPIKAL BPAL

UNITRANGE PERIODE DESAIN

( TAHUN )

Sistem Pengumpul Rumah PompaBangunanPeralatan Pompa Bangunan PengolahanBangunan ProsesPeralatan ProsesSaluran Air

20 – 40

20 – 4010 – 25

20 – 4010 – 2020 - 40

CONTOH PERHITUNGAN PRELIMINARY DESIGN (CASE: IPAL RUMAH SAKIT “XYZ”)

1. DESIGN PERIODIPAL untuk RS “XYZ” direncanakan mulai beroperasi pada tahun 2012 selama 20 tahun.

2. DIAGRAM ALIR PROSES BPALPemilihan unit operasi dan unit proses yang digunakan tergantung dari: 1. Pengalaman2. Peraturan yang berlaku terhadap metoda pengolahan3. Ketersediaan peralatan pengolahan4. Pemanfaatan terhadap unit-unit yang sudah ada5. Biaya investasi dan Operasional Pemeliharaan (OM)6. Karakteristik air limbah sebelum dan sesudah

pengolahan

Pengolahan Tahap I/Fisik

Sumur Pengumpul/Sump well Screening Communitor Grit chamber Kolam Ekualisasi Bak Pengendap I

Pengolahan Tahap II/Biologis Anaerobik (tanpa O2):

MO Tersuspensi (Suspended growth MO): UASB, ABR MO Terlekat (Attached growth MO): ABF

Aerobik (dengan O2) MO Tersuspensi (Suspended growth MO): ASP MO Terlekat (Attached growth MO): RBC, TF

Anoksik (dengan Oksigen terikat)= dn O2, NOx, POx, Fe, S,. Bahan organik NO3 > NO2 > NO (denitrifikasi)

Stabilization Pond MO Tersuspensi (Anaerobik – Aerobik/Fakultatif –

Maturasi)

Pengolahan Lumpur

Thickening Stabilisasi (aerobik atau anaerobik) Dewatering Disposal

2. DIAGRAM ALIR PROSES

BS GC

Saluran Pembawadan Sumur Pengumpul

SP PS AT SC effluent

SD

Bar Screen Grit Chamber

Primary Sedimentation

Aeration Tank(activated sludge)

Secondary Clarifier

SDB

Sludge DigesterSludge Drying Bed

return sludge

sludge from PS

sludge from SC

3. KRITERIA PERENCANAAN UNIT PBAL (Design Criteria)

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 menjadi acuan dalam penetapan dimensi masing-masing unit BPAL

Saluran PembawaKecepatan = 0,3-0,9 m/detSudut kemiringan = 0,01 m/m

3. KRITERIA DESAIN

Bar ScreenPembersihan manual (Sumber: Qasim, 1985)Kecepatan melalui bar (v) = 0,3-0,6 m/detLebar bar (w) = 4,0-8,0 mKedalaman bar (D) = 25-50 mmJarak antar batang = 25-75 mmSlope vertikal = 45O- 60O

Headloss = 150 mmHeadloss max = 800 mm

Pembersihan mekanik (Sumber: Qasim, 1985)Kecepatan melalui bar (v) = 0,6-1,0 m/detLebar bar (w) = 8,0-10,0 mKedalaman bar (D) = 50-75 mmJarak antar batang = 10-50 mmSlope vertikal = 75O- 85O

Headloss = 150 mmHeadloss max = 800 mm

Faktor bentuk bar (β)Tipe barSharp-edged rectangular = 2,42Rectangular with semicircular upstream face = 1,83Rectangular with semicircular upstream and downstream face = 1,67Circular = 1,79Tear shape = 0,76

Sumur Pengumpultd ≤ 10 menitScrew PumpDiameter = 0,3-3 mKapasitas = 0,01-3,2 m3/detSudut kemiringan = 30o-38o

Total head max = 9 mKecepatan motor = 30-50 rpm

Grit Chamber (Sumber: Metcalf and Eddy, 1991) (Horizontal-flow)td = 45-90 det (tipikal : 60 det)Vh = 0,25-0,4 m/det (tipikal : 0,3 m/det)Vs = 1,0-1,3 m/menit (tipikal : 1,15 m/menit) untuk 65 mesh material

= 0,6-0,9 m/menit (tipikal : 0,75 m/menit) untuk 100 mesh materialPanjang saluran(L) = 10-20 m

Bak Pengendap I (Sumber: Metcalf and Eddy, 2003)RectangularKedalaman = 3-4,9 m (tipikal : 4,3 m)Panjang = 15-90 m (tipikal : 24-40 m)Lebar = 3-24 m (tipikal : 4,9-9,8 m)Flight speed = 0,6-1,2 m/menit (tipikal : 0,9 m/menit)CircularKedalaman = 3-4,9 m (tipikal : 4,3 m)Diameter = 3-60 m (tipikal : 12-45 m)Slope dasar = 0,75-2,0 in/ft (tipikal : 1 in/ft)Flight travel speed = 0,02-0,05 m/menit (tipikal : 0,03 m/menit)

Tangki Aerasi (Sumber: Qasim, 1985)Kedalaman = 3,0-5,0 mFreeboard = 0,3-0,6 mLebar:kedalaman = 1 : 1 – 2,2 : 1Lebar = 3,0-11,0 m

Secondary Clarifier (Sumber: Qasim, 1985)OFR = 8,0-16,0 m3/m2.hariSolid loading = 0,5-5 kg/m2.jamKedalaman = 3,5-5 mKedalaman zona settling = 1,5 mSludge ThickenerSolid loading = 40-78 kg/m2.hariKons. Solid lumpur = 2,0-8,0 %Sludge vol. Ratio = 0,5-20 dry solidKedalaman sludge blanket = 0,6-2,4 mSlope bak = 1,4-1,6

Sludge Digester HRT pada 20oC = 40-78 kg/m2.hariSolid loading = 1,6-4,8 kg volatile solid/m3.hariKeb. O2 utk cell tissue = 2,3 kg O2/kg solid destroyedEnergi utk mixing mech aerator = 19,7-39,5 Kw/103 m3Diffused air mixing = 0,02-0,04 m3/m3.menitDO residu dlm liquid = 1,0-2,0 mg/lReduksi pada VSS = 40-50 %

Sludge Drying Bed (Sumber: Qasim, 1985)Tebal pasir = 23,0-30,0 cmTebal kerikil = 20,0-30,0 cmSludge loading rate = 100-300 kg/m2.tahunTebal bed = 20,0-30,0 cmLebar bed = 5,0-8,0 mPanjang bed = 6,0-30,0t pengeringan = 10,0-15,0 hariUniformity coefficient < 4Effective size = 0,3-0,75 mmV.air dalam inlet = 0,75 m/detV.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 jumlah unit dengan memperhitungkan kondisi operasional apabila salah satu unit rusak atau dibersihkan.

4. PERHITUNGAN PRELIMINARY SIZING:

Alternatif I (ASP)

1 Debit air buangan (Qave) = 120 l/det = 10368000 L/hr

2 Q peak = 360 l/det3 Qmaks = 310 l/det

4 Qmin = 230 l/det

5 Konsentrasi BOD rata-rata = 250 mg/l

6 Beban BOD rata-rata = Q ave * BOD rata-rata = 2592 kg/hari

7 Beban BOD maksimum = Q max * BOD rata-rata = 7776 kg/hari

8 Konsentrasi SS rata-rata = 300 mg/l9 Beban SS rata-rata = Q ave * SS rata-rata = 3110 kg/hari

10 Beban SS maksimum = Q max * SS rata-rata = 9331 kg/hari

b. Alternatif II (TF) c. Alternatif III (OD)

I. SUMUR PENGUMPUL DAN POMPA

1 Jumlah = 1 buah

2 Debit rencana = Q peak

= 360 l/det

= 0,360 m3/det

3 Waktu detensi (td) = 5 menit (< 10 menit)

4 Volume sumur (Vol) = Q peak * td = 108,00 m3

5 Rencanakan kedalaman

= 4 m

6 Assumsi Panjang : Lebar

= 2

7 Lebar sumur = SQRT(Volume/ h / 2)

= 3,67 m 4

8 Panjang sumur = Lebar * 2 = 7,34 m 8

9 Check td = Pjg * Lbr * h / Q peak

= 5,92 menit OK 6 mnt

10 Lahan utk sumur pengumpul

= Pjg * Lbr * Jml bak

= 32 m2

Perhitungan dimensi:

II. BAR SCREEN (Type hand cleaned)

1 Kecepatan aliran = 0,5 m/det (antara 0,3 - 0,6 m/det)

2 Debit rencana = Q peak = 360 l/det

= 0,360 m3/det

3 A-cross saluran = Q peak / kecepatan

= 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 * tinggi)

= 0,6 m/det OK

8 Rencanakan panjang saluran

= 3,0 m

9 Luas lahan yang diperlukan

= Panjang * lebar = 1,62 m2

III. GRIT CHAMBER (GC) (horizontal-flow)

1 Jumlah GC = 2 bak

2 Debit rencana = Q peak = 360 l/det = 0,360 m3/det

3 Debit masing-masing bak = Qpeak / Jml GC = 0,180 m3/det

4 Partikel terkecil yg diendapkan

= 65 mesh = 0,2 mm

5 Waktu detensi = 60 detik (45 - 90) detik

6 Kecepatan pengendapan, Vs

= 1,15 m/min (1,0 - 1,3) m/min

7 Kedalaman pengendapan, h = Vs * td = 1,15 m

8 Kecepatan horizontal, Vh = 0,3 m/det (0,25 - 0,4) m/det

9 A-cross bak = Q tiap bak / Vh = 0,60 m2

10 Lebar bak = A cross / h = 0,52 m 0,5

11 Check Vh = Q tiap bak / (h * lebar)

= 0,3 m/det OK

12 A-surface = Q tiap bak / Vs = 9,39 m2

13 Panjang bak = A surface / lebar = 18,06 m 18

14 Check Vs = Q tiap bak / (pjg * lbr)

= 1,2 m/min OK

15 Lahan yg diperlukan GC total

= Pjg * Lbr * Jml bak = 18 m2

IV. BAK PENGENDAP I

1 Jumlah BP I = 2 bak

2 Debit rencana = Q peak = 360 l/det = 0,360

3 Debit masing-masing bak = Q peak / jml bak = 0,18

4 Waktu detensi = 2 jam (1,5 – 2,5)

5 Overflow Rates (OFR) = 2500 gal/sqft.d (2000-3000)

= 101,75 m3/m2.hari (80-120)

6 Volume tiap Bak = Q tiap bak * td = 1296 m3

7 Asurface = Q tiap bak / OFR = 152,85 m2

8 Dimensi bak:

Bila BP I Persegipanjang

a. Tinggi BP I = Volume / A surface = 8,48 m

b. Panjang : Lebar = 2

c. Lebar BP I = SQRT (A surface / 2) = 8,11 m

d. Panjang BP I = 2 * lebar BP I = 16,22 m

Bila BP I Lingkaran

a. Tinggi BP I (ditetapkan)

= 4,00 m (3 - 4,5) m

b. Diameter BP I = SQRT(4*A surface/3,14) = 9,16 m (12-25)m

c. Volume BP I (lingkaran)

= 0,25*3,14*(D^2)*tinggi = 263,23 m3

d. Check td = Volume / Q tiap bak = 0,47 jam not OK

Maka digunakan sistem BP I yang persegi panjang

9 Check OFR = Q bak/(l*p)*86400/0,0407

= 2500 gal/sqft.d

OK

V. ACTIVATED SLUDGE (AS)

1 Jumlah AS = 2 bak

2 Debit rencana (Qmaks) = Q maks = 310 l/det = 0,310 m3/det

3 Debit masing-masing bak = Q maks / jml bak = 0,155 m3/det

4 Kedalaman, h = 4 m

5 Mean cell retention time, 0c = 10 hari

6 Y = 0,5 kg VSS/kg BOD5

7 kd = 0,05 l/hr

8 MLSS, X = 2000 mg/l 2,00 kg/m3

9 Rasio p/L = 1

10 BOD in = 142,5 mg/l

11 BOD eff = 14,25 mg/l

12 Volume tiap bak = 3324,24 m3

13 Luas lahan tiap AS = 831,06 m2

14 A = L2

15 L = 28,8 m

16 P = 28,8 m

17 Luas lahan total untuk tiap AS = 1662,1 m2

VI. BAK PENGENDAP II

1 Jumlah BP II = 2 bak

2 Debit rencana = Q maks = 310 l/det = 0,310 m3/det

3 Debit masing-masing bak

= Q maks / jml bak = 0,155 m3/det

4 Waktu detensi = 1,5 jam (1,5 - 2) jam

5 Overflow Rates (OFR)

= 1100 gal/sqft.d (1000-1200)

= 44,77 m3/m2.hari

6 Asurface = Q tiap bak / OFR = 347,38 m2

7 Dimensi bak:

-Diameter clarifier = =SQRT(4*A surface/3,14)

= 21,04 m

8 Qeffluent = Q-((SSm/jml bak)*0,45*0,9/0,008/1005/86400)

= 0,1773 m3/det


= Jml bak * A surface = 694,75 m2

VII. DESINFEKSI (Sistem terjunan)

1 Waktu kontak = 20 menit (15 - 45) Menit

2 Ketinggian total = 3 m

3 Perbandingan panjang:lebar

= 2

4 Debit rencana = Q effluent = 0,1773 m3/det

5 Volume = Q * td = 212,74 m3

6 Luas Permukaan (Asurface)

= Volume / ketinggian = 70,91 m2

7 Lebar bak = SQRT(A surface / 2) = 5,95 m

8 Panjang bak = 2 * lebar = 11,91 m

9 Check td = pjg*lbr*tinggi/Q = 20 menit OK


= pjg*lbr*jml bak = 141,82 m2

VIII. SLUDGE THICKENER (Gravity Thickener (lumpur BP I & II)

1 Solid loading (SL) = 60 kg/m2.hari (25-80)

2 Jumlah bak yang diperlukan = 2 bak

3 Massa lumpur BP I = 0,55 * beban SS maks = 5132,16 kg/hari

4 Massa lumpur BP II = (0,45*SSm*0,9)+(0,45*BODm*0,9)

= 7278,34 kg/hari

5 Massa lumpur total (M tot) = 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 total = Q lumpur BP I + BP II = 988,31 m3/hari

9 A surface = M tot / SL / jml bak = 103,42 m2

10 Diameter = SQRT(4*A surface/3,14)

= 11,48 m

11 Luas lahan yang diperlukan = Jml bak * A surface = 206,84 m2

IX AEROBIC SLUDGE DIGESTER (ASD)

1 Solid loading = 4 kg/m2.hari (1,6 - 4,8)

2 Jumlah bak yang diperlukan = 2 bak

3 Massa lumpur BP I = 0,55 * beban SS maks = 5132,16 kg/hari

4 Massa lumpur BP II = (0,45*SSm*0,9)+(0,45*BODm*0,9)

= 7278,34 kg/hari

5 Massa lumpur total (M tot) = 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 total = Q lumpur BP I + BP II = 967,55 m3/hari

9 Temperatur = 25 o

10 HRT (8c) = 500 / temperatur = 20 hari

11 Volume digester = Q lumpur total * HRC = 19350,98 m3

12 Kedalaman rencana (h) = 10 m

13 A surface = Volume digester / h = 1935,10 m2

14 Diameter = SQRT(4*A surface/3,14) = 49,65 m

15 Luas lahan yang diperlukan = Jml bak * A surface = 3870,20 m2

X SLUDGE DRYING BED (SDB)

1 Qlumpur = (0,5*Q BP I)+(0,1*Q BP II) = 132,05 m3/hari

2 Kadar air pd sludge cake (awal)

= 96 %

3 Kadar air pd sludge cake (akhir)

= 75 %

5 Volume cake kering (V ck) = Q lumpur*(1-96%)/(1-75%)

= 21,13 m3/hari

6 Dimensi Bed:

- Rencana jumlah bed = 20 bed

- Renc. waktu pengeringan (tk)

= 10 hari

- Rencana tebal cake (tbl) = 0,3 m

- Luas permukaan bed = Qlump * tk / jml bed / tbl

= 220,08 m2

- Lebar bed = 10 m

- Panjang bed = Luas perm / lebar bed = 22 m

7 Luas lahan yang diperlukan = (pjg * lbr * jml) bed = 4402 m2

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 Activated Sludge = 1662,12 m2

6 Bak Pengendap II = 694,75 m2

7 Desinfeksi = 141,82 m2

8 Sludge Thickener = 206,84 m2

9 Aerobic Sludge Digester (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)

Kesetimbangan massa untuk setiap unit BPAB perlu ditetapkan agar dapat digunakan untuk menentukan kesesuaian hasil pengolahan dengan peraturan yang berlaku dan dalam proses penetapan dimensi unit pengolahan lumpur

Perhitungan solids-balance menggunakan debit dan beban rata-rata

Kualitas influen air limbahBOD5 = 71 mg/lCOD = 147 mg/lTSS = 116 mg/lNH3-bebas = 0,184 mg/lDetergen = 0,2566 mg/lPhenol = 0 mg/lSisa klor (Cl2) = 0 mg/lPhosphat(ortho) = 0,4121 mg/l

Kuantitas influen air limbahQ.ave = 0,4709 l/det = 40,6879 m3/hariQ.min = 0,2355 l/det = 20,3440 m3/hariQ.maks = 0,4709 l/det = 40,6879 m3/hariQp = 0,7064 l/det = 61,0319 m3/hari

5. MASS BALANCE

Baku mutu limbah cair untuk kegiatan rumah sakitBOD5 = 30 mg/lCOD = 80 mg/lTSS = 30 mg/lNH3-bebas = 0,1 mg/lDetergen = 0,5 mg/lPhenol = 0,01 mg/lSisa klor (Cl2) = 0,5 mg/lPhosphat (ortho) = 2 mg/l

[Akumulasi ] = [input] – [penurunan karena reaksi] - [out]

[Akumulasi ] = [input] - [out]

Mass balance adalah

dtQCVrdtdtQCVdC 101 −−=

Sytem boundary

Gambar Sketsa Reaktor untuk Analisis Mass Balance

Q influen, C influen

Q efluen, C efluen

Massa influen

Massa efluen

Massa terakumulasi

Reaktor

a. Perhitungan mass balance untuk grit chamberMass balance sebelum grit chamberMBOD = Q * BOD/1000

= 2,8888 kg/hari (utk Q.ave)= 1,4444 kg/hari (utk Q.min)= 2,8888 kg/hari (utk Q.maks)= 4,3333 kg/hari (utk Qp)

MCOD = Q * COD/1000= 5,9811 kg/hari (utk Q.ave)= 2,9906 kg/hari (utk Q.min)= 5,9811 kg/hari (utk Q.maks)= 8,9717 kg/hari (utk Qp)

MTSS = Q * TSS/1000= 4,7198 kg/hari (utk Q.ave)= 2,3599 kg/hari (utk Q.min)= 4,7198 kg/hari (utk Q.maks)= 7,0797 kg/hari (utk Q.p)

Mass balance setelah grit chamberRemoval BOD5 dan TSS dalam grit chamber kecil. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa konsentrasi BOD5 dan TSS yang keluar dari grit chamber sama dengan kualitas influen air limbah (Qasim, 1985)MBOD = 2,8888 kg/hari (utk Q.ave)

= 1,4444 kg/hari (utk Q.min)= 2,8888 kg/hari (utk Q.maks)= 4,3333 kg/hari (utk Qp)

MCOD= 5,9811 kg/hari (utk Q.ave)= 2,9906 kg/hari (utk Q.min)= 5,9811 kg/hari (utk Q.maks)= 8,9717 kg/hari (utk Qp)

MTSS = 4,7198 kg/hari (utk Q.ave)= 2,3599 kg/hari (utk Q.min)= 4,7198 kg/hari (utk Q.maks)= 7,0797 kg/hari (utk Qp)

b. Perhitungan mass balance untuk bak pengendap IMass balance sebelum bak pengendap IMass balance sebelum bak pengendap I sama dengan mass balance setelah grit chamber, yaitu:MBOD = 2,8888 kg/hari (utk Q.ave)

= 1,4444 kg/hari (utk Q.min)= 2,8888 kg/hari (utk Q.maks)= 4,3333 kg/hari (utk Qp)

MCOD= 5,9811 kg/hari (utk Q.ave)= 2,9906 kg/hari (utk Q.min)= 5,9811 kg/hari (utk Q.maks)= 8,9717 kg/hari (utk Qp)


Mass balance setelah bak pengendap IRemoval BOD = 30 % (25-40%, Eddy dan Metcalf, 1991)Removal TSS = 60 % (50-70%, Eddy dan Metcalf, 1991)MBOD = 30 % * MBOD

= 0,8667 kg/hari (utk Q.ave)= 0,4333 kg/hari (utk Q.min)= 0,8667 kg/hari (utk Q.maks)= 1,3000 kg/hari (utk Qp)

MTSS = 60 % * MTSS= 2,8319 kg/hari (utk Q.ave)= 1,4159 kg/hari (utk Q.min)= 2,8319 kg/hari (utk Q.maks)= 4,2478 kg/hari (utk Qp)

Sludge solid concentration dari bak pengendap I sebesar 5% = 50000 mg/l = 50 kg/m3 (Tabel 12-8, Eddy dan Metcalf, 1991)Q = MTSS/TSS

= 0,0566 m3/hari (utk Q.ave)= 0,0283 m3/hari (utk Q.min)= 0,0566 m3/hari (utk Q.maks)= 0,0850 m3/hari (utk Qp)

BOD = MBOD/Q= 15,3017 mg/l (utk Q.ave)= 15,3017 mg/l (utk Q.min)= 15,3017 mg/l (utk Q.maks)= 15,3017 mg/l (utk Qp)

TSS = MTSS/Q= 50 mg/l (utk Q.ave)= 50 mg/l (utk Q.min)= 50 mg/l (utk Q.maks)= 50 mg/l (utk Qp)

c. Perhitungan mass balance untuk tangki aerasiMass balance sebelum tangki aerasiMass balance sebelum tangki aerasi sama dengan mass balance setelah BP I, yaitu:

BOD = 15,3017 mg/l (utk Q.ave)= 15,3017 mg/l (utk Q.min)= 15,3017 mg/l (utk Q.maks)= 15,3017 mg/l (utk Qp)

TSS = 50 mg/l (utk Q.ave)= 50 mg/l (utk Q.min)= 50 mg/l (utk Q.maks)= 50 mg/l (utk Qp)

MBOD = 0,8667 kg/hari (utk Q.ave)= 0,4333 kg/hari (utk Q.min)= 0,8667 kg/hari (utk Q.maks)= 1,3000 kg/hari (utk Qp)


Q = 0,0566 m3/hari (utk Q.ave)= 0,0283 m3/hari (utk Q.min)= 0,0566 m3/hari (utk Q.maks)= 0,0850 m3/hari (utk Qp)

Mass balance setelah tangki aerasiQ = Qinfluen-Qsebelum tangki aerasi

= 40,6313 m3/hari (utk Q.ave)= 20,3156 m3/hari (utk Q.min)= 40,6313 m3/hari (utk Q.maks)= 60,9469 m3/hari (utk Qp)

MBOD = MBOD sblm BP.I – MBOD stlh BP.I= 2,0222 kg/hari (utk Q.ave)= 1,0111 kg/hari (utk Q.min)= 2,0222 kg/hari (utk Q.maks)= 3,0333 kg/hari (utk Qp)

MTSS = MTSS sblm BP.I – MTSS stlh BP.I= 1,8879 kg/hari (utk Q.ave)= 0,9440 kg/hari (utk Q.min)= 1,8879 kg/hari (utk Q.maks)= 2,8319 kg/hari (utk Qp)

BOD = MBOD/Q= 0,0498 mg/l (utk Q.ave)= 0,0498 mg/l (utk Q.min)= 0,0498 mg/l (utk Q.maks)= 0,0498 mg/l (utk Qp)

TSS = MTSS/Q= 0,0465 mg/l (utk Q.ave)= 0,0465 mg/l (utk Q.min)= 0,0465 mg/l (utk Q.maks)= 0,0465 mg/l (utk Qp)

Input dataQ = 40,6313 m3/hari (utk Q.ave)

= 20,3156 m3/hari (utk Q.min)= 40,6313 m3/hari (utk Q.maks)= 60,9469 m3/hari (utk Qp)


TSS = 0,0465 mg/l (utk Q.ave)= 0,0465 mg/l (utk Q.min)= 0,0465 mg/l (utk Q.maks)= 0,0465 mg/l (utk Qp)



d. Perhitungan mass balance untuk secondary clarifier Mass balance untuk liquid line

PerhitunganBODair = 10% * BOD

= 0,0050 mg/l (utk Q.ave)= 0,0050 mg/l (utk Q.min)= 0,0050 mg/l (utk Q.maks)= 0,0050 mg/l (utk Qp)

Px = Yobs * Q * (So-Se)

)(1 Yobs

ckdY

θ×+=

Y = 0,5 g biomass/g substrat (0,4-0,6)kd = 0,06 per hariθc = 10 hari (3-15 hari)Yobs = 0,3125 g/gQ = 40,6313 m3/hari (utk Q.ave)


So(BODin) = 0,0498 mg/lSe (BODair) = 0,0050 mg/lPx = 0,5687 g MLVSS/hr = 0,7109 g MLSS/hr (utk Q.ave)

= 0,2844 g MLVSS/hr = 0,3555 g MLSS/hr (utk Q.min)= 0,5687 g MLVSS/hr = 0,7109 g MLSS/hr (utk Q.maks)= 0,8531 g MLVSS/hr = 1,0664 g MLSS/hr (utk Qp)

Mass balance untuk solid lineInput dataQ = 40,6313 m3/hari (utk Q.ave)



TSS = 0,0465 mg/l (utk Q.ave)= 0,0465 mg/l (utk Q.min)= 0,0465 mg/l (utk Q.maks)= 0,0465 mg/l (utk Qp)



PerhitunganQw = Px/TSS (TSS = 8000-12000, diambil TSS = 10000)

= 7,1093.10-5 m3/hari (utk Q.ave)= 3,5546.10-5 m3/hari (utk Q.min)= 7,1093.10-5 m3/hari (utk Q.maks)= 1,0664.10-4 m3/hari (utk Qp)

BODin * Qin = 0,002022 mg/hari (utk Q.ave)= 0,001011 mg/hari (utk Q.min)= 0,002022 mg/hari (utk Q.maks)= 0,003033 mg/hari (utk Qp)

Qair = Qin-Qw= 4,0631.101 m3/hari (utk Q.ave)= 2,0316. 101 m3/hari (utk Q.min)= 4,0631. 101 m3/hari (utk Q.maks)= 6,0947. 101 m3/hari (utk Qp)

BODair * Qair = 2,0222 mg/hari (utk Q.ave)= 1,0111 mg/hari (utk Q.min)= 2,0222 mg/hari (utk Q.maks)= 3,0333 mg/hari (utk Qp)

6. MENGATUR TATA LETAK (LAYOUT)1. Geometri lokasi BPAL2. Topografi lokasi 3. Kondisi tanah dan

pondasi4. Lokasi saluran

pengumpul air limbah5. Lokasi pembuangan air

hasil pengolahan6. Gradien hidrolis lokasi7. Jenis-jenis proses8. Efisiensi pengolahan

proses

9. Akses transportasi10. Aksesibilitas untuk

pekerja11. Reliabilitas dan ekonomi

operational12. Estetika13. Lingkungan14. Ketersediaan lahan untuk

perluasan bangunan di masa yang akan datang

7. MENGEVALUASI PROFIL HIDROLIS (Plant Hydraulics)• Perhitungan hidrolis ini dilakukan untuk debit rata-rata

dan/atau debit puncak• Perhitungan hidrolis ini diperlukan untuk menghitung

dimensi saluran penghubung unit dan untuk menetapkan level masing-masing unit BPAB pada lahan yang disediakan dengan cara menghitung kehilangan tekanan (headloss) akibat aliran

Pertimbangan umum :1. Ekualisasi pemisahan aliran dari setiap unit2. Pengadaan bypass terhadap pengolahan tahap II untuk

menghindari kehilangan biomassa pada saat aliran puncak3. Meminimalisasi jumlah perubahan arah aliran air limbah

dalam saluran

Tabel Headloss tipikal unit-unit BPAL

Unit Pengolah Range Headloss, ftBar ScreenKolam Pasir

AeratedVelocity Controlled

Sedimentasi Pertama 1,5-3,0Tanki Aerasi 0,-2,0Trickling Filter

Low-rate 10,0-20,0High-rate, media batuan 6,0-16,0High-rate, media plastik 16,0-40,0

Sedimentasi Kedua 1,5-3,0Filtrasi 10,0-16,0Adsorpsi Karbon 10,0-20,0Tanki Kontak Chlorinasi 0,7-6,0

Catatan : ft x 0.3048 m

• Tugas 1 (2,5%): Perhitungan mass balance dan rencana tahap-tahap dalam BPAL(Tugas kelompok; hanya Q &A)

• Tugas 2 (10%): Laporan penjelasan secara singkat dengan dilengkapi contoh perhitungan masing-masing unit bangungan BPAL(Tugas kelompok dengan presentasi singkat, Q & A dimulai minggu 6)

•Tugas 3 (2,5%): Summary dan problem solving BPAL (Tugas individu)

TUGAS

Pembagian Kelompok1.Sumur Pengumpul, pompa, bar screen, alat

pengukur debit2.Grit chamber, aerated grit chamber, BP 13.Bangunan aerobik tersuspensi4.Bangunan aerobik terlekat5.Bangunan anaerobik tersuspensi6.Bangunan anaerobik terlekat7.Bangunan anoksik8.Clarifier dan sludge thickener9.Bangunan pengolahan lumpur

• Tugas Perencanaan (25%) (Submission: End of Week 17)

• Test 1 (25%) Materi Minggu 1 sampai dengan Materi BPAL aerobik tersuspensi

• Test 2 (35%) Materi BPAL aerobik tersuspensi sampai dengan Materi Pengolahan Lumpur

modul 2 tahap-tahap perencanaan · pdf filemodul 2 tahap-tahap perencanaan pendahuluan joni...

Documents