perencanaan teknis sistem pengolahan air limbah (ipal) secara fisik

36
Sanitasi.Net Sistem Pengolahan Air Limbah Secara Fisik Modul D: Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah Pelatihan Perencanaan Teknis Sistem Pengelolaan Limbah Terpusat (SPAL-T) Juli, 2015 Rentek-D4

Upload: joy-irman

Post on 13-Aug-2015

120 views

Category:

Engineering


25 download

TRANSCRIPT

Page 1: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Sistem Pengolahan Air Limbah

Secara Fisik

Modul D:

Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

Pelatihan Perencanaan Teknis

Sistem Pengelolaan Limbah Terpusat (SPAL-T)

Juli, 2015

Rentek-D4

Page 2: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Page 3: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Sistem Pengolahan Air Limbah

• Pengolahan fisik hanya menggunakan proses secara fisik

sebagai variabel pertimbangan untuk rekayasa pemisahan dari

air dengan polutan atau zat –zat pencemar yang ada di dalam

air limbah.

• Tujuan pengolahan fisik adalah memisahkan zat yang tidak

diperlukan dari dalam air tanpa menggunakan reaksi kimia dan

reaksi biokimia.

Page 4: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Tahapan Pengolahan Secara Fisik

Pengapungan Penyaringan Pengendapan

Page 5: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Tahapan Pengolahan Secara Fisik (1)

1. Pengapungan (flotation) adalah proses memisahkan zat

padat tersuspensi atau dapat berupa cairan dari air limbah

dengan cara menaikkannya ke atas permukaan air limbah

akibat berat jenis yang lebih kecil dari air limbahnya.

– Pemisahan akan lebih efektif apabila dilakukan penambahan gelembung-

gelembung gas ke dalam fase cair, dimana gelembung tersebut akan

melekat pada zat padat tersuspensi dan mendorongnya naik ke

permukaan.

– Bahan yang dapat dipisahkan misalnya minyak dan lemak.

Page 6: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Tahapan Pengolahan Secara Fisik (1)

– Parameter desain yang utama untuk pengolahan ini adalah kecepatan

mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak

pengendap.

– Kelebihan proses pengolahan fisik adalah mengurangi penggunaan

energi yang dapat berpengaruh terhadap pengurangan biaya operasi

dan peralatan, mengurangi beban pengolahan, dan mengurangi resiko

rusaknya peralatan.

– Kelemahan pengolahan fisik adalah pengolahan ini hanya dapat

diterapkan untuk menghilangkan zat padat tersuspensi, sedangkan

pencemar yang masih berupa zat terlarut tidak dapat diolah. Selain itu,

hasil yang akan dicapai sangat terbatas dan memerlukan waktu yang

cukup lama.

Page 7: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Tahapan Pengolahan Secara Fisik (2)

2. Penyaringan

– Tujuan penyaringan (screening) adalah memisahkan kotoran-

kotoran yang berupa zat padat kasar dan berukuran relative

besar yang ada dalam air limbah.

– Saringan dapat berupa kawat-kawat, kisi-kisi, kawat kasar,

maupun plat berlubang.

Page 8: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Tahapan Pengolahan Secara Fisik (3)

3. Pengendapan

– Pengendapan (sedimentation) adalah proses memisahkan zat

padat tersuspensi dari air limbah dengan cara

mengendapkannya.

– Proses pengendapan terjadi akibat gaya beratnya

sendiri (gaya gravitasi).

– Operasi ini sering dipakai untuk memisahkan

pasir (dalam grit chamber), dan polutan

tersuspen di (dalam bak pengendap I dan

bak pengendap II).

Page 9: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

UNIT PENGOLAHAN FISIK

Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

Page 10: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Unit Pengolahan Fisik

1. Sumur Pengumpul

2. Saringan Sampah (Screen)

3. Bak Penangkap Pasir (Grit chamber)

4. Bak Pengendap I (Primary Sedimentation)

5. Bak Pengendap II (Clarifier)

Page 11: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

SUMUR PENGUMPUL

Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

Page 12: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Sumur Pengumpul

• Sumur pengumpul merupakan salah satu bangunan pengolahan

pendahuluan dalam perencanaan bangunan pengolahan air

limbah.

• Sumur pengumpul dilengkapi dengan pompa yang berfungsi

untuk memompakan air limbah ke instalasi pengolahan air

limbah.

• Fungsi sumur pengumpul ini adalah untuk menampung air

limbah dari saluran air limbah (intercepting sewer) yang

kedalamannya berada di bawah permukaan instalasi

pengolahan air limbah.

Page 13: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Sumur Pengumpul

• Sumur pengumpul dapat dilengkapi dengan bak penangkap

lemak (oil and grease) sebelum air limbah masuk ke dalam

sumur untuk menyaring minyak dan lemak yang mungkin

masuk ke dalam sumur.

• Kriteria desain untuk sumur pengumpul yang penting adalah

waktu detensi.

• Waktu detensi air limbah berada dalam sumur tidak boleh

lebih dari 10 menit. Hal ini untuk menghindari terjadinya

pengendapan dalam sumur.

Page 14: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Jenis Sumur Pengumpul

• Sumur Basah

– Menggunakan pompa submersible atau suspended / motor yang

terpasang di atas level muka air di dalam sumur basah, sedangkan

bagian pompa terendam.

• Sumur Kering

– Menggunakan salah satu dari self-priming / suction lift centrifugal pump

atau pompa sumur kering/ pompa dipasang dalam kompartemen yang

terpisah dengan air yang diisap.

Page 15: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Sumur Pengumpul

Page 16: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

SARINGAN SAMPAH

Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

Page 17: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Saringan Sampah (Screen)

• Saringan sampah atau screen berfungsi untuk memisahkan zat

padat kasar atau yang berukuran besar (seperti plastik, kertas,

dedaunan, dan lain- lain) dari air limbah.

• Saringan dilengkapi dengan kawat – kawat, kisi- kisi, maupun

plat berlubang untuk menghalangi padatan yang berukuran

besar masuk ke dalam pengolahan air limbah.

• Saringan yang biasa digunakan dalam air limbah memiliki

beberapa kriteria.

Page 18: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Persyaratan Teknis Saringan Air Limbah

Faktor Desain Pembersihan

Cara Manual

Pembersihan

dengan Alat

Mekanik

Kecepatan aliran lewat celah (m/dt 0,3 – 0,6 0,6 – 1

Ukuran penampang batang

Lebar (mm) 4 – 8 8 – 10

Tebal (mm) 25 – 50 50 – 75

Jarak bersih dua batang (mm) 25 – 75 10 – 50

Kemiringan thd. Horizontal (derajat) 45 – 60 75 – 85

Kehilangan tekanan lewat celah (mm) 150 150

Kehilangan tekanan Max.(cloging) (mm) 800 800

Page 19: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Skematik Saringan Sampah (Screen)

Page 20: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

BAK PENANGKAP PASIR

(GRIT CHAMBER)

Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

Page 21: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Bak Penangkap Pasir (Grit Chamber)

• Sarana ini diperlukan untuk memisahkan kandungan pasir dari

aliran air limbah, sehingga pada tahap berikutnya bahan/

material lain didalam aliran air limbah tersebut akan diproses

dengan pengolahan biologi.

– Kunci dari pemisahan ini adalah mengendapkan pasir pada pada

kecepatan horizontal, dan pasir akan mengendap.

• Kecepatan aliran dalam Grit chamber diatur sedemikian rupa

sehingga yang diendapkan hanya pasir yang relative mempunyai

spesifik grafiti yang lebih berat dari partikel lain.

– Tetapi kecepatan tersebut tidak telalu pelan sehingga bahan-bahan lain

(organik) selain pasir ikut mengendap.

– Pengaturan kecepatan tersebut berlaku pada kondisi flow minimum

maupun maksimum.

Page 22: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Bak Penangkap Pasir (Grit Chamber)

• Grit chamber dibagi menjadi dua kompartemen atau lebih,

untuk aliran minimum bekerja hanya satu kompartemen dan

maksimum bekerja keduanya,

• Penampang melintang Grit chamber tersebut dibuat mendekati

bentuk parabola untuk mengakomodasi setiap perubahan

debit dengan kecepatan konstant.

• Melengkapi Grit chamber dengan pengatur aliran yang disebut

control flume, yang dipasang diujung aliran.

Page 23: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Faktor Desain untuk Grit chamber

Faktor Rencana Kriteria Keterangan

Dimensi

Kedalaman, m

Panjang, m

Lebar, m

Rasio lebar/dalam

Rasio panjang/lebar

2 – 5

7,5 – 20

2,5 – 7

1:1 s/d 5:1

2,5:1 s/d

5:1

Jika diperlukan untuk menangkap

pasir halus (0,21 mm), gunakan td

yang lebih lama.

Lebar disesuaikan juga untuk

peralatan pengeruk pasir mekanik,

kalau terlalu lebar dapat

menggunakan buffle pemisah aliran

untuk mencegah aliran pendek.

Kecepatan Aliran,

m/dt 0,6 – 0.8 Di permukaan air

Waktu detensi pada

aliran puncak, menit 2 – 5

Supply udara

Liter/det.m panjang

tangki

5-12 jika menggunakan aerated Grit chamber

Page 24: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Skematik Grit chamber

Page 25: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

BAK PENGENDAP I

(PRIMARY SEDIMENTATION)

Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

Page 26: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Bak Pengendap I (Primary Sedimentation)

• Fungsi utama bak pengendap I adalah mengendapkan partikel

discrete.

• Pemisahan partikel discrete (partikel yang tidak mengelompok)

dari suspensi melalui pengendapan bebas (unhindered settling).

• Bak pengendap I juga berfungsi menurunkan BOD/COD

dalam aliran sehingga menurunkan beban pengolahan biologis

pada tahapan pengolahan berikutnya.

• Unit ini dapat mengendapkan (50-70)% padatan yang

tersuspensi (suspended solid) dan mengurangu (30-40)% BOD.

Page 27: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Jenis/Tipe Bak Pengendap

• Horizontal flow (aliran horizontal) yaitu dalam bentuk persegi

panjang.

• Aliran Radial (Radial flow) yaitu bak sirkular, air mengalir dari

tengah menuju pinggir.

• Aliran ke atas (Upward flow) yaitu aliran dari bawah keatas dan

biasanya bak dalam bentuk kerucut menghadap ke atas.

Page 28: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Jenis/Tipe Bak Pengendap

Radial Flow

Upward Flow

Horizontal Flow

Page 29: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Desain Kriteria Bak Pengendap

Parameter Tipe bak pengendap

Persegi panjang Aliran Radial Aliran ke Atas

Surface loading

(Beban Permukaan)

(m3/m2 hari)

30 –45 pada

aliran maksimum

45 pada aliran

maksimum

± 30 pada aliran

maksimum

waktu detensi (jam) 2, pada aliran

maksimum

2, pada aliran

maksimum

2-3 pada aliran

maksimum

Dimensi

P/L = 4:1, dalam

1,5 m

P/L 2:1 dalam 3m

Dalam 1/6 s/d

1/10 diameter

Piramid dgn

sudut 600

Kerucut. Sudut

450

Weir over flow rate

(beban pelimpah)

(m3/m.hari)

300 V-notch weir di

sisi luar

V-notch weir di

sisi luar

Kinerja untuk SS >

100 mg/ltr

40-50%, sludge 3-

7%

50-70%, sludge

3-6,5%

65%, sludge 3-

4%

Page 30: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

BAK PENGENDAP II

(CLARIFIER)

Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

Page 31: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Bak Pengendap II (Clarifier)

• Fungsi unit ini adalah tempat terjadinya pemisahan

pengendapan material flocculant (hasil proses flokulasi atau

proses sintesa oleh bakteri) yaitu partikel yang mengelompok

oleh gaya saling tarik menarik (van der waals forces) menjadi

menggumpul lebih besar dan kemudian menjadi lebih berat

dan mudah mengendap.

• Perhatian khusus harus diberikan terhadap pengendapan floc

dalam bentuk MLSS (mixed liquoer suspended solid) dari proses

activated sludge atau lumpur aktif yang konsentrasinya tinggi

mencapai 5000 mg/l.

• Clarifier ini merupakan pengendapan terakhir yang disebut juga

final sedimentation.

Page 32: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Bak Pengendap II (Clarifier)

• Untuk desain surface loading (Q/A) digunakan 30 s/40

m3/m2.hari.

• Untuk desain yang aman harus menggunakan debit

maksimum.

• Kedalaman bak pengendap dari weir minimal adalah 3 m

dengan waktu detensi (td) 2 jam untuk aliran puncak dan jika

perhitungan menggunakan aliran rata-rata maka waktu

detensinya berkisar 4,5 s/d 6 jam.

• Besarnya beban Weir loading rate adalah sebesar 124

m3/m.hari.

Page 33: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Bentuk Bangunan Secondary Clarifier

Page 34: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Referensi

Direktorat Pengembangan Penyehatan Lingkungan Permukiman (PPLP)

Direktorat Jenderal Cipta Karya

Kementrian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat

Page 35: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Modul Perencanaan Teknis SPAL-T

Modul

A. Dasar-dasar Perenca-naan Teknis SPAL-T

B. Unit Pelayanan

C. Unit Pengumpulan / Jaringan Perpipaan

D. Unit Pengolahan Air Limbah

E. Teknologi Pengolahan Lumpur

F. Konstruksi Bangunan

G. Rencana Anggaran Biaya

Sub-Modul

D1 Perencanaan Teknis Unit Pengolahan Air Limbah

D2 Pemilihan Lokasi IPAL

D3 Pemilihan Teknologi dan Sistem IPAL

D4-6 Sistem Pengolahan Air Limbah (secara Fisik, Kimia, Biologi) - 3 Sesi

D7-8 Pengolahan (Aerobik, Anaerobik, Gabungan dan Kombinasi) - 2 sesi

Page 36: Perencanaan Teknis Sistem Pengolahan Air Limbah (IPAL) Secara Fisik

Sanitasi.Net

Terimakasih

Joy Irmanputhra

AFSI FasilitatorSanitasi.Org