View
217
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
lampiran D
Citation preview
D.34 Pompa Air Proses (PU-18)
Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas 1 (TU-01) ke unit proses
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
- Temperatur = 300C
- Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3
- Viskositas air () = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ftjam
Laju alir massa (F) = 62692,01 kg/jam = 38,39 lbm/detik
Debit air/laju alir volumetrik, Q= F
ρ=
38,39 lbm /s
62,16 lbm /ft3
= 0,617 ft3/s
Desain pompa
Di,opt = 3,9 (Q)0,45()0,13 (Walas, 1990)
= 3,9 × (0,617 ft3/s)0,45 × (62,16 lbm/ft3)0,13
= 5,675 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal : 6 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam (ID) : 6,605 in = 0,5504 ft = 0,168 m
Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft
Inside sectional area : 0,2006 ft2
Kecepatan linier: v =
QA =
0,617 ft3 /s0,2006 ft2
= 3,079 ft/s
Bilangan Reynold : NRe =
ρ×v×Dμ
=
(62 ,16 lbm /ft3 )(3 ,079 ft /s )(0 , 5504 ft )0,000538 lbm/ft . s
= 195779,75
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga = 4,6 x 10-5 (Geankoplis, 2003)
Pada NRe = 195779,75 dan /D = 0,000046 m /0,168 m = 0,00008
maka harga f = 0,003 (Geankoplis, 2003)
Friction loss:
1 Sharp edge entrance: hc = 0,55(1−
A2
A1) v2
2 α = 0,5 5(1−0) 3 ,0792
2(1 )(32 ,174 )
= 0,0737 ft.lbf/lbm
1 elbow 90°: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 1(0,75)
3 , 0792
2(32, 174 ) = 0,1105 ft.lbf/lbm
1 check valve: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 1(2)
3 , 0792
2(32 , 174 ) = 0,2947 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft: Ff = 4f
ΔL. v2
D . 2. gc = 4(0,003)
(10 ) . (3,079 )2
(0 ,550 ) . 2. (32 ,174 )
= 0,0428 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit: hex = (1−
A1
A2)2
v2
2.α . gc = (1−0 )2 3 , 0792
2 (1 ) (32,174 )
= 0,1473 ft.lbf/lbm
Total friction loss: F = 0,6990 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
12α (v22−v
12)+g (z2−z1 )+P2−P1
ρ+∑ F+W s=0
(Geankoplis, 2003)
dimana : v1 = v2
P1 = P2
Z = 10 ft
maka: 0+9 ,806 (10 ft )+0+0 , 8893 ft . lbf/lbm+W s=0
Ws = - 98,729 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, = 80 %
Ws = - × Wp
- 98,729 = - 0,8 × Wp
Wp = 123,411 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m × Wp
= 38,39 lbm/s×123 ,411 ft . lbf/lbm ×
1 hp550ft . lbf/s
= 8,61 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 9 hp.
Unit Pengolahan Limbah
D.35 Bak Penampungan (BP)
Fungsi : Tempat menampung air buangan sementara
Bahan konstruksi : Beton kedap air
Jumlah : 1 unit
Laju volumetrik air buangan = 36,46 m3/jam
Waktu penampungan air buangan = 10 hari
Volume air buangan = (36,36 × 10 × 24)/2 = 4375,2 m3
Bak terisi 90 % maka volume bak =
4375,20,9 = 4861,3 m3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:
- panjang bak (p) = 3 × lebar bak (l)
- tinggi bak (t) = lebar bak (l)
Maka:
Volume bak = p × l × t
4861,3 m3 = 3 l × l × l
lebar = 11,74 m
Jadi, panjang bak = 35,23 m
lebar bak = 11,74 m
tinggi bak = 11,74 m
Luas bak = 413,68 m2
D.36 Pompa Bak Penampung (PL-01)
Fungsi : Memompa cairan limbah dari bak penampungan ke bak
pengendapan awal
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
- Temperatur = 300C
- Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,1419 lbm/ft3
- Viskositas air () = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ftjam
Laju alir massa (m) = 36231,7 kg/jam = 22,1881 lbm/detik
Debit air/laju alir volumetrik, Q= F
ρ=
22,1881 lbm /s
62,1419 lbm /ft3
= 0,357 ft3/s
Desain pompa
Di,opt = 3,9 (Q)0,45()0,13 (Walas, 1990)
= 3,9 × (0,357 ft3/s)0,45 × (62,1419 lbm/ft3)0,13
= 4,43 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal : 5 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,420 ft = 0,128 m
Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,463 ft
Inside sectional area : 0,139 ft2
Kecepatan linier: v =
QA =
0,357 ft3 /s0,139 ft2
= 2,568 ft/s
Bilangan Reynold : NRe =
ρ×v×Dμ
=
(62 ,1419 lbm/ ft3 )(2,568 ft / s )(0 , 420 ft )0,000538 lbm/ft . s
= 124773,08
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga = 4,6 x 10-5 (Geankoplis, 2003)
Pada NRe = 124773,08 dan /D = 0,000046 m /0,128 m = 0,00035
maka harga f = 0,004 (Geankoplis, 2003)
Friction loss:
1 Sharp edge entrance: hc = 0,55(1−
A2
A1) v2
2 α = 0,5 (1−0 )2,5682
2(1)(32 ,174 )
= 0,0512 ft.lbf/lbm
2 elbow 90°: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 2(0,75)
2,5682
2(32, 174 ) = 0,0769 ft.lbf/lbm
1 check valve: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 1(2)
2,5682
2(32 , 174 ) = 0,2050 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f
ΔL. v2
D . 2. gc = 4(0,004)
(20 ) . (2,568 )2
(0 , 426 ) .2 . (32,174 ) = 0,0780 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit: hex = n(1−
A1
A2)2
v2
2. α . gc = 1(1−0 )2 2 , 5682
2 (1 ) (32,174 )
= 0,1025 ft.lbf/lbm
Total friction loss: F = 0,5136 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
12α (v22−v
12)+g (z2−z1 )+P2−P1
ρ+∑ F+W s=0
(Geankoplis, 2003)
dimana : v1 = v2
P1 = P2
Z = 8 ft
maka: 0+9 ,806 (8 ft )+0+0 ,5136 ft . lbf/lbm+W s=0
Ws = 78,96 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, = 80 %
Ws = - × Wp
78,96 = - 0,8 × Wp
Wp = 98,7019 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m × Wp
= 22,1882 lbm/s×98,7019 ft . lbf/lbm ×
1 hp550ft . lbf/s
= 3,98 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 4 hp.
D.37 Bak Sedimentasi Awal (BSA)
Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan.
Bahan konstruksi : Beton kedap air
Jumlah : 1 unitLaju volumetrik air buangan = 36,46 m3/jam
Waktu tinggal air = 5 jam (Perry, 1997)
Volume bak (V) = 36,36 m3/jam × 5 jam = 182,3 m3
Bak terisi 90 maka volume bak =
182,3 0,9 = 202,5 m3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:
- panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l)
- tinggi bak (t) = lebar bak (l)
Maka: Volume bak = p × l × t
202,5 m3 = 2l × l × l
l = 4,66 m
Jadi, panjang bak = 9,32 m
lebar bak = 4,66 m
tinggi bak = 4,66 m
Luas bak = 43,44 m2
D.38 Pompa Bak Pengendapan Awal (PL-02)
Fungsi : Memompa limbah dari bak pengendapan awal ke bak
netralisasi
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
- Temperatur = 300C
- Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,1419 lbm/ft3
- Viskositas air () = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ftjam
Laju alir massa (m) = 36231,7 kg/jam = 22,1881 lbm/detik
Debit air/laju alir volumetrik, Q= F
ρ=
22,1881 lbm /s
62,1419 lbm /ft3
= 0,357 ft3/s
Desain pompa
Di,opt = 3,9 (Q)0,45()0,13 (Walas, 1990)
= 3,9 × (0,357 ft3/s)0,45 × (62,1419 lbm/ft3)0,13
= 4,43 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal : 5 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,420 ft = 0,128 m
Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,463 ft
Inside sectional area : 0,139 ft2
Kecepatan linier: v =
QA =
0,357 ft3 /s0,139 ft2
= 2,568 ft/s
Bilangan Reynold : NRe =
ρ×v×Dμ
=
(62 ,1419 lbm/ ft3 )(2,568 ft / s )(0 , 420 ft )0,000538 lbm/ft . s
= 124773,08
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga = 4,6 x 10-5 (Geankoplis, 2003)
Pada NRe = 124773,08 dan /D = 0,000046 m /0,128 m = 0,00035
maka harga f = 0,004 (Geankoplis, 2003)
Friction loss:
1 Sharp edge entrance: hc = 0,55(1−
A2
A1) v2
2 α = 0,5 (1−0 )2,5682
2(1)(32 ,174 )
= 0,0512 ft.lbf/lbm
2 elbow 90°: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 2(0,75)
2,5682
2(32, 174 ) = 0,0769 ft.lbf/lbm
1 check valve: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 1(2)
2,5682
2(32 , 174 ) = 0,2050 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f
ΔL. v2
D . 2. gc = 4(0,004)
(20 ) . (2,568 )2
(0 , 426 ) .2 . (32,174 ) = 0,0780 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit: hex = n(1−
A1
A2)2
v2
2. α . gc = 1(1−0 )2 2 , 5682
2 (1 ) (32,174 )
= 0,1025 ft.lbf/lbm
Total friction loss: F = 0,5136 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
12α (v22−v
12)+g (z2−z1 )+P2−P1
ρ+∑ F+W s=0
(Geankoplis, 2003)
dimana : v1 = v2
P1 = P2
Z = 10 ft
maka: 0+9 ,806 (10 ft )+0+0 , 5136 ft . lbf/lbm+W s=0
Ws = 98,57 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, = 80 %
Ws = - × Wp
98,57 = - 0,8 × Wp
Wp = 123,216 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m × Wp
= 22,1882 lbm/s×123,216 ft . lbf/lbm ×
1 hp550ft . lbf/s
= 4,97 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 5 hp.
D.39 Bak Netralisasi
Fungsi : Tempat menetralkan pH limbah.
Bahan konstruksi : Beton kedap air
Jumlah : 1 unit
Kebutuhan Na2CO3 untuk menetralkan pH air limbah adalah 0,15 mg Na2CO3/ 30 ml
air limbah (Lab. Analisa FMIPA USU, 1999).
Jumlah air buangan = 36,46 m3/jam = 36463 liter/jam
Kebutuhan Na2CO3:
= (36463 liter/jam) × (0,15 mg/0,03 liter) × (1 kg/106 mg)
= 0,182 kg/jam
Laju volumetrik air buangan = 36,46 m3/jam
Direncanakan waktu penampungan air buangan selama 1 hari.
Volume air buangan = 36,46 m3/ jam × 1 hari × 24 jam/1 hari = 875,04 m3
Direncanakan menggunakan 1 buah bak penetralan.
Bak yang digunakan direncanakan terisi 90% bagian.
Volume bak =
875,04 0,9 = 972,27 m3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:
- panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l)
- tinggi bak (t) = lebar bak (l)
Maka: Volume bak = p × l × t
972,27 m3 = 2l × l × l
l = 7,86 m
Jadi, panjang bak = 15,72 m
lebar bak = 7,86 m
tinggi bak = 7,86 m
Luas bak = 123,60 m2
D.40 Pompa Bak Netralisasi (PL-03)
Fungsi : Memompa limbah dari bak netralisasi ke tangki aerasi
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
- Temperatur = 300C
- Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,1419 lbm/ft3
- Viskositas air () = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ftjam
Laju alir massa (m) = 36231,7 kg/jam = 22,1881 lbm/detik
Debit air/laju alir volumetrik, Q= F
ρ=
22,1881 lbm /s
62,1419 lbm /ft3
= 0,357 ft3/s
Desain pompa
Di,opt = 3,9 (Q)0,45()0,13 (Walas, 1990)
= 3,9 × (0,357 ft3/s)0,45 × (62,1419 lbm/ft3)0,13
= 4,43 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal : 5 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,420 ft = 0,128 m
Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,463 ft
Inside sectional area : 0,139 ft2
Kecepatan linier: v =
QA =
0,357 ft3 /s0,139 ft2
= 2,568 ft/s
Bilangan Reynold : NRe =
ρ×v×Dμ
=
(62 ,1419 lbm/ ft3 )(2,568 ft / s )(0 , 420 ft )0,000538 lbm/ft . s
= 124773,08
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga = 4,6 x 10-5 (Geankoplis, 2003)
Pada NRe = 124773,08 dan /D = 0,000046 m /0,128 m = 0,00035
maka harga f = 0,004 (Geankoplis, 2003)
Friction loss:
1 Sharp edge entrance: hc = 0,55(1−
A2
A1) v2
2 α = 0,5 (1−0 )2,5682
2(1)(32 ,174 )
= 0,0512 ft.lbf/lbm
2 elbow 90°: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 2(0,75)
2,5682
2(32, 174 ) = 0,0769 ft.lbf/lbm
1 check valve: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 1(2)
2,5682
2(32 , 174 ) = 0,2050 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f
ΔL. v2
D . 2. gc = 4(0,004)
(20 ) . (2,568 )2
(0 , 426 ) .2 . (32,174 ) = 0,0780 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit: hex = n(1−
A1
A2)2
v2
2. α . gc = 1(1−0 )2 2 , 5682
2 (1 ) (32,174 )
= 0,1025 ft.lbf/lbm
Total friction loss: F = 0,5136 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
12α (v22−v
12)+g (z2−z1 )+P2−P1
ρ+∑ F+W s=0
(Geankoplis, 2003)
dimana : v1 = v2
P1 = P2
Z = 12 ft
maka: 0+9 ,806 (12 ft )+0+0 , 5136 ft . lbf/lbm+W s=0
Ws = 118,185 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, = 80 %
Ws = - × Wp
118,185 = - 0,8 × Wp
Wp = 147,73 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m × Wp
= 22,1882 lbm/s×147,73 ft . lbf/lbm ×
1 hp550ft . lbf/s
= 5,95 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 6 hp.
D.41 Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge (Lumpur Aktif)
Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis di mana flok biologis (lumpur
yang mengandung biologis) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang
mengandung O2. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur
campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini
sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi.
Data:
Laju volumetrik (Q) = 36,46 m3/jam = 875,04 m3/hari
Dari Petrochemical Manufacturing (2004) diperoleh data sebagai berikut:
- BOD5 (So) = 100 mg/liter
- Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (X) = 200 mg/liter
Dari Metcalf & Eddy (1991) diperoleh data untuk unit activated sludge:
- Koefisien cell yield (Y) = 0,4 mg VSS/mg BOD5
- Koefisien endogenous decay (Kd) = 0,12 hari-1
Direncanakan:
Waktu tinggal sel (qc) = 10 hari
1. Penentuan Efisiensi
Berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 3 Tahun 1998
Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan Industri (MenLH, 1998), diperoleh
kadar maksimum BOD5 yang diizinkan adalah 50 mg/liter. Pabrik bioetanol ini
mengolah limbah hingga BOD5 45 mg/liter maka efisiensi pengolahan adalah:
E=So−S
So×100%
(Metcalf & Eddy, 1991)
E=1 00−45100
×100%
E = 55%
2. Penentuan Volume Aerator (Vr)
Vr=θc .Q .Y ( So−S )
X (1+kd .θc) (Metcalf & Eddy, 1991)
=
(10 hari )(875,04 m3 /hari )(0,4 )(100−45 ) mg/l(200 mg/l)(1+0,12×10)
= 437,52 m3
3. Penentuan Ukuran Kolam Aerasi
Direncanakan :
Tinggi cairan dalam aerator = 3,5 m
Direncanakan perbandingan lebar dan tinggi cairan = 4 : 1
Jadi, lebar = 4 × 3,5 m = 14 m
V = p × l × t
437,52 m3 = p × 14 m × 3,5 m
p = 8,92 m
Faktor kelonggaran = 0,5 m di atas permukaan air (Metcalf & Eddy, 1991)
Tinggi = (3,5 + 0,5 ) m = 4 m
4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi (Qr)
Asumsi:Qe = Q = 36,46 m3/jam = 231162,49 gal/hari
Xe = 0,001 X = 0,001 × 200 mg/l = 0,2 mg/liter
Xr = 0,999 X = 0,999 × 200 mg/l = 199,8 mg/liter
Px = Qw × Xr (Metcalf & Eddy, 1991)
Px = Yobs .Q.(So – S) (Metcalf & Eddy, 1991)
Y obs=Y
1+k d θc (Metcalf & Eddy, 1991)
Y obs=0,41+(0,12). (10 ) = 0,1818
Px = (0,1818) (231162,49 gal/hari) (100 – 45) mg/l
= 2311393,74 gal.mg/l.hari
Neraca massa pada tangki sedimentasi:
Akumulasi = jumlah massa masuk – jumlah massa keluar
0 = (Q + Qr)X – Qe Xe – Qw Xr
0 = QX + QrX – Q(0,001X) - Px
Qr=QX (1 -0,001)+Px
X
¿(231162,49 )(200 )(1 -0,001 )+2311393,74 200
= 242488,29 gal/hari
5. Penentuan Waktu Tinggal di Aerator (q)
θ=VrQ
=437,52 m3
36,46 m3
hari
= 12 hari
6. Penentuan Daya yang Dibutuhkan
Type aerator yang digunakan adalah surface aerator. Kedalaman air = 4 m, dari
Tabel 10-11, Metcalf & Eddy (1991) diperoleh daya aeratornya 20 hp.
D.42 Pompa Tangki Aerasi (PL-04)
Fungsi : Memompa limbah dari tangki aerasi ke tangki sedimentasi
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
- Temperatur = 300C
- Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,1419 lbm/ft3
- Viskositas air () = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ftjam
Laju alir massa (m) = 36231,7 kg/jam = 22,1881 lbm/detik
Debit air/laju alir volumetrik, Q= F
ρ=
22,1881 lbm /s
62,1419 lbm /ft3
= 0,357 ft3/s
Desain pompa
Di,opt = 3,9 (Q)0,45()0,13 (Walas, 1990)
= 3,9 × (0,357 ft3/s)0,45 × (62,1419 lbm/ft3)0,13
= 4,43 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal : 5 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,420 ft = 0,128 m
Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,463 ft
Inside sectional area : 0,139 ft2
Kecepatan linier: v =
QA =
0,357 ft3 /s0,139 ft2
= 2,568 ft/s
Bilangan Reynold : NRe =
ρ×v×Dμ
=
(62 ,1419 lbm/ft3 )(2,568 ft / s )(0 , 420 ft )0,000538 lbm/ft . s
= 124773,08
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga = 4,6 x 10-5 (Geankoplis, 2003)
Pada NRe = 124773,08 dan /D = 0,000046 m /0,128 m = 0,00035
maka harga f = 0,004 (Geankoplis, 2003)
Friction loss:
1 Sharp edge entrance: hc = 0,55(1−
A2
A1) v2
2 α = 0,5 (1−0 )2,5682
2(1)(32 ,174 )
= 0,0512 ft.lbf/lbm
2 elbow 90°: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 2(0,75)
2,5682
2(32 , 174 ) = 0,0769 ft.lbf/lbm
1 check valve: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 1(2)
2,5682
2(32 , 174 ) = 0,2050 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f
ΔL. v2
D . 2. gc = 4(0,004)
(20 ) . (2,568 )2
(0 , 426 ) .2 . (32,174 ) = 0,0780 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit: hex = n(1−
A1
A2)2
v2
2. α . gc = 1(1−0 )2 2 , 5682
2 (1 ) (32,174 )
= 0,1025 ft.lbf/lbm
Total friction loss: F = 0,5136 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
12α (v22−v
12)+g (z2−z1 )+P2−P1
ρ+∑ F+W s=0
(Geankoplis, 2003)
dimana : v1 = v2
P1 = P2
Z = 9 ft
maka: 0+9 ,806 ( 9 ft )+0+0 ,5136 ft . lbf/lbm+W s=0
Ws = 88,76 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, = 80 %
Ws = - × Wp
88,76 = - 0,8 × Wp
Wp = 110,9594 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m × Wp
= 22,1882 lbm/s×110,9594 ft . lbf/lbm ×
1 hp550ft . lbf/s
= 4,47 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 5 hp.
D.43 Tangki Sedimentasi
Fungsi : mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi
kembali ke tangki aerasi.
Laju volumetrik air buangan = (231162,49 + 242488,29) gal/hari
= 473650,78 gal/hari = 1799, 87 m3/hari
Diperkirakan kecepatan overflow maksimum = 33 m3/m2 hari (Perry, 1997)
Waktu tinggal air = 2 jam = 0,083 hari (Perry, 1997)
Volume bak (V) = 1799, 87 m3/hari × 0,083 hari = 149,39 m3
Luas tangki (A) = (1799,87 m3/hari) / (33 m3/m2 hari) = 54,54 m3
A = ¼ D2
D = (4A/)1/2 = (4 × 54,54 / 3,14 )1/2 = 8,335 m
Kedalaman tangki, H = V/A = 149,39 / 54,54 = 2,74 m
D.44 Pompa Tangki Sedimentasi (PL-05)
Fungsi : Memompa air resirkulasi dari tangki sedimentasi ke tangki
aerasi
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
- Temperatur = 300C
- Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,1419 lbm/ft3
- Viskositas air () = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ftjam
Laju alir massa (m) = 36231,7 kg/jam = 22,1881 lbm/detik
Debit air/laju alir volumetrik, Q= F
ρ=
22,1881 lbm /s
62,1419 lbm /ft3
= 0,357 ft3/s
Desain pompa
Di,opt = 3,9 (Q)0,45()0,13 (Walas, 1990)
= 3,9 × (0,357 ft3/s)0,45 × (62,1419 lbm/ft3)0,13
= 4,43 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal : 5 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,420 ft = 0,128 m
Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,463 ft
Inside sectional area : 0,139 ft2
Kecepatan linier: v =
QA =
0,357 ft3 /s0,139 ft2
= 2,568 ft/s
Bilangan Reynold : NRe =
ρ×v×Dμ
=
(62 ,1419 lbm/ ft3 )(2,568 ft / s )(0 , 420 ft )0,000538 lbm/ft . s
= 124773,08
Untuk pipa commercial steel diperoleh harga = 4,6 x 10-5 (Geankoplis, 2003)
Pada NRe = 124773,08 dan /D = 0,000046 m /0,128 m = 0,00035
maka harga f = 0,004 (Geankoplis, 2003)
Friction loss:
1 Sharp edge entrance: hc = 0,55(1−
A2
A1) v2
2 α = 0,5 (1−0 )2,5682
2(1)(32 ,174 )
= 0,0512 ft.lbf/lbm
2 elbow 90°: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 2(0,75)
2,5682
2(32, 174 ) = 0,0769 ft.lbf/lbm
1 check valve: hf = n.Kf.
v2
2. gc = 1(2)
2,5682
2(32 , 174 ) = 0,2050 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 20 ft: Ff = 4f
ΔL. v2
D . 2. gc = 4(0,004)
(20 ) . (2,568 )2
(0 , 426 ) .2 . (32,174 ) = 0,0780 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit: hex = n(1−
A1
A2)2
v2
2. α . gc = 1(1−0 )2 2 , 5682
2 (1 ) (32,174 )
= 0,1025 ft.lbf/lbm
Total friction loss: F = 0,5136 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
12α (v22−v
12)+g (z2−z1 )+P2−P1
ρ+∑ F+W s=0
(Geankoplis, 2003)
dimana : v1 = v2
P1 = P2
Z = 14 ft
maka: 0+9 ,806 (14 ft )+0+0 , 5136 ft . lbf/lbm+W s=0
Ws = 137,97 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, = 80 %
Ws = - × Wp
137,797 = - 0,8 × Wp
Wp = 172,246 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m × Wp
= 22,1882 lbm/s×172,246 ft . lbf/lbm ×
1 hp550ft . lbf/s
= 6,94 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 7 hp.
Recommended