CONTOH TB PBPAB

Tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

Sony Wahyudi Teknik Lingkungan – ITS Surabaya 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air adalah salah satu kebutuhan vital bagi kelangsunga hidup manusia, hewan

maupun tumbuhan yang ada di atas permukaan bumi ini. Sehingga segala sesuatu

yang berhubungan dengan airtidak dapat diabaikan begitu saja, mengingat semakin

banyak penggunaan air didalam semua aktivitas kehidupan sehari-hari.

Salah satu kebutuhan pokok manusia adalah air bersih. Disamping untuk

kebutuhan air minum, air bersih diperlukan juga untuk keperluan rumah tangga sehari-

hari misalnya mandi, mencuci, memasak dan lain sebagainya.Sudah barang tentu

dengan adanya pemakain air untuk rumah tangga ini, perlu pula dipikirkan tentang

pembuangan air bekas pemakaiannya.

Air yang telah dipakai tersebut merupakan suatu air kotor dan harus dibuang,

tetapi pembuangannya tidak boleh mengakibatkan pencemaran terhadap lingkungan.

Pembuangan secara langsung ke dalam sungai tanpa ada pengolahan terlebih dahulu

akan mengakibatkan tercemarnya air sungai tersebut. Hal ini dapat diatasi dengan

meningkatkan sanitasi lingkungan sehingga tercipta kondisi lingkungan yang baik dan

benar.

Sebagai realisasi dari hal tersebut di atas perlu direncanakan suatu sistem

pengolahan air buangan yang memadai. Dalam tugas ini objek studi yang diambil

adalah kota Sumenep yang terletak di kabupaten Sumenep, propinsi Jawa Timur.

1.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dari sistem bangunan pengolahan air buangan ini adalah sebagai

suatu fasilitas yang membantu mengolah air buangan sedemikian rupa, sehingga

dapat mengurangi kadar zat atau konstituent tertentu yang terkandung di dalam air



buangan sampai batas yang disyaratkan dan tidak menimbulkan gangguan terhadap

lingkungan hidup manusia serta kehidupan di dalam badan air penerima.

Pada umumnya di dalam air buangan banyak terdapat jenis bakteri khususnya

bakteri patogen yang seringkali menyebabkan penyebaran berbagai macam penyakit.

Dan terutama pengaruhnya terhadap pengurangan oksigen di dalam air akibat proses

biokimia yang terjadi karena kehadiran zat-zat tertentu di dalam air buangan.

Secara garis besar dapat dikatakan bahwa tujuan utama dari perencanaan

bangunan pengolahan air buangan ini adalah :

• Menentukan jenis pengolahan air buangan yang sesuai dengan data kualitas

kandungan air buangan yang dihasilkan.

• Merencanakan bangunan pengolah air buangan, termasuk diagram alir proses

pengolahan.

• Menentukan kualitas dan kuantitas penghilangan kandungan bahan

organikmaupun anorganik yang dikehendaki.

• Menentukan kehilangan tekanan yeng terjadi sehingga dapat diketahui tinggi

muka air yang dikehendaki pada tiap unit serta dideskripsikan profil hidrolisnya.

1.3. Ruang Lingkup

Ruang Lingkup dalam tugas perencanaan ini dititikberatkan pada pembuatan

konsep-konsep dasar perhitungan disain yang meliputi :

• Primary Treatment :

Pompa Non Clogging / Srew Pump

Screening

Grit Chamber

• Secondary Treatment :

Pengolahan secara biologis secara aerobik maupun anaerobik.

• Sludge Treatment dan Disposal.

• Lay Out, profil hidrolis, gambar-gambar disain.

• Bill Of Quantity dan Rencana Anggaran Biaya.



BAB II DASAR TEORI

2.1. Identifikasi Air Buangan

Air buangan biasa dinamakan air limbah atau sludge bahan buangan dari suatu

lingkungan masyrakat dimana terdapat kontaminan di dalamnya yang merupakan

substansi organik dan anorganikoriginal. Air buangan ini berasal dari sumber domestik,

industri, air hujan atau infiltrasi ground water.

Air limbah yang masih baru berupa cairan keruh dan berbau tanah tetapi tidak

terlalu merangsang. Bahan buangan ini mengandung padatan terapung dan

tersuspensi serta polutan dalam bentuk larutan. Selain tidak sedap dipandang, air

buangan ini sangat berbahaya terutama karena jumlah organisme patogen yang

dikandungnya. Karena itu air limbah perlu mendapat penanganan khusus dalam

pengolahannya sebelum dikembalikan ke badan air. Adapun komposisi air limbah

dapat dideskripsikan sebagai berikut :

Air Limbah

Air (99,9%) Padatan (0,1%)

Zat Organik (70%) Zat anorganik (30%)

Protein (65%) Karbohidrat (25%) Lemak (10%)

Bahan butiran Garam Logam

Gambar 2.1. Komposisi air limbah (Tebbut, 1970)



Bahan buangan biasanya diolah dengan memasukkan oksigen di dalamnya sehingga

bakteri dapat memanfaatkan bahan buangan ini sebagai makanan. Reaksi yang terjadi

adalah sebagai berikut :

bakteri

Bahan buangan baru + O2 Bahan buangan olahan + Bakteri

Hal penting yang perlu diperhatikan untuk dijadikan acuan dalam disain operasi

bangunan pengolah air buangan adalah :

• Zat padat atau solid, terutama zat padat tersuspensi

• Material organik (biodegradable)

• Nutrien (nitrogen dan phosphor)

• Patogen

• Mikropolutan, terutama logam berat, dissolved solid atau zat padat terlarut

Dalam air buangan, diasumsikan telah melewati proses penyaringan

(screening). Berdasarkan ukurannya, zat padat diklasifikasikan sebagai :

Zat padat tersuspensi (suspended solid)

Zat padat terlarut (dissolved solid)

Koloid

Pemisahan solid pada wastewater sering mengalami kesulitan , sehingga fraksi

dissolved diturunkan dengan mekanisme tertentu.

Parameter dalam air buangan :

a) Konduktivitas

Electrical Conductivity biasanya digunakan sebagai parameter kuantitas TDS (Total

Dissolved solid) pada sampel.

b) Temperatur

Temperatur sangat berpengaruh terhadap kondisi air limbah, semakin tinggi

temperatur maka kelarutan gas menurun, reaksi kimia meningkat dan

pertumbuhan mikroorganisme berubah. Misalnya pada daerah tropis bakteri

anaerobik tumbuh pada temperatur 20-25 OC, di luar range tersebut pertumbuhan

mikroorganisme tersebut akan terganggu.

c) Bau dan Warna



Bau biasanya dihasilkan dari hidrolisis dan degradasi secara aerobik maupun

anaerobik dari zat organik yang menghasilkan NH3. Bau dapat dikurangi dengan

aerasi secara intensifseperti strpping dari senyawa volatile dan oksidasi dari

senyawa biodegradable serta dapat juga dengan penutupan treatment plant.

Warna merupakan hasil produk degradasi air buangan. Pemisahan warna

sangat sulit dan perlu biaya tinggi. Bau dan warna ini adalah indikasi awal dari

spesifik air limbah.

Padatan dalam air limbah yang menduduki komposisi terbesar adalah material

organik (70%).

Komposisi material organik pada air limbah adalah sebagai berikut :

Tabel 2.1. Komposisi material organik pada air limbah

KATEGORI KOMPOSISI

Karbohidrat

Lemak

Protein

Urea

C, H, O

C, H, O, N

C, H, O, N, S, P

C, H, O, N

Sebagai parameter material organik adalah :

a) ThOD (Theoritical Oxygen Demand)

Biasanya digunakan bila senyawa organiknya diketahui dan dapat dihitung bila

persamaan reaksi diketahui. Karena air limbah komposisinya sangat kompleks di

alam maka ThOD tidak dapat dihitung. Tetapi dalam praktiknya dapat digunakan

COD.

b) COD (Chemical Oxygen Demand)

Jumlah kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk oksidasi material organik, yang

didapat dengan mengoksidasi limbah dengan larutan asam dikromat yang

mendidih (Cr2O72-). Jumlah COD biasanya lebih besar dari BOD.

c) BOD (Biochemical Oxygen Demand)

Parameter ini menunjukkan kebutuhan oksigen untuk pengoksidasian limbah oleh

bakteri. Limbah yang teroksidasi hanya limbah yang biodegradablr saja.

Hubungan antara ketiga parameter tersebut adalah :

ThOD > COD > BOD



Melihat kandungan air limbah yang begitu kompleks dan dapat menimbulkan

dampak yang buruk pada masyarakat, maka disain bangunan pengolah air

buangan harus benar-benar menghasilkan efluen yang aman bagi lingkungan.

2.2. Pengelolaan Air Limbah

Dalam Pengelolaan air limbah ada tiga aspek yang saling berhubungan, yaitu :

1) Pengumpulan

Pengumpulan air limbah rumah tangga sebaiknya dilakukan dengan sistem

pengaliran air dalam pipa sepenuhnya . Hal ini dimaksudkan untuk mencegah

terjadinya kontaminasi dan mempermudah pengumpulan.

2) Pengolahan

Pengolahan terutama dibutuhkan untuk membunuh mikroorganisme patogen yang

ada di dalam air limbah dan untuk menjamin agar sesuai untuk setiap proses

penggunaan ulang yang dipilih untuknya.Pengolahan air limbah adalah suatu

kombinasi dari proses fisik, biologis, dan kimiawi.

Kriteria penyelenggaraan sistem pengolahan air limbah adalah :

a. Kesehatan

Organisme patogen tidak boleh tersebar baik secara langsung maupun tidak

langsung. Proses pengolahan memiliki derajat pengolahan yang tinggi.

b. Penggunaan ulang

Proses pengolahan harus memberikan hasil yang aman untuk penggunaan

ulang (aquaculture dan pertanian).

c. Ekologis

Pembuangan air limbah ke dalam air permukaan tidak boleh melebihi kapasitas

pembersihan diri dari badan air penerima.

d. Gangguan

Bau yang ditimbulkan harus berada di bawah ambang batas.

e. Kebudayaan



Metoda yang dipilih untuk pengumpulan, pengolahan, dan penggunaan ulang

harus sesuai dengan kebiasaan dan keadaan sosial setempat.

f. Biaya

Diusahakan biaya yang dikeluarkan sehemat dan seefisien mungkin sehingga

masyarakat yang memakai instalasi pengolahan dapat membayar.

3) Penggunaan Ulang Air Limbah

Kelangkaan akan air yang umum terjadi di daerah tropis dan subtropis serta

tingginya biaya untuk membangun sistem penyediaan air yang baru merupakan

dua faktor utama yang mendorong bertambahnya kebutuhan untuk mengkonversi

sumber-sumber air dengan penggunaan ulang efluen atau dengan reklamasi efluen

untuk menghasilkan air yang dapat dipakai untuk distribusi, misalnya air pendingin.

Penggunaan ulang air buangan segar maupun sudah terolah untuk irigasi telah

dipakai secara meluas selama bertahun-tahun. Untuk masa sekarang, perhatian

ditujukan pada aquaculture dan penggunaan ulang efluen untuk keperluan kota

dan industri.



BAB III DASAR-DASAR PERENCANAAN

3.1. Jumlah Penduduk dan Kuantitas Air Buangan

Dalam merencanakan bangunan pengolah air buangan ada beberapa dasar

perencanaan yang harus diperhatikan. Terutama mengenai kuantitas air buangan yang

dipengaruhi oleh jumlah penduduk yang dilayani dan perlu dilakukan suatu prediksi

jumlah penduduk sesuai dengan periode tahun perencanaan, yaitu dengan metoda

proyeksi.

Metoda proyeksi yang digunakan adalah metoda Geometri, dan data hasil

proyeksi penduduk Kota Sumenep adalah sebagai berikut :

Tabel 3.1. Hasil proyeksi penduduk Kota Sumenep

Tahun Jumlah Penduduk 2000 123194 2001 123787 2002 124417 2003 125051 2004 125687 2005 126327 2006 126970 2007 127617 2008 128266 2009 128919 2010 129576 2011 130235 2012 130899 2013 131567 2014 132236

Sumber : Hasil perhitungan



Tabel 3.2. Proyeksi Fasilitas Umum Kota Sumenep

No 2001 2011 Fasilitas Jumlah Juml. Orang Fasilitas Jumlah Juml. Orang 1 Masjid 15 200 Masjid 17 200 2 Gereja 3 30 Gereja 4 30 3 Sekolah 20 150 Sekolah 24 150 4 Rumah Sakit 2 250 Rumah Sakit 3 250 5 Puskesmas 6 30 Puskesmas 7 30 6 Toko 124 40 Toko 143 40 7 Pasar 4 50 Pasar 5 50 8 Kantor 28 100 Kantor 33 100 9 Terminal 1 150 Terminal 2 150

10 Industri 4 200 Industri 6 200 Sumber : Hasil perhitungan

Kuantitas air buangan untuk suatu daerah terutama ditentukan oleh jumlah

penduduk, tingkat hidup, iklim dan kegiatan sehari-hari. Untuk keperluan rumah tangga

jumlah ini dipengaruhi jumlah pemakaian air untuk mandi, mencuci, memasak dan

keperluan minum tiap orang perhari. Disamping itu adanya kegiatan lain seperti

kegiatan perdagangan, perkantoran, industri dan lain sebagainya, maka jumlah

kuantitas air buangan ini akan semakin meningkat.

Dari data Sistem Penyaluran Air Buangan (SPAB) Kota Sumenep diperoleh

data kuantitas air buangan sebagai berikut :

Tabel 3.3. Pembagian blok pelayanan

BLOK DESA % Jumlah Penduduk

Blok I Kebonagung 85 5446 Blok II Pamolokan 55 5295

Karangduak 100 9646 Blok III Pamolokan 35 3369

Bungkal 90 5774 Blok IV Pandean 20 1747

Kebonagung 15 961 Babalan 10 690

Batuan 20 1481 Blok V Pandean 80 6988

Babalan 35 2415 Gedugan 10 559

Blok VI Babalan 55 3795 Gedugan 70 3914



Blok VII Kolor 40 4061 Gedugan 20 1118

Blok VIII Pangerangan 70 6137 Kepanjen 100 9255 Pejagalan 100 9422 Pamolokan 10 963 Bungkal 5 321

Blok IX Kolor 60 6091 Blok X Pabean 70 8220 Blok XI Pangerangan 30 2630

Kacongan 50 3108 Pabean 30 3523 Bungkal 5 321

Blok XII Kacongan 50 3108 Marega daya 100 6479

Bab XIII Batuan 80 5925 Sumber : Hasil perhitungan

Tabel 3.4. Pembagian fasilitas umum tiap blok pelayanan

No Fasilitas Blok I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII Total Unit1 Masjid 1 2 1 2 3 1 1 1 1 1 1 1 1 17 2 Gereja - 1 - 1 1 - - - 1 - - - - 4 3 Sekolah 1 3 1 3 4 1 2 2 1 2 1 2 1 24

4 Rumah Sakit - 1 - - 1 - - - - - - 1 - 3

5 Puskesmas - 1 - 1 1 - 1 - 1 - 1 1 - 7

6 Toko 6 18 7 16 21 6 10 9 14 9 10 12 5 143 7 Pasar - 1 - 1 1 - - 1 - - 1 - - 5 8 Kantor 2 5 1 4 5 2 2 2 2 2 2 3 1 33 9 Terminal - - - - 1 - - - - - 1 - - 2

10 Industri 1 - 1 - - 1 - - - 1 - - 1 5 Sumber : Hasil perhitungan

Untuk perencanaan ini, debit air buangan yang dihasilkan diasumsikan

sebesar 70% dari debit air bersih yang digunakan. Debit air bersih yang digunakan

untuk keperluan diperkirakan sebesar 150 lt/org/hari. Sedangkan untuk keperluan non

domestik yaitu:



Tabel 3.5. Asumsi pemakaian air bersih non domestik

Jenis Debit Asumsi JumlahFasilitas (l/org/hari) Pemakai

(org/unit) Masjid 30 200 Gereja 15 30

Rumah Sakit 200 150 Sekolah 20 250

Puskesmas 25 30 Toko 25 40

Kantor 30 50 Pasar 40 100

Terminal 20 150 Industri 350 200

Dan untuk tiap-tiap blok, kebutuhan air bersihnya untuk konsumsi domestik dibedakan

menjadi:

1. Sambungan Rumah (SR), dimana jumlah penduduk yang dilayani

diasumsikan 80% dari jumlah penduduk total blok tersebut. Dan kebutuhan air

untuk sambungan rumah adalah sebesar 150 lt/org/hari.

2. Kran Umum (KU), diasumsikan yang dilayani adalah 20% dari jumlah

penduduk blok itu. Dan kebutuhan airnya adalah 30 lt/org/hari.

Dan pada tahun 2011 jumlah penduduk yang dapat dilayani oleh PDAM diasumsikan

80%. Kemudian dari data-data dan ketentuan yang telah disebutkan, maka dapat

dilakukan perhitungan debit air buangan.

A. Konsumsi Domestik Contoh perhitungan untuk Blok I

• Jumlah penduduk : 5446 jiwa

• % penduduk terlayani : 80%

• Sambungan rumah : 80%;keb. airnya 150 lt/org/hari

• Kran umum : 20% ; keb. Airnya 30 lt/org/hari



Perhitungannya:

1. Sambungan Rumah (SR)

Q air bersih = 80% x JmPend. X 80% x 150 lt/org/hari

= 80% x 5446 x 80% x 150 lt/org/hari

= 522816 lt/hari = 6 lt/dt

Q air buangan = 70% x Q air bersih

= 70% x 6 lt/dt

= 4.2 lt/dt

2. Kran Umum (KU)

Q air bersih = 80% x JmPend. X 80% x Keb. Air

= 80% x 5446 x 80% x 30 lt/org/hari

= 26141 lt/hari = 0.3 lt/dt

Q air buangan = 70% x 0.3 lt/dt

= 0.21 lt/dt

3. Kebutuhan air domestik

Q domestik = Q sambungan rumah + Q kran umum

= 522816 + 26141

= 54897 lt/hari

= 6 lt/detik

Q air buangan domestik = 70% x 6 lt/dt

= 4.2 lt/dt

Dan untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:



Tabel 3.6. Keb. Air domestik dan buangan

BLOK JUMLAH % JML PDDK Q sr Qsr

buangan PENDDK TERLAYANI ( l/dt ) ( l/dt ) I 5446 80 4357 6.05 4.24 II 14941 80 11803 16.39 11.48 III 9143 80 7314 10.16 7.11 IV 4879 80 3903 5.42 3.79 V 9962 80 7970 11.07 7.75 VI 7709 80 6090 8.46 5.92 VII 5179 80 4040 5.61 3.93 VIII 26098 80 20878 29.00 20.30 IX 6091 80 4873 6.77 4.74 X 8220 80 6576 9.13 6.39 XI 9582 80 7570 10.51 7.36 XII 9587 80 7574 10.52 7.36 XIII 5925 80 4740 6.58 4.61

Q ku Q ku buangan Q dom Q dom buangan ( l/dt ) ( l/dt ) ( l/dt ) ( l/dt ) 0.30 0.21 6 4.2 0.82 0.57 17 12.05 0.51 0.36 11 7.47 0.27 0.19 6 3.98 0.55 0.39 12 8.14 0.42 0.30 9 6.22 0.28 0.20 6 4.12 1.45 1.01 30 21.31 0.34 0.24 7 4.97 0.46 0.32 10 6.71 0.53 0.37 11 7.73 0.53 0.37 11 7.73 0.33 0.23 7 4.84


B. Konsumsi Non Domestik Contoh perhitungan untuk Blok I

Q non domestik = Σ unit X Debit X Asumsi jml pemakai

Q masjid = 1 x 30 200 = 6000 lt/hari

Q sekolah = 1 x 20 x 250 = 10000 lt/hari



Q toko = 6 x 25 x 40 = 6000 lt/hari

Q kantor = 2 x 30 x 50 = 7000 lt/hari

Q industri = 1 x 350 x 200 = 70000 lt/hari

Total keseluruhan adalah 90000 lt/hari = 1.042 l/dtk

Q buangan non domestik = 1.042 x 70%

= 0.729 lt/dt


Tabel 3.7. Keb. Air non domestik dan buangan

Blok Debit Debit Debit Buangan Non Domestik Non Domestik Non Domestik (l/hari) (l/detik) (l/detik) I 90000 1.042 0.729 II 87700 1.015 0.711 III 89500 1.036 0.725 IV 54200 0.627 0.439 V 104700 1.212 0.848 VI 90000 1.042 0.729 VII 29750 0.344 0.241 VIII 32000 0.370 0.259 IX 29200 0.338 0.237 X 98000 1.134 0.794 XI 31750 0.367 0.257 XII 63250 0.732 0.512 XIII 87500 1.013 0.709


C. Kebutuhan Air Total

Contoh perhitungan untuk Blok I Q air bersih total = Q air domestik + Q non domestik

= 6 lt/dt + 1.042 lt/dt

= 7.042 lt/dt

Q air buangan total = 70% x Q air bersih total

= 70% x 7.042 lt/dt

= 4.929 lt/dt




Tabel 3.8. Keb. Air bersih dan buangan total

Blok Q domestik Q non

domestik Q air bersih

total Q air buangan

total (l/detik) (l/detik) (l/detik) (l/detik) I 6 1.042 7.042 4.929 II 17 1.015 18.015 12.611 III 11 1.036 12.036 8.425 IV 6 0.627 6.627 4.639 V 12 1.212 13.212 9.248 VI 9 1.042 10.042 7.029 VII 6 0.344 6.344 4.441 VIII 30 0.370 30.370 21.259 IX 7 0.338 7.338 5.137 X 10 1.134 11.134 7.794 XI 11 0.367 11.367 7.957 XII 11 0.732 11.732 8.212 XIII 7 1.013 8.013 5.609


Debit air buangan yang telah diperoleh diatas merupakan debit rata-rata (average).

Dan untuk selanjutnya dilakukan perhitungan fluktuasi air buangan sebagai berikut:

Contoh perhitungan untuk Blok I

• Luas = 272.25 ha

• Jumlah penduduk terlayani = 4357 jiwa

• Q domestik = 548.957 m3/hari

• Q non domestik = 90 m3/hari

Q average = Q domestik + Q non domestik

= 548.957 + 90

= 638.957 m3/hari

Berdasarkan grafik, didapatkan factor peak = 3.4

Q peak = Q ave x fp

= 638.957 m3/hari x 3.4



= 2172.454 m3/hari

Dan didapat pula faktor average infiltrasi = 5.6

Qaveinf = Luas x fav

= 272.25 x 5.6

= 1524.6 m3/hari

Q peak total = Q peak + Q average infiltrasi

= 2172.454 + 1524.6

= 3697.05 m3/hari

= 42.79 l/dt

Q minimum = xQavePx2.0

10005/1 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

= 957.638100043575/1

2.0

xx ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

= 171.53 m3/hari

= 1.985 l/dt

Dan untuk perhitungan blok-blok yang lain, dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:

Tabel 3.9. Debit air buangan tiap blok

Blok Jml

Pend Luas Q air

bersih Q air bersih Q air bersih Q air bersih Q Q

Terlayani (ha) Domestik Non domestik Domestik Non domestik Average Average (l/hari) (l/hari) (m3/hari) (m3/hari) (m3/hari) (m3/dt)I 4357 272.25 548957 90000 548.957 90 638.957 0.0074II 11803 225 1487227 87700 1487.227 87.7 1574.927 0.0182III 7314 247.5 921614 89500 921.614 89.5 1011.114 0.0117IV 3903 207.9 491803 54200 491.803 54.2 546.003 0.0063V 7970 222.75 1004170 104700 1004.17 104.7 1108.87 0.0128VI 6090 193.5 767354 90000 767.354 90 857.354 0.0099VII 4040 371.25 508992 29750 508.992 29.75 538.742 0.0062VIII 20878 348.75 2630678 32000 2630.678 32 2662.678 0.0308IX 4873 418.5 613973 29200 613.973 29.2 643.173 0.0074X 6576 162 828576 98000 828.576 98 926.576 0.0107XI 7570 299.25 953792 31750 953.792 31.75 985.542 0.0114XII 7574 497.25 954290 63250 954.29 63.25 1017.54 0.0118XIII 4740 173.5 597240 87500 597.24 87.5 684.74 0.0079



Peak Q Factor Q

Average Q Peak Q Peak Q Q Factor Peak Average Infiltrasi Total Total Minimum Minimum (m3/hari) Infiltrasi (m3/hari) (m3/hari) (L/dt) (m3/hari) (L/dt)

3.4 2172.454 5.60 1524.6 3697.05 42.790 171.530 1.985 3.1 4882.274 5.80 1305 6187.27 71.612 516.047 5.973 3.2 3235.565 5.70 1410.75 4646.31 53.777 301.066 3.485 3.3 1801.810 6.00 1247.4 3049.21 35.292 143.385 1.660 3.2 3548.384 5.80 1291.95 4840.33 56.022 335.894 3.888 3.3 2829.268 6.10 1180.35 4009.62 46.408 246.101 2.848 3.3 1777.849 4.80 1782 3559.85 41.202 142.458 1.649 3.0 7988.034 4.90 1708.875 9696.91 112.233 977.882 11.318 3.4 2186.788 4.60 1925.1 4111.89 47.591 176.570 2.044 3.2 2965.043 6.20 1004.4 3969.44 45.943 270.087 3.126 3.2 3153.734 5.30 1586.025 4739.76 54.858 295.477 3.420 3.2 3256.128 4.20 2088.45 5344.58 61.859 305.103 3.531 3.3 2259.642 6.10 1058.35 3317.99 38.403 186.944 2.164




BAB IV ALTERNATIF PERENCANAAN

4.1. Klasifikasi Pengolahan Air Buangan Pengolahan air buangan dapat diklasifikasikan berdasarkan proses pengolahan

dan tingkat pengolahannya.

A. Kalsifikasi berdasarkan proses pengolahan

a) Pengolahan secara fisik, dilakukan dengan maksud untuk menghilangkan

benda-benda fisik atau memperbaiki sifat-sifat fisik air buangan

Pengolahan secara fisik dapat dilakukan dengan :

• Screening (penyaringan)

• Sedimentasi

• Flokulasi

• Filtrasi

• Grit Chamber

• Comminutor

• Drying Bed

b) Pengolahan secara kimiawi, pengolahan yang menggunakan bahan-bahan

kimia untuk memperbaiki kualitas air buangan.

Pengolahan secara kimiawi dapat dilakukan dengan :

• Koagulasi

• Chemical Precipitation

• Disinfeksi (Chlorinasi)

c) Pengolahan secara biologis, dengan memanfaatkan mikroorganisme di dalam

proses pengolahan

Pengolahan biologis dapat dilakukan dengan :

• Trickling Filter

• Activated Sludge

• Lagoon

• Aerobic Stabilization Ponds



• Digestion

B. Klasifikasi berdasarkan tingkat pengolahan

a) Pengolahan primer, bertujuan untuk mengurangi kadar zat-zat yang terkandung

dalam air buangan dan membantu agar beban pada pengolahan sekunder tidak

terlalu berat. Pengolahan primer ini dapat mengurangi atau menurunkan

Suspended Solid (SS) sebesar 50-60 % dan BOD 25-30 % (Elwyn E. Seelye).

Unit-unit pengolahan dapat berupa :

• Sreen

• Comminutor

• Grit Chamber

• Sedimentasi

b) Pengolahan sekunder, merupakan proses pengolahan biologis dengan bantuan

mokroorganisme. Pengolahan sekunder ini dapat mengurangi SS sebesar 90 %

dan BOD sebesar 70-95 (Elwyn E. Seelye).

Unit-unit pengolahan dapat berupa :

• Trickling Filter

• Activated Sludge

• Stabilization Pond

c) Pengolahan tersier, dipergunakan untuk menghilangkan unsur-unsur tertentu

dalam air buangan yang tidak diinginkan seperti Nitrogen (N), Phosphor (P)

serta proses disinfeksi.

4.2. Alternatif Pengolahan

Ada beberapa alternatif pengolahan air buangan yang dapat dipilih sehubungan

dengan beban pengolahan yang harus diolah sehingga dapat menghasilkan efluen

yang sesuai dengan baku mutu air limbah yang ditentukan.

Adapun kriteria pemilihan suatu alternatif pengolahan adalah :

a) Efisiensi Pengolahan

Efisiensi pengolahan berhubungan dengan kemampuan proses tersebut dalam

mengolah air limbah.

b) Aspek Teknis



Aspek teknis meliputi kemudahan dari segi konstruksi, ketersediaan tenaga ahli,

untuk mendapatkan bahan-bahan konstruksi, operasi maupun pemeliharan.

c) Aspek ekonomis

Aspek ekonomis meliputi pembiayaan dalam hal konstruksi, operasi maupun

pemeliharaan dari instalasi bangunan pengolahan air buangan.

d) Aspek Lingkungan

Aspek lingkungan meliputi kemungkinan adanya gangguan terhadap penduduk dan

lingkungan, yaitu yang berhubungan dengan keseimbangan ekologis, serta

penggunaan lahan.

Flow diagram yang menjadi alternatif pengolahan adalah sebagai berikut :

Alternatif 1 (Oxidation Ditch) :

Keterangan :

1. Saluran Pembawa R Return Sludge

2. Sumur Pengumpul S1 Sludge dari Bak Pengendap I

3. Pompa S2 Sludge dari Secondary Clarifier

4. Bar Sreen F Resirkulasi Filtrat

5. Grit Chamber

6. Bak Ekualisasi

7. Bak Pengendap I

8. Oxidation Ditch

9. Secondary Clarifier

10. Disinfeksi

11. Sludge Drying Bed

Keuntungan :

• Mempunyai efisiensi removal BOD dan COD yang tinggi antara 80-85 %.

• Removal N tinggi (aerobic-anoxic).

5 6

11

10 8

9



• Dapat dimodifikasi sesuai karakteristik air buangan.

• Efluen yang dihasilkan lebih konstan / stabil (F/M ratio kecil sehingga terjadi

endogeneous respiration dan sludge yang dihasilkan lebih sedikit) dan tidak

tidak berbau.

• Penanganan dan pengolahan lumpur dapat diabaikan (dikurangi) karena

buangan lumpur relatif sedikit dan stabil, sehingga dapat langsung dikeringkan

dengan Sludge Drying Bed (SDB).

• Tidak terdapat gangguan serangga.

Kerugian :

• Memerlukan area yang luas.

• Tidak fleksibel untuk beban organik dan beban hidrolik yang tidak stabil

(bervariasi).

• Perlu tenaga terlatih untuk operasi pengolahannya.

Alternatif 2 (Trickling Filter) :

Keterangan : 1. Saluran Pembawa R Return Sludge

2. Sumur Pengumpul S1 Sluge dari Bak Pengendap I



5. Grit Chamber

6. Bak Ekualisasi

7. Bak Pengendap I

8. Trickling Filter

5 6 10 9

12 13 11

8




10. Disinfeksi

11. Thickener

12. Digester

13. Sludge Dryng Bed / Fiter Press

Keuntungan :

• Tidak terganggu adanya beban hidrolik dan organik.

• Mempunyai efisiensi pengolahan 60-80 %.

• Tidak memerlukan lahan yang luas.

• Kebutuhan oksigen tidak terlalu besar.

Kerugian :

• Kemungkinan timbulnya lalat (serangga).

• Efluen berbau.

• Perlu tenaga terlatih untuk operasi pengolahannya.

• Memerlukan pengolahan lumpur yang lengkap.

• Kehilangan tekanan cukup besar antara 1,8-3,6 atm.

Alternatif 3 (Aeration Tank) :

Keterangan :

1. Saluran Pembawa R Return Sludge

2. Sumur Pengumpul S1 Sluge dari Bak Pengendap I



5. Grit Chamber

5 6 10 9

12 13 11

8



6. Bak Ekualisasi

7. Bak Pengendap I

8. Aeration Tank


10. Disinfeksi

11. Thickener

12. Digester

13. Sludge Dryng Bed / Fiter Press

Keuntungan :

• Mempunyai efisiensi removal BOD tinggi antar 80-85 %.

• Dapat dimodifikasi sesuai karakteristik air buangan.

• Efluen tidak berbau.

• Terhindar dari gangguan lalat (serangga).

Kerugian :

• Memerlukan area yang luas.

• Memerlukan proses stabilisasi lumpur.

• Memerlukan tenaga profesional yang banyak dan terlatih.

• Tidak fleksibel terhadap variasi beban hidrolik.

4.3. Dasar Pemikiran Pemilihan Alternatif 4.3.1. Kriteria Pemilihan

Dalam menentukan criteria pemilihan ini, digunakan pertimbangan pada beberapa

aspek, yaitu:

1. Efisiensi Pengolahan

Ditujukan agar dapat dihasilkan efluen yang memenuhi persyaratan yang telah

ditentukan untuk dikembalikan ke badan air atau dimanfaatkan kembali.

2. Aspek Teknis

a. Segi konstruksi

Menyangkut teknis pelaksanaan, ketersediaan tenaga ahli, kemudahan material

konstruksi, dan instalasi bangunan.

b. Segi Operasi dan Pemeliharaan



Menyangkut ketersediaan tenaga ahli, kemudahan pengoperasian dan

pemeliharaan instalasi.

3. Aspek Ekonomis

Menyangkut masalah financial atau pembiayaan dalam hal konstruksi, operasi dan

pemeliharaan IPAL.

4. Aspek Lingkungan

Kemungkinan terjadinya gangguan yang dirasakan penduduk akibat

ketidakseimbangan faktor ekologis.

4.3.2. Alternatif Pengolahan Terpilih

Dari analisa-analisa yang dilakukan pada masing-masing alternative, maka dipilih

alternative pengolahan 3 (tiga), yaitu pengolahan biologis dengan menggunakan

complete – mix activated sludge.

Pemilihan ini didasarkan pada efisiensi removal BOD yang tinggi serta dapat

dimodifikasi sesuai dengan karakteristik air buangan.

4.4. Mass Balance

Dari alternative pengolahan yang terpilih, maka dilakukan perhitungan mass balance.

Mass Balance Dengan Oxidation Ditch

Efisiensi removal tiap unit pengolahan yang dapat dicapai dengan

menggunakan Oxidation Ditch dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Efisiensi removal unit pengolahan

Efisiensi removal (%) Unit Pengolahan

BOD COD SS P Org-N NH3-N

Bar screen - - - - - -

Grit chamber 10 5 5 - - -

Pengendapan pertama 30 – 40 30 - 40 50 - 65 10 - 20 10 - 20 -



Oxidatiopn Ditch 75 – 95 80 - 85 80 - 90 10 - 25 15 - 50 -

(Sumber : Metcalf & Eddy. 1981. Waswater Ingineering : Collection and Pumping of Wastewater. Hal 170)

Perhitungan mass balance :

Data awal :

Qp = 0,487 m3/detik = 42056,97 m3/hari

[BOD] = 220 mg/L

BOD M = [BOD] x Qp = 220 mg/L x 42056,97 m3/hari = 9252,53 kg/hari

[COD] = 500 mg/L

COD M = [COD] x Qp = 500 mg/L x 42056,97 m3/hari = 21028,49 kg/hari

[SS] = 220 mg/L

SS M = [SS] x Qp = 220 mg/L x 42056,97 m3/hari = 9252,53 kg/hari

[N] = 40 mg/L

N M = [N] x Qp = 40 mg/L x 42056,97 m3/hari = 1682,28 kg/hari

[P] = 8 mg/L

P M = [P] x Qp = 8 mg/L x 42056,97 m3/hari = 336,46 kg/hari

1. Grit Chamber

Kemampuan meremoval : BOD = 10 % SS = 5 % P = -

COD = 5 % N = -

Yang keluar dari Grit Chamber (out) :

BODM’ = 9252,53 x (100 - 10) % = 8327,28 kg/hari

CODM’ = 21028,49 x (100 - 5) % = 19977,07 kg/hari

SSM’ = 9252,53 x (100 - 5) % = 8789,90 kg/hari

NM’ = = 1682,28 kg/hari

PM’ = = 336,46 kg/hari

Yang menjadi sludge (waste) :

BODM = 9252,53 – 8321,28 = 931,25 kg/hari

CODM = 21028,49 – 19977,07 = 1051,42 kg/hari

SSM = 9252,53 – 8789,90 = 462,63 kg/hari

NM = = 0 kg/hari

PM = = 0 kg/hari

Efluen Grit Chamber :



[BOD] = mg/L 198 1000 x 97,42056

8327,28 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==

[COD] = mg/L 475 1000 x 97,42056

19977,07 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 209 1000 x 97,42056

8789,9 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[P] = 40 mg/l

[N] = 8 mg/l

2. Primary Clarifier (Pengendap pertama)

Kemampuan meremoval : BOD = 35 % SS = 65 % P = 20 %

COD = 35 % N = 15 %

Yang keluar dari primary clarifier (out) :

BODM’ = 8327,28 x (100 - 35) % = 5412,73 kg/hari

CODM’ = 19977,07 x (100 - 35) % = 12985,1 kg/hari

SSM’ = 8789,9 x (100 - 65) % = 3076,47 kg/hari

NM’ = 1682,28 x (100 - 15) % = 1429,94 kg/hari

PM’ = 336,46 x (100 - 20) % = 269,17 kg/hari


BODM = 8327,28 – 5412,73 = 2914,55 kg/hari

CODM = 19977,07 – 12985,1 = 6991,97 kg/hari

SSM = 8789,9 – 3076,47 = 5713,43 kg/hari

NM = 1682,28 – 1429,94 = 252,34 kg/hari

PM = 336,46 – 269,17 = 67,29 kg/hari

Qwaste : Berat solid = 6 % dari lumpur

Massa lumpur = g/hari83,952235713,43x 6

100'SSx

6100

M k==

Volume lumpur = /harim 69,901000 x 05,1

83,95223lumpur jenisberat

lumpur massa 3==

Qefluen = Qinfluen – Qlumpur = 42056,97 – 90,69 = 41966,28 m3/hari

Efluen primary clarifier :

[BOD] = mg/L 128,98 1000 x 28,41966

5412,73 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==



[COD] = mg/L 309,42 1000 x 28,41966

12985,1 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 31,73 1000 x 28,41966

3076,47 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[N] = mg/L 34,07 1000 x 28,41966

1429,94 1000 x

Q'N

efluen

M ==

[P] = mg/L 6,41 1000 x 28,41966

269,17 1000 x

Q'P

efluen

M ==

3. Oxidation Ditch & Secondary Clarifier


COD = 80 % N = 30 %

Yang keluar dari secondary clarifier (out) :

BODM’ = 5412,73 x (100 - 90)% = 541,27 kg/hari

CODM’ = 12985,1 x (100 - 80)% = 2597,02 kg/hari

SSM’ = 3076,47 x (100 - 90)% = 307,65 kg/hari

NM’ = 1429,94 x (100 - 30)% = 1000,96 kg/hari

PM’ = 269,17 x (100 - 25)% = 201,88 kg/hari


BODM = 5412,73 - 541,27 = 4871,46 kg/hari

CODM = 12985,1- 2597,02 = 10388,08 kg/hari

SSM = 3076,47 - 307,65 = 2768,82 kg/hari

NM = 1429,94 - 1000,96 = 428,98 kg/hari

PM = 269,17 - 201,88 = 67,29 kg/hari


Massa lumpur = kg/hari 461472768,82x 6

100'SSx

6100

M ==


46147lumpur jenisberat

lumpur massa 3==

Volume Lumpur yang diresirkulasikan sebesar 75 %

= 75 % x 43,95 m3/hari

= 32,96 m3/hari




Efluen secondary clarifier :

[BOD] = mg/L 12,88 1000 x 01,42024

541,27 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==

[COD] = mg/L 61,8 1000 x 01,42024

2597,02 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 7,32 1000 x 01,42024

307,65 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[N] = mg/L 23,82 1000 x 01,42024

1000,96 1000 x

Q'N

efluen

M ==

[P] = mg/L 4,8 1000 x 01,42024

201,88 1000 x

Q'P

efluen

M ==

Mass Balance Dengan Trickling Filter


menggunakan Tricling Filter dapat dilihat pada Tabel 4.2.






Pengendapan pertama 30 – 40 30 - 40 50 - 65 10 - 20 10 - 20 -

Trickling Filter 65 – 80 60 - 70 60 - 85 15 - 50 8 - 12 -



Data awal :

Qp = 0,487 m3/detik = 42056,97 m3/hari

[BOD] = 220 mg/L


[COD] = 500 mg/L




[SS] = 220 mg/L


[N] = 40 mg/L


[P] = 8 mg/L

P M = [P] x Qp = 8 mg/L 42056,97 x m3/hari = 336,46 kg/hari

1. Grit Chamber


COD = 5 % N = -


BODM’ = 9252,53 x (100 - 10) % = 8327,28 kg/hari

CODM’ = 21028,49 x (100 - 5) % = 19977,07 kg/hari

SSM’ = 9252,53 x (100 - 5) % = 8789,90 kg/hari

NM’ = = 1682,28 kg/hari

PM’ = = 336,46 kg/hari


BODM = 9252,53 – 8321,28 = 931,25 kg/hari

CODM = 21028,49 – 19977,07 = 1051,42 kg/hari

SSM = 9252,53 – 8789,90 = 462,63 kg/hari

NM = = 0 kg/hari

PM = = 0 kg/hari


[BOD] = mg/L 198 1000 x 97,42056

8327,28 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==

[COD] = mg/L 475 1000 x 97,42056

19977,07 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 209 1000 x 97,42056

8789,9 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[P] = 40 mg/l

[N] = 8 mg/l





COD = 35 % N = 15 %


BODM’ = 8327,28 x (100 - 35) % = 5412,73 kg/hari

CODM’ = 19977,07 x (100 - 35) % = 12985,1 kg/hari

SSM’ = 8789,9 x (100 - 65) % = 3076,47 kg/hari

NM’ = 1682,28 x (100 - 15) % = 1429,94 kg/hari

PM’ = 336,46 x (100 - 20) % = 269,17 kg/hari


BODM = 8327,28 – 5412,73 = 2914,55 kg/hari

CODM = 19977,07 – 12985,1 = 6991,97 kg/hari

SSM = 8789,9 – 3076,47 = 5713,43 kg/hari

NM = 1682,28 – 1429,94 = 252,34 kg/hari

PM = 336,46 – 269,17 = 67,29 kg/hari



100'SSx

6100

M k==



lumpur massa 3==



[BOD] = mg/L 128,98 1000 x 28,41966

5412,73 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==

[COD] = mg/L 309,42 1000 x 28,41966

12985,1 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 31,73 1000 x 28,41966

3076,47 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[N] = mg/L 34,07 1000 x 28,41966

1429,94 1000 x

Q'N

efluen

M ==

[P] = mg/L 6,41 1000 x 28,41966

269,17 1000 x

Q'P

efluen

M ==



3. Tricling Filter


COD = 70 % N = 10 %

Yang keluar dari secondary clarifier (out) :

BODM’ = 5412,73 x (100 - 70)% = 1623,82 kg/hari

CODM’ = 12985,1 x (100 – 70)% = 3895,53 kg/hari

SSM’ = 3076,47 x (100 - 75)% = 769,12 kg/hari

NM’ = 1429,94 x (100 - 10)% = 1286,95 kg/hari

PM’ = 269,17 x (100 - 15)% = 228,79 kg/hari


BODM = 5412,73 - 1623,82 = 3788,91 kg/hari

CODM = 12985,1 - 3895,53 = 9085,57 kg/hari

SSM = 3076,47 - 769,12 = 2307,35 kg/hari

NM = 1429,94 - 1286,95 = 142,99 kg/hari

PM = 269,17 - 228,79 = 40,38 kg/hari


Massa lumpur = kg/hari 83,384552307,35x 6

100'SSx

6100

M ==



lumpur massa 3==


Efluen secondary clarifier :

[BOD] = mg/L 73,38 1000 x 66,41929

1623,82 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==

[COD] = mg/L 92,91 1000 x 66,41929

3895,53 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 18,34 1000 x 66,41929

769,12 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[N] = mg/L 30,69 1000 x 66,41929

1286,95 1000 x

Q'N

efluen

M ==

[P] = mg/L 5,46 1000 x 66,41929

228,79 1000 x

Q'P

efluen

M ==



Mass Balance Dengan Tangki Aerasi ( Activated Sludge Process )


menggunakan Tangki Aerasi ( ASP ) dapat dilihat pada Tabel 4.3.






Pengendapan pertama 30 - 40 30 - 40 50 - 65 10 - 20 10 - 20 -

Tangki Aerasi ( ASP ) 75 - 95 80 - 85 80 - 90 10 - 25 15 - 50 -



Data awal :

Qp = 0,487 m3/detik = 42056,97 m3/hari

[BOD] = 220 mg/L


[COD] = 500 mg/L


[SS] = 220 mg/L


[N] = 40 mg/L


[P] = 8 mg/L

P M = [P] x Qp = 8 mg/L 42056,97 x m3/hari = 336,46 kg/hari

1. Grit Chamber


COD = 5 % N = -




BODM’ = 9252,53 x (100 - 10) % = 8327,28 kg/hari

CODM’ = 21028,49 x (100 - 5) % = 19977,07 kg/hari

SSM’ = 9252,53 x (100 - 5) % = 8789,90 kg/hari

NM’ = = 1682,28 kg/hari

PM’ = = 336,46 kg/hari


BODM = 9252,53 – 8321,28 = 931,25 kg/hari

CODM = 21028,49 – 19977,07 = 1051,42 kg/hari

SSM = 9252,53 – 8789,90 = 462,63 kg/hari

NM = = 0 kg/hari

PM = = 0 kg/hari


[BOD] = mg/L 198 1000 x 97,42056

8327,28 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==

[COD] = mg/L 475 1000 x 97,42056

19977,07 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 209 1000 x 97,42056

8789,9 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[P] = 40 mg/l

[N] = 8 mg/l



COD = 35 % N = 15 %


BODM’ = 8327,28 x (100 - 35) % = 5412,73 kg/hari

CODM’ = 19977,07 x (100 - 35) % = 12985,1 kg/hari

SSM’ = 8789,9 x (100 - 65) % = 3076,47 kg/hari

NM’ = 1682,28 x (100 - 15) % = 1429,94 kg/hari

PM’ = 336,46 x (100 - 20) % = 269,17 kg/hari


BODM = 8327,28 – 5412,73 = 2914,55 kg/hari



CODM = 19977,07 – 12985,1 = 6991,97 kg/hari

SSM = 8789,9 – 3076,47 = 5713,43 kg/hari

NM = 1682,28 – 1429,94 = 252,34 kg/hari

PM = 336,46 – 269,17 = 67,29 kg/hari



100'SSx

6100

M k==



lumpur massa 3==



[BOD] = mg/L 128,98 1000 x 28,41966

5412,73 1000 x

Q'BOD

efluen

M ==

[COD] = mg/L 309,42 1000 x 28,41966

12985,1 1000 x

Q'COD

efluen

M ==

[SS] = mg/L 31,73 1000 x 28,41966

3076,47 1000 x

Q'SS

efluen

M ==

[N] = mg/L 34,07 1000 x 28,41966

1429,94 1000 x

Q'N

efluen

M ==

[P] = mg/L 6,41 1000 x 28,41966

269,17 1000 x

Q'P

efluen

M ==

3. Tangki Aerasi ( Activated Process )

Direncanakan :

k = 5 / hari

y = 0,6 mg VSS / mg BOD5

kd = 0,06 / hari

θc = 10 hari

Xr = 10000 mg/l ( sebagai MLSS ) dan 8000 mg/l ( sebagai MLVSS)

MLSS = 2000 mg/l

MLVSS/MLSS= 0,8

Qr/Q = 0,25 – 0,75



BOD efluen yang diinginkan = 20 mg/l

TSS efluen ytang diinginkan = 100 mg/l

Q influen = 42056,97 m3/hari

Perhitungan :

• BOD5 terlarut di efluen tangki aerasi

BOD5 = 68 % BOD ultimate

BOD solid = 65 % biodegradable

= 20 mg/l x 0,65 x 0,68 x 1,42 mg O2 / mg sel

= 12,55 mg/l

BOD terlarut di efluen ( lolos ) = 20 mg/l – 12,55 mg/l

= 7,45 mg/l

Efisiensi = %1009,128

45,79,128 x−

= 94,2 %

• Rasio resirkulasi Lumpur

X ( Qr + Q ) = ( Qr x Xr ) + ( Qin x Xin )

2000 Q + 2000 Qr = 8000 Qr

Qr / Q = 0,33

Qr = 0,33 x 42056,97 m3/hari

= 13878,8 m3/hari

Q influen tangki aerasi = Q + Qr

= 42056,97 + 13878,8

= 55935,77 m3/hari

• Volume tangki aerasi

).1().(..

ckdXSSoQcyVr

θθ

+−

=

= )10.06,01(2000

)45,79,128.(77,55935.10.6,0+

−

= 12737,62 m3

• Yobs = ckd

yθ.1+



= 10.06,01

6,0+

= 0,375

• Produksi Lumpur ( Px )

Px = 1000

).(. SSoQYobs −

= 1000

)45,79,128.(77,55935.375,0 −

= 2547,52 kg/hari ( sebagai MLVSS )

Px ( MLSS ) = 2547,52 / 0,8

= 3184,4 kg/hari

• Total Solid Waste

= Px ( MLSS ) – SS removed

= 3184,4 – ( 55935,77 x 20 x 10-6 x 103 )

= 2065,68 kg/hari

• Qw = Total solid waste MLSS

= 3/5,2/68,2065mkg

harikg

= 826,27 m3/hari

• Q efluen = Q influen – Qw

= 55935,77 – 826,27

= 55109,5 m3/hari

• Removal COD = 85 %

COD efluen = 15 % x 12985,1 kg/hari

= 1947,77 kg/hari

COD waste = 85 % x 12985,1 kg/hari

= 11037,34 kg/hari



[ COD ef ] = harimharikg

/5,55109/77,1947

3

= 35,34 mg/l

• Removal P = 25 %

P efluen = 75 % x 269,17 kg/hari

= 201,88 kg/hari

Pw = 25 % x 269,17 kg/hari

= 67,29 kg/hari

[ P efluen ] = harim

harikg/5,55109

/88,2013

= 3,66 mg/l

• Removal N = 50 %

N efluen = 50 % x 1429,94 kg/hari

= 714,97 kg/hari

Nw = 50 % x 1429,94 kg/hari

= 714,97 kg/hari

[ N efluen ] = harim

harikg/5,55109

/97,7143

= 12,97 mg/l



BAB V PRELIMINARY SIZING

5.1. SUMUR PENGUMPUL DAN POMPA

Direncanakan:

- Dibuat 1 sumur pengumpul

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

- Q peak = 0,487 m3/dt

Perhitungan:

Q sumur pengumpul

Q = ikdet/m 487,01487,0

sumur peak Q 3==

Σ

Volume sumur pengumpul

V = Q x td

= 0,487 m3/detik x 5 menit x 60 detik/menit

= 146,1 m3

Luas area sumur pengumpul

Direncanakan:

h = 2,5 m

P : L = 3 : 2

A = 2m 58,4 2,5

146,1

hv

==

Dimensi sumur pengumpul

A = P : L

58,4 m2 = 3/2L . L

L2 = 38,9 m

L = 6,24 m

P = 3/2L

= 3/2 . 6,24

= 9,36 m



5.2. Screening ( Bar Screen )

Direncanakan bar screen dipasang pada sebuah saluran yang menghubungkan antara

sumur pengumpul dan grit chamber.

Direncanakan:

- lebar = 1 meter

- panjang = 3 meter

Jadi luas untuk bar screen adalah:

L = panjang x lebar

= 3 meter x 1 meter

= 3 m2

5.3. Grit Chamber

Direncanakan:

- digunakan grit chamber tipe horizontal flow

- dibuat satu grit chamber dengan proportional weir

- kecepatan horizontal (Vh) = 0,3 m/detik

- diameter partikel minimal yang diendapkan = 0,2 mm (65 mesh)

- suhu 250C = ν = 0,8774.10-2 cm/detik

- Ss grit = 2,65

Perhitungan:

Q channel

Q = 1

m 0,487

channel peak Q 3

=Σ

= 0,487 m3/detik

Luas penampang (A)

A = 0,3

0,487

bA=

= 1,62 m2

Direncanakan b = 2 m

h = 2

1,62

ba=

= 0,81 m



Kecepatan pengendapan partikel (Vs)

Vs = 22 (0,02) . 1) - (2,65 . 0,008774) . (18981

dp . 1) - (Ss . v). (18

g=

= 4,1 cm/detik

= 0,041 m/dt

Surface area (As)

As = 0,0410,487

VsQ

=

= 11,878 m2

Panjang bak (P)

P = 2

11,878

bAs

=

= 5,9 m

5.4. Bak Pengendap I (Zona Setling)

Direncanakan:

- dibuat 4 buah bak pengendap I

- waktu detensi (td) = 1,5 jam

Perhitungan:

Debit masing-masing bak (Q)

Q tiap bak = 4

0,487

bak peak Q

=Σ

= 0,122 m3/dtk

Volume masing-masing bak (V)

V = Q . td

= 0,122 m3/dtk x 1,5 jam x 3600 dt/jam

= 658,8 m3

Dimensi bak

H = 1/12 . L0,8

B : h = 1 : 4

V = b x L x h

658,8 = 1/4L x L x 1/12 x L0,8

658,8 = 0,02L0,8



L2,8 = 32940

L = 41 m

B = 1/4L

= ¼ . 41

= 10 m

h = 1/12 . L0,8

= 1/12 . (41)0,8

= 1,6 m

5.5. Activated Sludge

Direncanakan:

Q peak = 0,487 m3/detik

Q average = 0,153 m3/detik

Q max = Q average x faktor max-day

= 0,153 x 1,2 = 0,1836 m3/detik

θc = 10 hari

Q max = 0,1836 m3/s = 15863,04 m3/hari

Y = 0,5

So = 128,9 mg/l

S = 6,2 mg/l

X ( MLVSS ) = 2500 mg/l

MLSS = 3000 mg/l

X resirkulasi = 10000 mg/l

Kd = 0,06 / hari

Perhitungan:

Volume reactor

V = ) c . Kd 1 ( X

) S - So ( . Y . Q . cθ

θ+

= ) ) hari 10 . hari / 0,06 ( 1 ( 2500

mg/l ) 6,2 - 128,9 ( . 0,5 . /harim 15863,04 . hari 10 3

+

= 2433 m3



Direncanakan terdiri dari 2 tangki aerasi

V tiap tangki = 2433 m3 : 2

= 1216,5 m3

Dimensi tangki aerasi

- Kedalaman ( H ) = 5 m

- L : W = 2 : 1

- V = L x W x H

= 2W x W x H

1216,5 m3 = 2W2 x 5

W = 10 m

L = 20 m

Freeboard = 0,5 m

5.6. Secondary Clarifier

Direncanakan:

- terdiri dari 4 unit clarifier

- Q peak = 0,487 m3/detik

- Q average = 0,153 m3/detik

- Q max = 0,153 x 1,2 = 0,1836 m3/detik

Diketahui:

X = 3000 mg/l

Sf = 2 kg/m2.jam

Perhitungan:

• Q tiap clarifier = 04,04

1863,0= m3/detik

• A surface = 2300004,0 x

= 60 m2

• Diameter clarifier = 2/1

14,3604

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ x

= 8,7 m ≈ 9 m



5.7. Desinfeksi

Perencanaan yang digunakan :

- menggunakan Round the end horizontal baffle

- terbuat dari beton (n = 0,015)

- dosis chlorine = 5 mg/l

Perhitungan:

Dosis chlorine untuk desinfeksi

Dosis = 5 mg/l x 0,487 m3/dt x 86400 dt/hari = 210,384 kg/hari ≈ 210 kg/hari

Ca(OCl)2 yang dibutuhkan = kg/hari 300 7,0

kg/hari 210=

Dimensi bak kontak chlorine

Volume bak = Q x td = 0,487 m3/dt x 20 menit x 60 dt/menit = 584,4 m3

Panjang round the end = VH x td = 3 m/menit x 20 menit = 60 m

Dimensi bak : P = 60 m H = 2,2 m

L = 4,4 m free board = 0,3 m

Jumlah saluran = 14 13,64 m 4,4m 60

LP

≈==

Lebar tiap saluran = m 4,29 14

m 60 =

5.8. Thickener

Diketahui:

- berat solid = 4545,63 kg/hari

- direncakan satu unit sludge thickener

- solid loading = 50 kg/m2.jam

Perhitungan:

- Luas permukaan (As)

As = 50

63,4545 = 90,91 m2

- Diameter thickener



D = 2/191,904

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

πx

= 10,76 m

5.9. Sludge Digester

Diketahui:


- berat Lumpur = 30825,7 kg/hari

- kadar solid = 7%

- kadar air = 93%

Direncanakan:

- kadar air di sludge digester 90% dalam waktu 15 hari

- dibuat 2 unit sludge digester

Perhitungan:

Kapasitas tangki:

B = xWxtWm

atxv−

−1

)2(0005,0

Dimana:

B = kapasitas tangki

at = fraksi volatile solid yang terurai

v = fraksi volatile solid yang masuk

w = berat solid yang masuk

Wm = kadar air rata-rata

t = digestion time

Asumsi:

at =50%

v = 70%

B = 1563,4545%5,911

%)70%502(0005,0xx

x−−

= 661,79 m3



Dimensi tangki

Direncanakan digester berbentuk lingkaran ; dengan h = 2 m

A = 895,3302

79,661= m2

D = 2/1895,3304

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

πx

= 20,5 m

5.10. Sludge Drying Bed


- berat lumpur = 3187,44 kg/hari

- volume lumpur = 62,5 m3/hari

- kadar solid = 12 %

- kadar air = 88 %

- menggunakan 2 unit sludge drying bed yang tiap unit terdiri dari 10 cell

- waktu pengeringan = 10 hari

Perhitungan sludge drying bed :

Dimensi bed

Produksi lumpur dalam 1 hari dikeringkan dengan menggunakan 2 cell dalam 1

unit sludge drying bed.

Volume cake kering : V1 = S - 1

) - (1 x Vρρ

= /harim 30 0,75 - 1

0,88) - (1 x /harim 62,5 33

=

Volume cake kering tiap cell = 33

m 15 2m 30

=

Volume cake kering tiap bed (10 cell) = 10 x 15 m3 = 150 m3

Luas permukaan cell = 23

m 50 m 0,3

m 15= → diperoleh P = 8 m dan L = 6,25 m

Volume tiap bed = 33

m 312,5 2

hari 10 x /harim 62,5=



Kedalaman air = ( ) m 0,325

m) 8 x (2 x m) 6,25 x (5m 150 - 312,5 3

=

Sehingga :

Dimensi cell : P = 8 m Kedalaman = 0,3 m

L = 6,25 m

Dimensi bed : P = 5 x 6,25 m = 31,25 m

L = 2 x 8 m = 16 m

Kedalaman = 0,45 m + 0,3 m + 0,325 m = 1,075 m

Free board = 0,225 m



BAB VI PRELIMINARY TREATMENT

6.1. Saluran Pembawa

Kriteria Desain:

Bentuk saluran direncanakan berbentuk bulat dengan bahan dari pipa beton (n

= 0,013)

Kecepatan aliran berkisar antara 0,3 – 2 m/dt

Slope saluran 0,0008 – 0,0033, diambil 0,003 (Sumber : Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering Collection & Pumping)

Data Perencanaan:


Q ave = 0,153 m3/detik

Q min = 0,047 m3/detik

Perhitungan:

Pada saat Q peak, masih tersisa tinggi renang = 0,1 ; maka

d/D = 0,9 k = 0,44 (Sumber : Tabel 2.4, Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering)

Persamaan:

Q = (k/n) . d8/3 . S1/2, sehingga untuk Q peak / Q full

d peak = 8/3

2/1

8/3

2/1 )003,0013,0/44,0(487,0

)/( ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

xnxSkQpeak

= 0,6 m

Jadi:

D = d peak / 0,9

= 0,6 / 0,9

= 0,66 m



Dengan diameter yang sama dapat dicari d min untuk Q min sebagai berikut:

Q = (k/n) . d8/3 . S1/2

Jadi:

K = Q min x ).( 2/13/8 Sd

n

= 0,047 x 2/13/8 )003,0.()6,0(013,0

= 0,044

Berdasarkan tabel 2.4, Metcalf and Eddy Wastewater Engineering, dengan nilai k =

0,044, maka d/n = 0,3, sehingga:

d min = 0,3 x D

= 0,3 x 0,66 m

= 0,19 m

6.2. Sumur Pengumpul

Penggunaan sumur pengumpul pada pengolahan pendahuluan ini berfungsi

untuk :

a. Menampung air buangan dari saluran pembawa yang kedalamannya dibawah

permukaan instalasi pengolahan air buangan.

b. Menstabilkan variasi debit dan konsentrasi air buangan yang akan masuk ke

bangunan pengolah air buangan.

c. Mengatasi masalah operasional yang dapat disebabkan oleh variasi debit dan

konsentrasi air buangan.

d. Meningkatkan proses kinerja pada saat keadaan down stream.

Perencanaan sumur pengumpul :

- berbentuk segi empat

- waktu detensi (td) ≤ 10 menit untuk menghindari terjadinya pengendapan lumpur

- QMin = 0,047 m3/detik = 2,82 m3/menit

QPeak = 0,487 m3/detik = 29,22 m3/menit

- jarak pompa ke dinding = 0,5 m

- jarak antara pompa = 0,6 m

- diameter pompa = 1,2 m



- panjang sumur pengumpul = 6,5 m

- ketinggian air dalam sumur pengumpul = 0,78 m

- free board = 0,3 m

Perhitungan sumur pengumpul :

Lebar sumur pengumpul :

L = (2 x jarak pompa ke dinding) + (2 x diameter) + jarak antar pompa

= (2 x 0,5) m + (2 x 1,2) m + 0,6 m

= 4 m

Volume sumur pengumpul :

Volume = P x L x H = 6,5 m x 4 m x 0,78 m = 20,28 m3

Cek waktu detensi :

saat QMin ; menit 7,19 /menitm 82,2m 28,20

Qvolume

td 3

3

=== ….. ≤10 menit (ok !)

saat QPeak ; menit 0,69 /menitm 22,29m 28,20

Qvolume

td 3

3

=== …..≤10 menit (ok !)

Dimensi sumur pengumpul :

Panjang (P) = 6,5 m Kedalaman (H) = 0,78 m

Lebar (L) = 4 m Free board = 0,3 m

6.3. Pompa

Air buangan yang dimasukkan ke dalam sumur pengumpul dinaikkan menuju

bangunan pengolahan air buangan dengan menggunakan pompa. Jenis pompa yang

dapat digunakan adalah pompa yang tidak akan tersumbat oleh partikel terbesar dari

air buangan atau oleh kepekatan lumpur.

Pompa yang digunakan adalah jenis pompa Screw pump. Pompa ini

didasarkan pada prinsip dimana batang besi yang berputar , disesuaikan dengan satu,

dua, atau lebih helical blade yang berputar dengan kemiringan tertentu yang akan

mendorong air buangan naik ke atas. Keuntungan pompa ini bila dibandingkan dengan

jenis lainnya :



1. Pompa ini dapat memompa padatan yang besar tanpa dikhawatirkan akan terjadi

penyumbatan.

2. Pompa ini dapat beroperasi pada kecepatan yang konstan dengan variasi debit

yang besar dan memiliki efisiensi yang cukup baik.

Kriteria desain screw pump :

Tabel 6.1 Kriteria desain Screw pump

Parameter Range

Diameter screw (m)

Kapasitas debit (m3/dt)

Sudut kemiringan, α (derajat)

Head total (m)

0,3 – 3

0,01 – 3,2

30 – 38

9



- digunakan 2 pompa, 1 pompa operasi dan 1 pompa cadangan yang digunakan

secara bergantian

- sudut kemiringan pompa ( α ) = 300

- QMin = 0,047 m3/detik = 2,82 m3/menit

QPeak = 0,487 m3/detik = 29,22 m3/menit

Perhitungan screw pump :

Dengan menggunakan α =300, dari data teknis screw pump diperoleh :

untuk QMin ; n = 75 rpm ; D = 550 m ; H2 = 4,5 m

untuk QPeak ; n = 44 rpm ; D = 1200 m ; H2 = 5,6 m

Kedalaman air di sumur pengumpul :

h1 = m 78,030 Cos x m) (1,2 x 43 Cos x D x

43 0 ==α

Kedalaman air di discharge :

m 0,3 4

m 1,2 4D h ===Δ

Total head pompa :

H = H2 + h1 – Δh = 5,6 m + 0,78 m – 0,3 m = 5,12 m

Power pompa pada efisiensi 70 % :



P = )efluen

Q x H x gr x ( 2

P = Kwh 38,22 7,0

/dtm 0,487 x m 5,6 x m/dt 9,81 x kg/m 1000 323

=

Gambar 6.1 Sketsa sumur pengumpul dan pompa.

6.4. Saluran Penerima dan Bar Screen

Saluran penerima ini berfungsi untuk menerima air yang dipompa dari sumur

pengumpul untuk diteruskan ke unit pengolahan lainnya. Pada saluran penerima ini

terdapat screen untuk proses penyaringan.

Perhitungan :

A. SALURAN PENERIMA / PIPA OUTFALL

Q peak = 0,487 m3/s

Kecepatan ( v ) direncanakan = 0,8 m/s

Diameter pipa :

- A = Q / V

= 0,487 / 0,8

= 0,61 m2

- D = ( 4 . A / π )0,5

= ( 4 . 0,61 / π )0,5

300

0,55 m

0,78 m

5,6 m

6,5 m

Screw pump



= 0,88 m = 0,9 m

Cek kecepatan

- V = Q / A

= 0,487 / ( ¼ .π. 0,92 )

= 0,77 m/s

B. SALURAN PADA BAR SCREEN

Saluran terbuat dari beton dengan n = 0,013

Bentuk saluran segi empat

Kecepatan dalam saluran = ( 0,1 – 0,6 ) m/s

Slope maksimum = 0,001 m/m

Lebar dasar saluran ( B ) = 1,0 m

Kedalaman ( h ) = 0,8 m ; freeboard = 0,2 m

Luas efektif ( A )

A = B x h

= 1,0 x 0,8

= 0,8 m2

Keliling basah ( P )

P = B + 2h

= 1,0 + ( 2.0,8 )

= 2,6 m

Jari-jari hidrolis ( R )

R = A / P

= 0,8 / 2,6

= 0,31 m

Persamaan Manning

Q = 1/n . R2/3 . S1/2 . A

0,487 = 1/0,013 . ( 0,31 )2/3 . S1/2 . 0,8

S = 2 . 10-4



Cek kecepatan

V = Q / A

= 0,487 / 0,8

= 0,61 m/s

Headloss

hf = S . L ( direncanakan L = 4 m )

= 2 . 10-4 . 4

= 0,0008 m

C. BAR SCREEN

Fungsi dari screen ini adalah untuk menyaring benda-benda padat dan kasar

yang terbawa dalam air buangan, yang dapat menyebabkan penyumbatan dan

kerusakan pada peralatan-peralatan seperti pompa, valve, dan perlengkapan lainnya.

Contohnya seperti plastik-plastik yang mengapung, bayang kayu, logam, dan

sebagainya.

Pada umumnya screen berupa batang (bar) pararel atau juga kawat. Screen

yang berupa pararel bar disebut rack.

Kriteria desain bar screen :

Tabel 6.2 Kriteria desain Bar screen

Parameter Pembersihan

Manual

Pembersihan

Mekanik

Kemampuan meremoval (%)

BOD

COD

SS

P

Org-N

N

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ukuran batang (mm)

Lebar

5 – 15

5 – 15



Kedalaman 25 – 75 25 – 75

Jarak antar batang (mm) 25 – 50 15 – 75

Slope dari vertikal (derajat) 30 – 45 0 – 30

Kecepatan melalui rack (m/detik) 0,3 – 0,6 0,6 – 1,0

Headloss maksimum (mm) 150 150

(Sumber : Metcalf & Eddy. 1991, Waswater Engineering : Treatment, Disposal, and Reuse. Hal : 170 & 448)

Tabel 6.3 Tabel faktor bentuk dari batang (β)

Tipe Bar β

Segi empat dengan sisi tajam 2,42

Segi empat dengan sisi semi circular menghadap up-stream 1,83

A. Circular 1,79

Segi empat dengan sisi semi circular menghadap up-stream

dan down stream 1,67

Bentuk Tear 0,76

(Sumber : Qasim. 1985. Waswater Treatment Plants : Planning, Design, and Operation. Hal : 161)

Perencanaan yang digunakan

Penampang batang screen

- Lebar bar ( w ) = 10 mm

- Tebal bar = 50 mm

- Jarak antar kisi = 30 mm

- Bentuk bar rectangular ( β ) = 2,42

- Sudut kemiringan batang ( α ) = 45° terhadap horizontal

Perhitungan

Jumlah batang ( kisi )

B = ( n - 1 )b + nw

1,0 = ( n – 1 ). 0,03 + 0,01n

n = 25,75 buah = 26 buah

Jumlah celah = jumlah kisi + 1

= 26 + 1



= 27 buah

Ws = B - nw

= 1,0 – ( 26 . 0,01 )

= 0,74 m

Panjang kisi-kisi batang yang terendam air ( Ls )

Ls = αSin

h

= 458,0

Sin

= 1,13 m

Kecepatan melalui kisi dalam keadaan bersih / tidak tersumbat ( Vs )

Vs = )(WsxLs

Qpeak

= )13,174,0(

487,0x

= 0,58 m/s

Kecepatan aliran saat clogging 50 %

Keadaan clogging diasumsikan lebar bukaan total antar batang ( Ws ) adalah 2

kali lebar bukaan total antar batang saat clogging ( Ws’ ) ,sehingga :

Ws’ = ½ . Ws

= ½ . 0,74

= 0,37 m

Vs’ = )2/1( xWsxLs

Q

Vs’ = 2 Vs

= 2 . 0,58

= 1,16 m/s



Kehilangan Tekanan ( hL )

- Headloss pada bar rack

hv = g

Vs2

2

= 81,9.2)58,0( 2

= 0,017 m

- Headloss saat screen bersih

hL = β . ( w/b )4/3 . hv. Sin 45°

= 2,42 . ( 0,01/0,03 )4/3 . 0,017 . sin 45

= 0,0066 m

- Headloss saat clogging 50 %

hL’ = [ (Vs’2 – Vs2 ) / 2g ] . 1/0,9

= [ ( 1,162 – 0,582 ) / 2.9,81 ] . 1/0,9

= 0,05 m

Gambar 6.2 Sketsa saluran penerima dan bar screen.

Keterangan : 1 titik saat sebelum bar screen

2 titik saat setelah bar screen

Z1 = Z2 = datum = 0

Z2Z1

d2 d1’ d1

1 2



6.5. Grit Chamber

Grit chamber berfungsi untuk memisahkan partikel grit yang terbawa di dalam

air buangan, agar tidak mengganggu proses dan pengoperasian unit selanjutnya.

Selain itu, pemisahan partikel grit juga dapat mengurangi beban pengolahan untuk unit

pengolah selanjutnya.

Secara umum, grit chamber dapat dibedakan 2 (dua) macam, yaitu :

1. Horizontal Flow Grit Chamber

Yaitu grit chamber dengan arah aliran horisontal dan kecepatan aliran terkontrol

oleh unit khusus pada bagian efluen, seperti weir atau parshall flume, dan

sebagainya.

2. Aerated Grit Chamber

Yaitu grit chamber dengan aerasi, dimana alirannya merupakan aliran spiral dan

kecepatan melingkar dikontrol oleh dimensi dan suplai udara.

Kriteria desain grit chamber :

Tabel 6.4 Kriteria desain grit chamber.

Parameter Range Tipikal


BOD

COD

SS

P

Org-N

N

0 – 5

0 – 5

0 – 10

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Waktu detensi (detik) 45 – 90 60

Kecepatan horizontal (m/detik) 0,25 – 0,40 0,3

Kecepatan mengendap untuk meremoval :

Material 65-mesh ( 0,21 mm) (m/menit)

Material 100-mesh ( 0,15 mm) (m/menit)

1,0 – 1,3

0,6 – 0,9

1,15

0,75

Headloss pada unit kontrol, dalam %

kedalam saluran (%) 30 – 40 36

(Sumber : Metcalf & Eddy. 1991, Waswater Engineering : Treatment, Disposal, and Reuse. Hal : 458)




- menggunakan 2 (dua) unit grit chamber yang dioperasikan secara bergantian

- waktu detensi (td) = 60 detik = 1 menit

- kecepatan horisontal (VH) = 0,3 m/detik

- diameter partikel yang diendapkan = 65 mesh (0,21 mm)

- kecepatan pengendapan (VS) = 1,15 m/menit = 0,01917 m/detik

- Q pengolahan = Q peak = 0,487 m3/detik

Perhitungan grit chamber :

Luas penampang :

ACross = 23

Hm 1,62

m/dt 3,0/dtm 0,487

VQ

==

Luas permukaan :

ASurface = 23

Sm 25,40

m/dt 01917,0/dtm 0,487

VQ

==

Kedalaman air :

h = VS x td = 1,15 m/menit x 1 menit = 1,15 m

Lebar grit chamber :

b = m 1,4 m ,151m 1,62

h

A 2Cross ==

Panjang grit chamber :

L = m 18,15 m 1,15) x 1,4(

dt 60/dt x m 0,487

h x b x tdQ

h x b

Volume2

3

===

Cek NRe :

R = 0,435 1,15) x (2 1,4

1,15 x 1,4

h) x (2 bh x b

=+

=+

NRe = 1487,35 10 x 8774,0

0,435 x 0,3

R x V4-

H ==υ

….. < 2000 (ok !)



Perhitungan grit storage :

Direncanakan :

- debit air buangan tiap hari = 0,487 m3/detik = 42076,8 m3/hari

- kadar (kandungan pasir) = 30 m3/ 106 m3 air buangan

- pengurasan direncanakan tiap 3 hari

- bentuk grit storage = trapezium

Volume pasir dalam 1 hari :

VPasir = 336 m 1,262 m 42076,8 x

1030

=

Volume pengurasan :

VKuras = 1,262 m3 x 3 =3,786 m3

Dimensi grit storage :

Gambar 6.3 Sketsa ruang grit storage.

Keterangan : a = panjang grit chamber = 18,15 m

b = lebar grit chamber = 1,4 m

c = 15,35 m

d = 0,5 m

t = kedalaman grit storage (m)

Luas permukaan : A1 = a x b = (18,15 x 1) m2 = 18,15 m2

Luas dasar : A2 = c x d = (15,35 x 0,5) m2 = 7,675 m2

a

c

b

d

t



Volume grit storage = ( )( )2121 A x A A A x t x 31

++

3,786 m3 = ( )( )7,675 x 18,15 7,675 18,15 x t x 31

++

t = 0,3 m

Perhitungan propotional weir :

Direncanakan :

- debit = 0,487 m3/detik = 17,1982 ft3/detik

- a = 0,1 m = 0,328 ft

- y = 0,2 m = 0,656 ft

- h = tinggi muka air di grit chamber = 1,15 m = 3,773 ft

Q = )3a

-(h x b x )(a x 97,4 21

17,1982 = )3

0,328 - (3,773 x b x (0,328) x 97,4 21

b = 1,649 ft

= 0,502 m

Perbandingan : 2 0,3280,656

ay

==

Dari tabel, diperoleh nilai : 0,392 bx=

x = 0,392 x b = 0,392 x 1,649 = 0,646 ft

= 0,197 m

Dimensi proportional weir : a = 0,328 ft = 0,10 m

b = 1,649 ft = 0,502 m

x = 0,646 ft = 0,197 m

y = 0,656 ft = 0,20 m



Tabel 6.5. Nilai ay

dan bx

untuk proportional weir.

ay

bx

ay

bx

ay

bx

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,805

0,732

0,681

0,641

0,608

0,580

0,556

0,536

0,517

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,500

0,392

0,333

0,295

0,268

0,247

0,230

0,216

0,205

10

12

14

16

18

20

25

30

0,195

0,179

0,166

0,156

0,147

0,140

0,126

0,115



BAB VII PRIMARY SEDIMENTATION

Prinsip dalam bak pengendapan pertama (primary sedimentation) ini adalah

memisahkan padatan tersuspensi dalam air buangan dengan cara gravitasi. Hal ini

dapat dilakukan dengan mengatur kecepatan mengendapnya. Dua sasaran

pengendapan pertama dalam pengolahan air limbah adalah klarifikasi dan penebalan

lumpur.

Efisiensi penghilangan dari partikel diskrit dengan ukuran, bentuk, densitas dan

spesific gravity yang sama tidak tergantung dari kedalaman bak, tetapi pada luas

permukaan bak serta waktu detensi.

Bak pengendap pertama terdiri dari 4 (empat) ruangan fungsional, yaitu :

1. Zona Inlet : tempat memperhalus aliran transisi dari aliran influen ke aliran

steady uniform di zona settling (aliran laminer).

2. Zona Settling : tempat berlangsungnya proses pengendapan / pemisahan

partikel-partikel diskrit di dalam air buangan.

3. Zona Sludge : tempat menampung material yang diendapkan bersama lumpur

endapan.

4. Zona Outlet : tempat memperhalus aliran transisi dari zona settling ke aliran

efluen serta mengatur debit efluen.

Gambar 7.1 Pembagian zona pada bak pengendap pertama.

Zona Sludge

Zona Zona Inlet

Zona Outlet



Kriteria desain bak pengendap pertama :

Tabel 7.1 Kriteria desain bak pengendap pertama.

Parameter Range Tipikal


BOD

COD

SS

P

Org-N

N

30 – 40

30 – 40

50 – 65

10 – 20

10 – 20

0

-

-

-

-

-

-

Pengendapan primer yang diikuti oleh pengolahan

sekunder

Waktu detensi (jam)

Overflow Rate (m3/m3.hari)

Average flow

Peak hourly flow

Weir loading (m3/m.hari)

1,5 – 2,5

30 – 45

80 – 120

125 – 500

2,0

-

100

250

Pengendapan primer dengan waste activated-sludge

return

Waktu detensi (jam)

Overflow Rate (m3/m3.hari)

Average flow

Peak hourly flow

Weir loading (m3/m.hari)

1,5 – 2,5

25 – 30

50 – 70

125 – 500

2,0

-

60

250

(Sumber : Metcalf & Eddy. 1991, Waswater Engineering : Treatment, Disposal, and Reuse. Hal : 170 dan 475)



Tabel 7.2 Kriteria desain untuk bak pengendap pertama berbentuk Segi Empat dan

Lingkaran.

Jenis Range Tipikal

Rectangular (segi empat)

Kedalaman (m)

Panjang (m)

Lebar (m)

Flight speed (m/menit)

3 – 4,5

15 – 90

3 – 20

0,6 – 1,2

3,5

20 – 40

5 – 10

0,9

Circular (lingkaran)

Kedalaman (m)

Diameter (m)

Slope dasar (mm/m)

Flight travel speed (r/menit)

3 – 4,5

3 – 60

60 – 165

0,02 – 0,05

3,5

10 – 45

80

0,03

(Sumber : Metcalf & Eddy. 1991, Waswater Engineering : Treatment, Disposal, and Reuse. Hal : 477)

Tabel 7.3 Waktu detensi untuk variasi Overflow Rate dan kedalaman bak.

Waktu detensi (jam) Overflow Rate

(m3/m2.hari) Dalam

2,0 m

Dalam

2,5 m

Dalam

3,0 m

Dalam

3,5 m

Dalam

4,0 m

Dalam

4,5 m

30

40

50

60

70

80

1,6

1,2

1,0

0,8

0,7

0,6

2,0

1,5

1,2

1,0

0,9

0,8

2,4

1,8

1,4

1,2

1,0

0,9

2,8

2,1

1,7

1,4

1,2

1,1

3,2

2,4

1,9

1,6

1,4

1,2

3,6

2,7

2,2

1,8

1,5

1,4

(Sumber : Qasim. 1985. Waswater Treatment Plants : Planning, Design, and Operation. Hal : 269)




- menggunakan bak dengan bentuk segi empat

- menggunakan 4 (empat) unit

- Waktu detensi dari perhitungan laboratorium 1,175 jam

- zona pengendapan (settling zone) :

overflow rate (OFR) = 7,5.10-4 m/s

suhu air buangan = 25 0C

viskositas kinematis pada suhu 25 0C = 0,8975 x 10-6 ms/detik

specific gravity (Sg) = 2,65

faktor friksi (f) = 0,03

untuk pasir unigranular k = 0,04

Perhitungan bak pengendap pertama :

A. Saluran Pembawa

Direncanakan:

- Q peak = 0,487 m3/detik

- Saluran segiempat ; b = 2h

- Saluran dari beton ; n = 0,013

- Kecepatan aliran ; v = 1 m/detik

Perhitungan:

- Dimensi saluran

A = 22 2h m 487,01487,0

vQ

→==

h = 1/22

2m 0,487

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= 0,5 m

b = 1 m

R = 25,00,5) x (2 1

0,5 x 1 2h bh x b

=+

=+

- Perhitungan slope saluran

S = 001,0)25,0(

0,013m/detik x 1 R

n x v2

3/2

2

2/3 =⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡



- Kehilangan tekanan sepanjang saluran

Direncanakan ; L saluran = 4 m

Hf = s x L

= 0,001 x 4

= 0,004 m

B. Settling Zone

• Jumlah Q tiap unit bak pengendap :

Q tiap bak = /dtm 12,04

/dtm ,4870 33

=

• Luas permukaan :

ASurface = 24-

3

m 160 m/detik 7,5.10

/detikm 0,487

OFRQ

==

• Kedalaman bak ( h )

Waktu detensi ( td ) dari perhitungan laboratorium = 1,175 jam = 4230 detik

Volume = Q x td

= 0,12 m3/detik x 4230 detik

= 507,6 m3

Kedalaman bak ( h ) = Volume : Asurface

= 507,6 m3 : 160 m2

= 3,17 m = 3,2 m

• Dimensi bak

Perbandingan panjang (P) : lebar (L) = 4 : 1

Sehingga : A = P x L = 4 L 2

160 m2 = 4 L2

L = 6,32 m = 6,3 m

P = 4 x L = 4 x 6,3 m = 25,2 m



Dimensi bak : P = 25,2 m h = 3,2 m


• Kecepatan horizontal ( Vh )

Vh = P / td

= 2520 cm / 4230 detik

= 0,595 cm/detik = 0,6 cm/detik

• Kontrol Scouring Velocity

- Diameter partikel

dp = ( )

( )( )m 1) - (2,65 x 81,9

)10 x (8,975 x )10 x (7,5 x 18

1) - (Sg x g

) x V x (18 3-2-

21

21

S =υ

= 2,74 x 10-3 cm = 0,0274 mm

- Kecepatan scouring

VSc = 2

1

fdp x g x 1) - (Sgk x x 8

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

= 2

13-

02,0)10 x (2,74 x 9,80 x 1) - (2,65 x 0,04 x 8⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

= 8,42 cm/detik

Karena VSc > VH , maka tidak akan terjadi scouring (ok !).

• Kontrol bilangan Reynold

Jari-jari hidrolis :

m 59,13,2) x 2(3,6

3,2 x 3,62H LH x L

R =+

=+

=

95,113/dtcm 108372,0

cm 1,59.10dt x /cm ,060R x VN 22

-2H

Re === −xυ < 2000 (ok !)



• Kontrol bilangan Froud

( )6

22

22H

F 10 x 3,2cm 10.59,1 x cm/dt 80,9

cm/dt 6,0R x g

VN −

− === < 10-5

Karena NF < 10-5 akan menimbulkan aliran singkat (short circuit) dalam bak

pengendap. Untuk mengatasi masalah ini, alternatif yang digunakan adalah

dengan pembuatan ‘Perforated baffle’ pada zona inlet.

C. Sludge Zone

Dari data laboratorium didapatkan data kualitas air limbah yang masuk ke

sedimentasi adalah sebagai berikut:

BOD = 8327,28 kg/hari

COD = 19977,07 kg/hari

TSS = 8789,90 kg/hari

• Removal yang terjadi di bak pengendap I

BOD = 35%

COD = 35%

TSS = 65%

N = 15%

P = 20%

BODe = 35% x 8327,28 kg/hari = 2914,55 kg/hari

CODe = 35% x 19977,07 kg/hari = 6991,97 kg/hari

TSSe = 65% x 8789,90 kg/hari = 5713,43 kg/hari

• Volume lumpur didasarkan pada berat solid (TSS).

Kandungan Lumpur = 6% (Sg = 1,05)

Volume lumpur = /10g/cm 1 x 1,05 x 0,06

g/kg 1000 x kg/hari 5713,433363 mcmx

= 90,689 m3



• Dimensi ruang lumpur

P1 = 6,3 m

P2 = 5 m A1 = 6,3 x 6,3 = 39,69 m2

L1 = 6,3 m A2 = 5 x 3 = 15 m2

L2 = 3 m

Tinggi ruang lumpur didapat dengan :

V = )A x A A (A x t x 31

2121 ++

90,689 m3 = )15 x 39,69 15 (39,69 x t x 31

++

t = 3,44 m ≅ 3,4 m

• Pengurasan lumpur

Direncanakan : Q = 50 l/dt = 0,05 m3/dt

Dilakukan dengan menggunakan valve otomatis

Waktu pengurasan 8 jam sekali dalam 1 hari

A = 23

m 05,0m/dt 1

/dtm 05,0VQ

==

Diameter pipa penguras : D = ( ) mm 250 m 25,00,05 x 4

==π

Waktu pengurasan : t = menit 30,23 detik 1813,8 /dtm 05,0

m 90,69

Qvolume

3

3

===

D. Inlet Zone

• Saluran pembawa

Tinggi muka air :

A = b x y = 2y x y = 2 y2

Q = A x (S) x 2y x

n1 2

132

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

P

L1 L2

P



0,487 m3/dt = 2213

2

2y x (0,0003) x 2y x

0,0131

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

diperoleh y = 0,63 m

b = 2 x y = 2 x 0,63 m = 1,26 m

Cek kecepatan :

m/detik 0,61 m 1,26) x (0,63

/dtm 0,487

AQ

V 2

3

=== ….. (ok !)

Headloss saluran :

Hf = S x L = 0,0003 x 3 m = 0,0009 m

Dimensi saluran :

Panjang (L) = 3 m Kedalaman (y) = 0,63 m

Lebar (b) = 1,26 m Free board = 0,32 m

• Saluran pembagi

Q = /detikm ,24350 2

/dtm 0,487 33

=

Tinggi muka air :

A = b x y = 2y x y = 2 y2

Q = A x (S) x 2y x

n1 2

132

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

0,2435 m3/dt = 2213

2

2y x (0,0003) x 2y x

0,0131

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛


b = 2 x y = 2 x 0,49 m = 0,98 m

Cek kecepatan :

m/detik 0,51 m 0,98) x (0,49

/dtm 0,2435

AQ

V 2

3

=== ….. (ok !)

Dimensi saluran :

Kedalaman (y) = 0,49 m Free board = 0,22 m

Lebar (b) = 0,98 m



• Saluran inlet bak

Q = /detikm ,24350 2

/dtm 0,487 33

=

Tinggi muka air :

A = b x y = 2y x y = 2 y2

Q = A x (S) x 2y x

n1 2

132

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

0,2435 m3/dt = 2213

2

2y x (0,0003) x 2y x

0,0131

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛


b = 2 x y = 2 x 0,49 m = 0,98 m

Cek kecepatan :

m/detik 0,51 m 0,98) x (0,49

/dtm 0,2435

AQ

V 2

3

=== ….. (ok !)

Dimensi saluran :

Kedalaman (y) = 0,49 m Free board = 0,22 m

Lebar (b) = 0,98 m

Digunakan perforated baffle, dengan jarak baffle dari inlet = 1 m

• Bak transisi

o Q bak pengumpul = 0,487 m3/detik

o Panjang bak = 1,0 m

o Lebar bak = lebar total bak sedimentasi

= (4 x lebar bak) + 5 . tebal dinding

= (4 x 6,3) + (5 x 0,3)

= 26,7 m

o V rencana = 0,3 m/detik

o Dimensi bak

A = Q / V

= 0,487 / 0,3

= 1,62 m2

A = L x h



h = 1,62 / 26,7

= 0,06 m

h total = h + freeboard

= 0,06 + 0,44

= 0,5 m

• Pintu Air

Direncanakan:

o Lebar pintu air (b) = 1 m

o Jumlah pintu tiap bak ada 2 buah

o Bukaan pintu air

Q = 0,487 / 8

= 0,06 m3/detik

Q = k . μ . a . b . (2gh)0,5

0,06 = 1 . 1 . a . (2 . 9,8 . 0,06)0,5

a = 0,06 m

Gambar 7.2 Denah saluran pembawa bak pengendap pertama.

• Perforated baffle

Direncanakan :

- Jarak dari inlet = 1 m

Saluran pembawa dari grit chamber

Saluran inlet bak

Saluran pembagi



- diameter lubang = 5 cm = 0,05 m

- tinggi baffle (h) = 2 m

- lebar baffle (L) = lebar bak pengendap = 6,3 m

- kecepatan melalui lubang = 0,2 m/detik

- koefisien konstanta lubang (c) = 0,5

Luas tiap lubang : AL = 23-22 m 10 x 1,96 m) (0,05 x x 41

D x x 41

== ππ

Luas baffle = A = l x h = 6,3 x 2 = 12,6 m2

Luas total lubang:

A’ = 22,12,05,0

12,0.

mxvc

Q==

Jumlah lubang yang dibutuhkan (n)

n = A’ : A tiap lubang

= 1,2 : 1,96.10-3

= 612,24 = 612 buah

Debit tiap lubang : QL = /dtm 1,96.10 612

/dtm 0,12 34-3

=

Kecepatan dalam lubang : VL = m/dt 0,1 m 10 x 1,96/dtm 1,96.10

A

Q23-

3-4

L

L ==

Untuk jumlah lubang 612 buah, susunan lubangnya sebagai berikut:

o L : h = 6,3 : 2

= 3,2

L = 3,2 h

L x h = 612

3,2h2 = 612

h = 13,8 = 14 buah

L = 45 buah

Jadi jumlah lubang horizontal = 45 buah

Jumlah lubang vertical = 14 buah

Jarak antar lubang horizontal (Sh)

Sh = 1lub

)lub(+∑

∑−angH

angHxdelebarbaffl



= cm 8 m 0,08 145

0,05) x (45 - m 6,3==

+

Jarak antar lubang vertical (Sv)

Sv = 1lub

)lub(+∑

∑−angV

angVxdelebarbaffl

= cm 9 m 0,09 1 14

0,05) x (14 - m 6,3==

+

Kontrol bilangan Reynolds :

Jari-jari hidrolis :

R = m 0,0125 4

m 0,05

4D

D x

D x x 41

PA

2

====π

π

8,1392/dtm 10 x 8975,0

m 0,0125dt x /m ,10R x VN 26

HRe === −υ

< 2000 (ok !)

Kontrol bilangan Froud (NFr)

08,025,1980cm/dt)/10(V

N 2

22H

Fr ===cmx

dtcmgxR

> 10-5 (ok !)

E. Outlet Zone

Direncanakan:

- Q = 0,12 m3/detik = 10368 m3/hari

- Weir Loading Rate (WLR) = 125 m3/m2.hari

- Bentuk pelimpah jenis U weir

Perhitungan

• Panjang keseluruhan weir tiap bak :

L = m 82,9 125

10368

WLRQ

==



Gambar 7.3. Desain outlet bak pengendap pertama

• Dimensi gutter:

Direncanakan lebar gutter = 0,5 m

Kedalaman gutter ( h )

Q = 1,375 x b x h

0,12 = 1,375 x 0,5 x h

h = 0,17 m = 0,2 m

freeboard = 0,3 m

h total = 0,5 m

Dimensi gutter : b = 0,5 m

h = 0,5 m

• Tinggi air di atas gutter :

Q = 1,84 x L x h3/2

0,12 m3/dtk = 1,84 x 75,12 m x h3/2

h = 0,085 m = 8,5 cm

• Kedalaman kritis (yc)

yc = ( q2 / g )1/3

q = Q / b

= 0,12 / 0,5

= 0,24 m3/detik

yc = (0,242 / 9,80)

= 0,2 m

• Jumlah pelimpah

- direncanakan panjang pelimpah = 7,5 m

6,3 m 0,5 m

0,5 m

5,3 m

a 0,5 m



- jumlah pelimpah (n)

( n - 1 ) = pahappexpanjangti

lebarbakalweirpanjangtotlim2−

= 5,72

3,69,82x−

n = 5 buah

- jarak antar pelimpah (s)

s = 1

)lim(−

−n

pahnxlebarpelebarbak

= 15

)5,05(3,6−

− x

= 0,95 m



BAB VIII PENGOLAHAN BIOLOGIS

Pengolahan biologis yang digunakan adalah Activated Sludge Complete Mixed

(continous flow stirred tank), karena:

- efisiensi > confensional

- mampu mengatasi snock loading

- organic loading tinggi

- kondisi dalam reactor di setiap titik konsentrasinya sama

Aerasi yang digunakan adalah mechanical surface aerator, karena:

- mudah dalam operasi

- tidak mudah terjadi clogging pada aerator

KRITERIA DESAIN A. Tangki Aerasi Aliran Kontinyu

Rasio F/M = 0,2 – 0,6 kg BOD5 / kg MLSS . hari

Aerator loading = 0,8 – 2 kg BOD5 / m3 . hari

Waktu aerasi = 3 – 5 jam

Umur Lumpur ( θc ) = 5 – 15 hari

Rasio Resirkulasi = 25 – 100 %

MLVSS = 3000 – 6000 mg/l

BOD removal = 85 – 99 %

SS removal = 85 – 95 %

B. Surface Aerator Kebutuhan kedalaman bak = 3 – 5 m

Power untuk completed mixed = 0,75 – 75 KW ( 1 – 100 HP )

Transfer rate O2 = 1,4 – 1,8 kg O2 / KW.hari

Faktor koreksi salinity surface ( β ) = 1

Faktor koreksi transfer O2 ( α ) = 0,8 – 0,85

Range dimensi tangki aerasi



- Kedalaman ( H ) = 3 – 5 m

- Freeboard = 0,3 – 0,5 m

- Lebar ( W ) = 6 – 12 m

- Rasio W : H = 1 : 1 – 1 : 2,2

DIKETAHUI


Q average = 0,153 m3/detik

Q max = Q average x faktor max-day

= 0,153 x 1,2 = 0,1836 m3/detik

BOD influen = 128,9 mg/l

TSS influen = 73,3 mg/l

BOD solid = 65 % bioderadable

1 gr biodegradable = 1,42 gr BODu

MLSS / MLVSS = 0,8

BOD5 = 0,68 BODu

Direncanakan

- BOD efluen = 20 ng/l

- TSS efluen = 22 mg/l

PERHITUNGAN 1. Biological solid yang terbiodegradasi

= 65/100 x 22 mg/l

= 14,3 mg/l

BOD ultimate = 65/100 x 22 mg/l x 1,42 mg O2

= 20,3 mg/l

BOD5 solid = 20,3 mg/l x 0,68

= 13,8 mg/l

BOD terlarut yang lolos = 20 mg/l - 13,8 mg/l

= 6,2 mg/l

2. Efisiensi

= ( ) % 100 x

mg/l 9,128mg/l 6,2 - 128,9



= 95,2 %

Efisiensi total

= ( ) % 100 x

mg/l 9,128mg/l 20 - 128,9

= 84,5 %

3. Volume reactor

Direncanakan

θc = 10 hari

Q max = 0,1836 m3/s = 15863,04 m3/hari

Y = 0,5

So = 128,9 mg/l

S = 6,2 mg/l

X ( MLVSS ) = 2500 mg/l

MLSS = 3000 mg/l

X resirkulasi = 10000 mg/l

Kd = 0,06 kg/ hari

Perhitungan :

Volume tangki aerasi

V = ) c . Kd 1 ( X

) S - So ( . Y . Q . cθ

θ+

= ) ) hari 10 . hari / 0,06 ( 1 ( 2500

mg/l ) 6,2 - 128,9 ( . 0,5 . /harim 15863,04 . hari 10 3

+

= 2433 m3

Direncanakan terdiri dari 2 tangki aerasi

V tiap tangki = 2433 m3 : 2

= 1216,5 m3

Dimensi tangki aerasi

- Kedalaman ( H ) = 5 m

- L : W = 2 : 1

- V = L x W x H



= 2W x W x H

1216,5 m3 = 2W2 x 5

W = 10 m

L = 20 m

Freeboard = 0,5 m

4. Kuantitas Sludge Yang Dihasilkan

Konstanta Yield Observe ( Yobs )

Yobs = c.Kd1

Yθ+

= hari 10 . hari / 0,06 1

0,5+

= 0,3125

Penambahan massa MLVSS

Px ( MLVSS ) = Yobs . Q . ( So – S )

= 0,3125 . 15863,04 m3/hari . ( 128,9 – 6,2 ) mg/l . 10-3

= 608,25 kg/hari

Penambahan massa MLSS

Px ( MLSS ) = 608,25 kg/hari : 0,8

= 760,31 kg/hari

Massa Lumpur yang harus dibuang

Px ( SS ) = Px ( MLSS ) - SS removed

= 760,31 kg/hari - ( 22 mg/l x 15863,04 m3/hari x 10-3 )

= 411,32 kg/hari

5. Rasio resirkulasi lumpur

Konsentrasi MLSS tangki aerasi = 3000 mg/l

Konsentrasi return VSS = 10000 mg/l

MLSS ( Qr + Q ) = return VSS x Qr

3000 Qr + 3000 Q = 10000 Qr



3000 Q = 7000 Qr

QQr

= 0,43

R = 0,43

6. Debit resirkulasi lumpur

Qr = 0,43 x Q

= 0,43 x 15863,04 m3/hr

= 6821,1 m3/hr

7. Hydraulic retention time untuk reactor

td = QV

= /harim 15863,04

m 24333

3

= 0,15 hari = 3,6 jam

8. Check F/M ratio

F/M = X x

Soθ

= mg/l 3000 x hari 07,0

mg/l 128,9

= 0,6 /hari

9. Kontrol organicloading rate ( OLR )

OLR = Vr

So x Q

= 3

-33

m243310 x mg/l 128,9 x /harim 15863,04

= 0,84 kg BOD5 / m3.hari

10. Kebutuhan O2 berdasarkan BODu



Massa BODu dari air buangan yang masuk dan diubah dalam proses

= 68,0

) S - So ( . Q

= 68,0

10 x mg/l ) 6,2 - 128,9 ( . /harim 15863,04 -33

= 2862,3 kg/hari

Kebutuhan O2

O2 digunakan sebagai bahan organic karbon dan konversi Nitrogen dari

Ammonium menjadi Nitrat

Kebutuhan O2 = BODu – ( 1,42 . Px ( MLSS ) )

= 2862,3 kg/hari – ( 1,42 . 169 kg/hari )

= 2862,3 kg/hari – 239,98 kg/hari

= 2622,3 kg/hari

11. Volume udara yang dibutuhkan

Direncanakan :

- Koefisien oksigen transfer = 8 %

- Faktor kemanan = 2

- Udara mengandung = 23,2 % O2

Perhitungan :

- Kebutuhan udara teoritis

= 0,232 x kg/m 201,1

kg/hari 2622,33

= 9411,34 m3 /hari

- Kebutuhan udara actual

= 08,0

/harim 9411,34 3

= 117641,75 m3/hari

= 81,69 m3/menit

- Kebutuhan udara desain

= 2 x 81,69 m3/menit

= 163,38 m3/menit



12. Kontrol volume udara dengan nilai actual

Air Volume / unit volume

= 2 / /harim 15863,04

/harim 117641,753

3

= 14,83 m3/m3

Kebutuhan udara / kg BOD removed

= 3-3

3

10 x mg/l ) 6,2 - (128,9 x 2) / /harim (15863,04/harim 117641,75

= 120,88 m3/kg BOD5 removed

13. Desain aerator yang digunakan

Direncanakan :

Digunakan aerator dengan jenis surface aerator

Tranfer O2 , No = 1,7 kg O2 / KWh

α = 0,85

β = 1

O2 saturated , Cs pada suhu 28 °C = 7,92 mg/l

O2 pada saat operasi, CL = 2 mg/l

Power = 10 KW

Perhitungan :

Transfer O2 ( N )

N = ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡9,17

C - C . x ) 1,024 ( x x No LS20-T βα

= ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡9,17

2 - 7,92 . 1 x ) 1,024 ( x 0,85 x 1,7 20-28

= 1,13 kg O2 / KWh

Tenaga aerator ( D )

D = N

OKebutuhan 2

= hari .KWh / O kg 1,13

jam/hari 24 / kg/hari 2622,3

2

= 96,6 KW



Jumlah aerator ( n )

n = Power

aerator Tenaga

= KW 10KW 96,6

= 9,6 = 10 unit



BAB IX SECONDARY CLARIFIER

Bak pengendap II (secondary clarifier) berfungsi untuk memisahkan lumpur

aktif dari activated sludge dari MLSS. Lumpur yang mengandung bakteri yang masih

aktif akan diresirkulasi kembali ke actiated sludge dan lumpur yang mengandung

bakteri yang sudah mati atau tidak aktif lagi dialirkan ke pengolahan lumpur. Langkah

ini (pengolahan lumpur) merupakan langkah terakhir untuk menghasilkan efluen yang

stabil dengan konsentrasi BOD dan suspended solid (SS) yang rendah.

Faktor-faktor lain yang menjadi pertimbangan dalam mendesain bak

pengendap kedua (secondary clarifier) antara lain :

a. tipe tangki yang digunakan

b. karakteristik pengendapan lumpur

c. surface loading rate atau solid loading rate

d. penempatan dan weir loading rate

Berdasarkan operasionalnya, bak pengendap kedua memiliki 2 (dua) fungsi, yaitu :

1. memisahkan MLSS dari air buangan yang diolah

2. memadatkan sludge return

Berdasarkan jenis tangkinya, dapat dibedakan menjadi 2 (dua) bentuk, yaitu

rectanguler (segi empat atau persegi panjang) dan circular (lingkaran).

Bak pengendap II merupakan proses dari activated sludge yang operasinya

merupakan sistem continuous mixed-flow.

Kriteria desain bak pengendap kedua :

Tabel 9.1 Kriteria desain untuk bak pengendap kedua.

Parameter Range

Overflow rate (m3/m2.hari) 15 – 40

Solid loading rate (kg/m2.hari) 50 – 150

Weir loading (m3/m2.hari) < 124

Waktu detensi (jam) 2 – 6

Flux solid (kg/m2.hari) 2 – 4,2



(Sumber : Qasim. 1985. Waswater Treatment Plants : Planning, Design, and Operation)


• bak berbentuk circular dengan tipe center feed (dilengkapi scrapper)

• menggunakan 4 unit bak pengendap kedua

• TSSResirkulasi (Xr) = 10000 mg/l

• MLSS = 3000 mg/l (g/m3) = 3 kg/m3

• kedalaman zona air jernih dan pengendapan = 2 m

• diasumsikan di bawah kondisi normal, massa lumpur yang tertahan di bak

pengendap II 30 % dari massa solid di tangki aerasi

• konsentrasi rata-rata lumpur di dalam bak pengendap II = 7000 mg/l (g/m3)

• ruang lumpur dapat menampung lumpur selama 2 hari

• sistem efluen :

- menggunakan VNotch 900 standar pada plat weir (dipasang di sekeliling bak)

- lebar saluran pelimpah = 0,5 m

- kedalaman VNotch 8 cm dengan jarak antar pusat 39,5 cm

- ukuran efluen box = 2 m x 2 m

- kedalaman air di efluen box = 0,61 m

- beda tinggi di saluran pelimpah dengan efluen box = 0,3 m

- 16 % kehilangan akibat friksi, turbulensi, dan belokan

- tambahan kedalaman 25 cm guna memastikan jatuh bebas

Perhitungan bak pengendap II :

Perhitungan Q tiap bak

Rencana Q di BP II :

QBak Pengendap II = Q + QResirkulasi – MLSS pada under flow

QResirkulasi : MLSS ( Qr + Q ) = return VSS x Qr

3000 Qr + 3000 Q = 10000 Qr

3000 Q = 7000 Qr

QQr

= 0,43

Qr = 1515,8 m3/hr



Cek : 0,09 /detikm 15863,04

/detikm 1515,8

QQ

3

3R == …..(ok !)

MLSS pada under flow :

= Px - ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛g/kg 1000S x Q

= 411,32 kg/hari - ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛

g/kg 1000g/m 6,2 x /harim 15863,04 33

= 411,32 kg/hari - 98,35 kg/hari

= 312,97 kg/hari

= /harim 83,46 kg/m 75,3kg/hari 312,97 3

3 =

Maka :

QBak Pengendap II = 15863,04 m3/hr + 1515,8 m3/hr – 83,46 m3/hr

= 17295,38 m3/hr

Q tiap bak = /hrm ,8454323 4

/hrm 17295,38 3

3

= = 180,16 m3/jam

Penentuan Solif Flux (SF)

Berdasarkan konsentrasi lumpur resirkulasi Xr = 10000 mg/l, diperoleh nilai SF =

2,0 kg/m2.jam

Perhitungan luas permukaan

ASurface = 22

33

m 337,8 .jamkg/m 0,2

kg/m 3,75 x /jamm 180,16

SFX x Q

==

Diameter bak pengendap II : D = m ,138 m 38,13 (337,8) x 4 2

≈=π

Luas permukaan sebenarnya :

AActual = ( ) 22 m 9,5113 m 38,1 x x 41

=π

Kontrol Overflow Rate

OFR = .hari/mm 3,79 m ,51139

/harim 4323,845

AQ 23

2

3

== ( < 15 m3/m2.hari …. .OK! )

Pada saat hanya 3 unit yang beroperasi :



OFR = .hari/mm 5,059 m ,51139

/dt m 3

17295,38

AQ 23

2

3

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=

Kontrol Solid Loading

SL = .harikg/m 14,23 g/kg 1000 x m ,51139

g/m 3750 x /harim 4323,845 2

2

33

= ( < 50 kg/m2.hr..OK!)


SL = .harikg/m 18,97 g/kg 1000 x m ,51139

g/m 3750/dt x m 3

17295,38

22

33

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Perhitungan kedalaman BP II :

Kedalaman BP II meliputi :

- zona air jernih dan zona pengendapan

- zona thickening (pemadatan lumpur)

- zona ruang lumpur

Penentuan kedalaman zona thickening :

- Dimensi tangki aerasi :

L = 20 m

W = 10 m

H = 5 m

- Total massa solid pada tiap tangki aerasi :

= X x Volume tangki aerasi

= kg 3000 g/kg 1000

m 10 x m 20 x m 5 x g/m 3000

3

=

- Total massa solid pada tiap BP II :

= 30 % x 3000 kg = 900 kg

- Kedalaman zona thickening :

= ActualA x II BPlumpur rata-rata ikonsentras

g/kg 1000 x II BP tiapsolid massa total

= m 0,15 m ,130 m 1139,5 x g/m 7000

g/kg 1000 x kg 900 23 ≈=



Penentuan kedalaman zona ruang lumpur :

- Massa jumlah lumpur = 2 hari x produksi lumpur tangki aerasi

= 2 hari x 760,31 kg/hari

= 1520,62 kg

- Penyimpanan lumpur pada tiap BP II = kg 380,155 4

kg 1520,62 =

- Total jumlah lumpur dalam tiap BP II = 900 kg + 380,155 kg

= 1280,155 kg

- Kedalaman ruang lumpur :

= ActualA x II BPlumpur rata-rata ikonsentras

g/kg 1000 x II BP plumpur tiajumlah total

= m 0,2 m ,160 m 1139,5 x g/m 7000

g/kg 1000 x kg 1280,155 23 ≈=

Total kedalaman BP II = 2 m + 0,15 m + 0,2 m = 2,35 m ≈ 2,5 m Dengan free board = 0,5 m

Total kedalaman = 2,5 + 0,5 = 3 m

Perhitungan waktu detensi

Volume rata-rata BP II = ( ) 32 m 6609,18 m 5,8 x m 38,1 x x 41

=π

Waktu detensi = jam 36,69 /jamm 16,180m 6609,18

QVolume

3

3

II BP tiap==


= jam 27,51 hari/jam

241

x /harim 3

38,17295m 6609,18

3

3

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Perencanaan efluen

Panjang efluen weir = π x (38,1 – 1) m = 116,494 m

Total jumlah VNotch = 296 cm 5,39

cm/m 100 x m 116,494

pusatantar jarak refluen wei panjang

==

Head di atas VNotch :

Q = 0,1836 m3/dt – MLSS yang dibuang



= 15863,04 m3/hari–83,46 m3/hari = 15779,58 m3/hari=0,183 m3/detik

Qtiap BP II = /harim 3944,89 4

/harim 15779,58 3

3

= = 0,045 m3/detik

Qtiap V notch = ikdet/m 0,00015 /harim 13,33 296

/harim 3944,89 33

3

==

Head= cm 2,6 m 0,026 45 x tan )m/dt 9,81 x (2 x 584,0

/dtm 10 x 5,1 x

815

52

02

34-

==⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛


Head = cm 2,9 m 0,029 45 x tan )m/dt 9,81 x (2 x 584,0

/dtm 296 x 3

183,0

x 8

15

52

02

3

==

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Cek weir loading :

WL = /m.harim 33,38 m 494,116

dt/hari 86400/dt x m 0,045 3

3

= (<124 m3/m.hr OK


WL = /m.harim 45,24 m 116,494 x 3

dt/hari 86400/dt x m 0,183 3

3

=

Kedalaman saluran pelimpah :

Y2 = kedalaman air dalam box efluen – beda tinggi muka air

= 0,61 m – 0,3 m = 0,31 m

Q pada tiap sisi saluran pelimpah :

= /dtm 0,0305 beroperasi yang II BP 3 x 2/dtm 0,183

33

=

Rata-rata panjang ½ saluran pelimpah :

= ( )[ ] m 56,36 m 2 - m 0,2 - 38,1 x x 21

=π

Q per m panjang weir = /m.dtm 10 x 5,4 m ,3656

/dtm 0,0305 34-

3

=



Yi = ( ) m 0,33 m 0,31 x m) (0,2 x /dtm 81,9

1) x m 56,36/m.dt x m 10 x (5,4 x 2 m 31,0 22

23-42 =+

Total kedalaman saluran pelimpah = (0,33 m x 1,16) + 0,25 = 0,63 m = 0,65 m

BAB X PENGOLAHAN LUMPUR

10.1. Sludge Thickener

Merupakan bak yang digunakan untuk menaikkan kandungan solid dalam

lumpur dengan cara mengurangi porsi atau fraksi cairan, sehingga lumpur dapat

dipisahkan dari air dan ketebalannya menjadi berkurang. Sehingga praktis terjadi

pemekatan konsentrasi lumpur.

Dalam perencanaan ini digunakan sludge thickener dengan metode gravitasi,

dengan mengolah lumpur yang berasal dari pengendapan I dan sistem activated

sludge.

Kriteria desain sludge thickener :

Tabel 10.1 Kriteria desain sludge thickener untuk lumpur yang berasal dari pengen-

dap I dan proses activated sludge.

Parameter Range

Konsentrasi influen solid (%)

Konsentrasi thickened solid (%)

Hydraulic loading (m3/m2.hari)

Solid loading (kg/m2.hari)

Penghilangan solid (%)

Overflow, TSS (mg/l)

0,5 – 2,0

4,0 – 6,0

4 – 10

25 – 80

85 – 92

300 – 800

(Sumber : Qasim. 1985. Waswater Treatment Plants : Planning, Design, and Operation. Hal : 431) Perencanaan yang digunakan :

- menggunakan 2 unit gravity thickener



- solid loading = 80 kg/m2.hari

- kadar solid = 4 % dari lumpur dengan densitas 1050 kg/m3

- kadar air = 96 % dari lumpur dengan densitas 1000 kg/m3

- zona air jernih = 1 m

- zona pengendapan = 1,5 m

- free board = 0,5 m

- waktu detensi = 1 hari

- konsentrasi solid di dasar zona thickening = 4 %

- slope dasar thickener dengan central well dan dengan sludge scrapper = 17

cm/m

Perhitungan sludge thickener :

Solid yang masuk ke dalam thickener :

Solid yang masuk : bak pengendap I = 3076,47 kg/hari

bak pengendap II = 1469,16 kg/hari

total = 4545,63 kg/hari

Berat lumpur = kg/hari 113640,75 kg/hari 4545,63 x 4

100 solid x total4

100 ==

Volume solid = hari/m 4,329 kg/m 0501kg/hari 4545,63

densitassolidberat 3

3 ==

Volume lumpur = hari/m 108,229 kg/m 0501

kg/hari 113640,75 densitas

lumpurberat 33 ==

Volume air = volume lumpur – volume solid

= 108,229 m3/hari – 4,329 m3/hari = 103,9 m3/hari

Luas permukaan :

ASurface = 22 m 56,82 .harikg/m 08

kg/hari 4545,63 loading solid

solidberat ==

Hydraulic loading = .hari/mm ,91 m ,8256

/harim 108,229 A

lumpur volume 232

3

Surface

==

Karena hydraulic loading tidak sesuai dengan kriteria desain, maka digunakan

HL = 4 m3/m2.hari, sehingga :

ASurface = 223

3

m 27,06 .hari/mm 4

/harim 108,229 =



SL = .harikg/m 681 m ,0627

kg/hari 4545,63 22 =

Ternyata solid loading melebihi kriteria desain, maka digunakan solid loading 80

kg/m2.hari, hydraulic loading 1,9 m3/m2.hari, dan ASurface = 56,82 m2.

Dimensi gravity thickener :

ASurface tiap unit = 22

m 28,41 2

m 56,82 =

Diameter tiap unit = m 6 m 6,02 m 28,41 x 4 2

≈=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛π

Kedalaman zona thickening

Thickener terdiri dari 3 bagian zona air jernih, zona pengendapan, dan

zona thickening.

Total konsentrasi solid :

= 0,04 /harim 107,96 x /mcm 10 x g/cm 1 x 1,05

g/kg 1000 x kg/hari 4545,6333363 =

Konsentrasi rata-rata lumpur di zona thickening = % 4 2

4 4 =+

Volume lumpur tiap unit = ( ) h 28,26 h x m 6 x x 41 2 =π

Massa solid di zona thickening pada 4 % solid :

= 3363 /mcm 10 x 1,05 x g 1000

kg 1 x g/g 0,04 x )mh 26,28(

= 1186,92 h kg

Dengan waktu detensi 1 hari :

=( ) hari 1

kg/hari 82,2272kg h 1186,92

= → h = 1,9 m ≈ 2 m

Kedalaman zona thickening :

= zona air jernih + zona pengendapan + zona thickening

= 1 m + 1,5 m + 2 m = 4,5 m

Kedalaman dari thickener pada central well (pertengahan bak) :

Drop total ke central well = m 0,51 2m 6 x

cm/m100cm/m 17

=

Total kedalaman thickener :



= free board + thickening + drop total

= 0,49 m + 4,5 m + 0,51 m = 5,5 m

10.2. Sludge Digester

Adalah suatu tangki yang berfungsi untuk menguraikan volatile solid yang ada

dalam lumpur. Proses ini bertujuan untuk menstabilkan lumpur dan mengurangi

biomassa. Pada perencanaan ini digunakan tipe anaerobic sludge digester.


- menggunakan 2 unit Anaerobic Digester

- Q lumpur = 4,329 m3/dt

- periode digester (θC) = 15 hari

- VS loading = 2,5 kg/m3.hari


- kedalaman akumulasi grit = 1 m

- kedalaman scum blanket = 0,6 m

- jarak minimum antara floating cover dan level digester maksimum = 0,6 m

- 65 % solid bersifat biodegradable

- 1 g biodegradable solid = 1,42 g BODL

- koefisien yield (Y) = 0,05

- koefisien kd = 0,03 hari-1

- efisiensi (E) = 0,8

- gas methan = 66 % gas produksi

- asumsi reduksi VS = 52 %

- total solid di lumpur dari thickening = 4 %

- berat udara = 1,162 kg/m3

- densitas gas digester = 86 % dari udara

- total solid dalam supernatan digester = 4000 mg/l

- specific gravity supernatan = 1

- total solid dalam lumpur digester = 4 %

- specific heat (CP) untuk lumpur = 4200 J/kg

- suhu lumpur = 280C



- slope dasar tangki = vertikal : horisontal = 1 : 3

Perhitungan anaerobic digester :

Kapasitas digester

Dengan menggunakan Q lumpur dan periode digester :

Volume = Q x td = 4,329 m3/hari x 15 hari = 64,935 m3

Dengan menggunakan VS loading :

Volume = 33 m 1818,25

hari.kg/m 2,5kg/hari 4545,63

loading VSlumpurberat

==

Maka volume yang digunakan adalah 1818,25 m3

Dimensi dan geometri digester

Kedalaman = akumulasi grit + scum blanket + jarak minimum antara floating

cover & level digester maks.

= 1 m + 0,6 m + 0,6 m = 2,2 m

Bila side water depth tanpa kerucut (cone)= 7,6 m, akan tersedia tambahan

volume dalam kerucut :

Volume aktif = total volumedari 0,71 m 6,7

m 2,2 - m 7,6=

Asumsi volume aktif digester = 33 m 2500 0,71

1 x m 1750 =

Volume tiap unit = 33

m 1250 2

m 2500=

Luas permukaan tiap unit = 23

m 164,5 m 6,7m 2500

=

Diameter tiap unit = m 5,14m2 164,5 x 4=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

π

Dimensi digester : Diameter = 14,5 m

Side water depth = 7,6 m

Produksi gas



Konsentrasi solid

= 363 g/m 10 x 1,05 /harim 329,4

g/kg 1000 x kg/hari 4545,63 lumpur Q

lumpurberat ==

BODL dalam lumpur = 1,05 x 106 g/m3 x 65 % x 1,42 g/g = 969150 g/m3

Produksi gas methan :

Px = g/kg 1000 x )] x kd(1[

S x E x Q x Y

Cθ+

= kg/hari 115,737 g/kg 1000 x hari)] 15 x hari 03,0(1[

g/m 969150 x 0,8 x /harim 4,329 x 0,051-

33

=+

Volume gas methan :

= ⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡Px) x (1,42 -

g/kg 1000So x Q x E x /kgm 0,35 3

= ⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡kg/hari) 737(1,42x115,-

g/kg 1000g/m 50/harix9691m 0,8x4,329/kgx0,35m

333

= 1117,2 m3/hari

Produksi gas digester = m3/hari 1692,73 %66

/harim 1117,2 3

=

Produksi lumpur hasil proses digester

Jumlah solid dalam lumpur hasil proses digester :

TVS = 4545,63 kg/hari

TVS yang musnah = 4545,63 kg/hari x 0,52 = 2363,73 kg/hari

TS yang tersisa setelah proses digester :

= nonvolatile solid + VS yang tersisa

= (4545,63 – 2363,73) kg/hari + (0,48 x 2363,73 kg/hari)

= 3316,49 kg/hari

Jumlah total massa di digester :

Total solid di digester = 4545,63 kg/hari

Total solid dalam lumpur dari thickening = 4 %

Total massa = kg/hari 113640,75 0,04

kg/hari 4545,63=

Jumlah total massa yang meninggalkan digester (efluen) :



Total produksi gas digester = produksi gas x berat udara x densitas

= 1692,73 m3/hari x 1,162 kg/m3 x 0,86

= 1691,579 kg/hari

Total massa yang meninggalkan digester :

= 113640,75 kg/hari – 1691,579 kg/hari = 111949,171 kg/hari

Q supernatan dari digester :

Asumsi supernatan solid digester = S

Maka : kg/hari 111949,171 04,0

S - kg/hari 3316,49 0,004

S=+

diperoleh S = 129,05 kg/hari

Q supernatan = /harim 32,26 /mcm 10 x g/cm 0,004g/kg 1000 x kg/hari 129,05 3

3363 =

Konsentrasi solid dalam supernatan :

= mg/l 3226,25 l/m1000x /harim40

mg/g 1000 x g/kg 1000 x kg/hari 129,0533 =

Berat lumpur hasil proses digester :

= TS yg tersisa setelah proses digester – TS yg hilang dlm supernatan

= 3316,49 kg/hari – 129,05 kg/hari

= 3187,44 kg/hari

Volume lumpur hasil proses digester :

= /harim 62,5 /mcm 10 x g/cm 1 x 1,02 x g/g 0,05

g/kg 1000 x kg/hari 3187,44 33363 =

10.3. Sludge Drying Bed

Merupakan suatu bak untuk mengeringkan lumpur hasil pengolahan anaerobic

digester. Bak ini biasanya berbentuk persegi panjang yang terdiri dari lapisan pasir dan

kerikil, serta pipa drain untuk mengalirkan air dari lumpur yang dikeringkan. Waktu

pengeringan tergantung dari cuaca, terutama sinar matahari.




- berat lumpur = 3187,44 kg/hari

- volume lumpur = 62,5 m3/hari

- kadar solid = 12 %

- kadar air = 88 %

- menggunakan 2 unit sludge drying bed yang tiap unit terdiri dari 10 cell

- waktu pengeringan = 10 hari

- media : Lapisan pasir fine sand 150 mm

coarse sand 75 mm

Lapisan kerikil fine gravel 75 mm

medium gravel 75 mm

coarse gravel 75 mm

ketebalan total media = 450 mm

- kadar air pada cake sludge = 75 %

- tebal (kedalaman) cake sludge = 0,3 m

Perhitungan sludge drying bed :

Dimensi bed

Produksi lumpur dalam 1 hari dikeringkan dengan menggunakan 2 cell dalam 1

unit sludge drying bed.

Volume cake kering : V1 = S - 1

) - (1 x Vρρ

= /harim 30 0,75 - 1

0,88) - (1 x /harim 62,5 33

=

Volume cake kering tiap cell = 33

m 15 2m 30

=

Volume cake kering tiap bed (10 cell) = 10 x 15 m3 = 150 m3

Luas permukaan cell = 23

m 50 m 0,3

m 15= → diperoleh P = 8 m dan L = 6,25 m

Volume tiap bed = 33

m 312,5 2

hari 10 x /harim 62,5=

Kedalaman air = ( ) m 0,325

m) 8 x (2 x m) 6,25 x (5m 150 - 312,5 3

=

Sehingga :



Dimensi cell : P = 8 m Kedalaman = 0,3 m

L = 6,25 m

Dimensi bed : P = 5 x 6,25 m = 31,25 m

L = 2 x 8 m = 16 m

Kedalaman = 0,45 m + 0,3 m + 0,325 m = 1,075 m

Free board = 0,225 m

Underdrain

Berfungsi untuk menampung dan mengeluarkan air dari lumpur.

Terletak di bawah lapisan kerikil (media).

Direncanakan diameter pipa = 100 cm.



BAB XI DESINFEKSI

Supernatan yang berasal dari pengolahan biologis didesinfeksi terlebih dahulu

sebelum dibuang ke badan air penerima. Hal ini bertujuan agar efluen yang dibuang

tidak berbau dan aman bagi badan air penerima.

Senyawa chlorine yang digunakan dalam perencanaan ini adalah Calcium

hyphochlorite [ Ca(OCl)2 ] dengan alasan :

a. bersifat toksik terhadap mikroorganisme yang bersifat patogen

b. berkemampuan tinggi untuk larut di dalam air

c. tersedia di pasaran dengan harga relatif murah

d. tidak toksik bagi manusia dan binatang

Kriteria desain desinfeksi :

o dosis chlorine untuk efluen air buangan = 3 – 15 mg/l

o Ca(OCl)2 yang digunakan mengandung 70 % chlorine

o waktu kontak = 15 – 45 menit

o kecepatan horisontal (VH) = 2 – 4,5 m/menit


- menggunakan Round the end horizontal baffle

- terbuat dari beton (n = 0,015)

- dosis chlorine = 5 mg/l

- Ca(OCl)2 yang digunakan mengandung 70 % chlorine

- waktu kontak = 20 menit

- kecepatan horisontal = 3 m/menit

- ρ Ca(OCl)2 = 1,2 kg/l



- konsentrasi larutan Ca(OCl)2 = 10 %

- pengadukan tiap 1 hari sekali

Perhitungan desinfeksi :

Dosis chlorine untuk desinfeksi

Dosis = 5 mg/l x 0,487 m3/dt x 86400 dt/hari = 210,384 kg/hari ≈ 210 kg/hari

Ca(OCl)2 yang dibutuhkan = kg/hari 300 7,0

kg/hari 210=

Dimensi bak kontak chlorine

Volume bak = Q x td = 0,487 m3/dt x 20 menit x 60 dt/menit = 584,4 m3

Panjang round the end = VH x td = 3 m/menit x 20 menit = 60 m

Dimensi bak : P = 60 m H = 2,2 m


Jumlah saluran = 14 13,64 m 4,4m 60

LP

≈==

Lebar tiap saluran = m 4,29 14

m 60 =

Slope saluran = 7-

2

32

2

32

H 10 x 8,37

m) 2,2 x (2 m 4,29m 2,2 m 29,4

603 x 0,015

2D bD b

Vn x =

⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=

⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

++

Lebar saluran pada belokan :

VBelokan = 2,5 VH = 2,5 x 3 m/menit = 7,5 m/menit = 0,125 m/dt

ABelokan = 23

Belokan

m 3,896 m/dt 125,0

/dtm 0,487 V

Q ==

Lebar belokan = m ,771 m 2,2m 3,896

DA

2Belokan ==

Headloss



Saluran lurus = m 10 x 1,78 9,81 x 2

603

x 14 g x 2

Vn x 3-

2

2H =

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=

Karena gesekan = S x L = 8,37 x 10-7 x 60 m = 5,02 x 10-5 m

Pada belokan = m 0,01 9,81 x 2

)125,0( x 1) - (14 g x 2

V x 1) -(n 22

H ==

Headloss total = 1,78 x 10-3 m + 5,02 x 10-5 m + 0,01 m = 0,012 m

Dimensi bak pengaduk

Volume Ca(OCl)2

= /harim 0,25 l/hari 250 kg/l 2,1

kg/hari 300 Ca(OCl)

Ca(OCl)kebutuhan 32

2

===ρ

Volume pengadukan Ca(OCl)2 = 0,25 m3/hari x 1 hari = 0,25 m3

Volume pelarut (air) untuk chlorine 10 % = 33 m 25,2 0,25m x 1,0

0,9 =

Volume bak pengaduk = volume Ca(OCl)2 + volume air

= 0,25 m3 + 2,25 m3 = 2,5 m3

Dimensi : P = 1,58 m H = 1 m




BAB XII PROFIL HIDROLIS

Diketahui ketinggian awal untuk penanaman saluran pembawa adalah – 2,9488 m

Perhitungan:

1. SALURAN PEMBAWA Kehilangan tekanan pada saluran (hf) = S x L

hf = 0,003 x 5 m

= 0,015 m

Elevasi muka air = ( - 2,9488 – 0,015 )

= - 2,9638 m

2. SUMUR PENGUMPUL DAN POMPA Dipompa dengan screw pump setinggi 5,12 m

Elevasi muka air = - 2,9638 m + 5,12 m

= + 2,1562 m

3. BAR SCREEN Head loss (hf) = 0,0066 m

Elevasi muka air = + 2,1562 m – 0,0066 m

= + 2,1496

4. GRIT CHAMBER Kecepatan pada grit chamber = 0,3 m/detik



Kehilangan tekanan pada inlet

R = 0,4

S = 00007,05,0015,03,0

4,0

22

3/2 =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ xvxn

hf = 0,00007 x 4 m

= 0,00028 m

Kehilangan tekanan pada bak grit chamber

R = 4,02,3 4,1

1,15 x 1,42h bh x b

=+

=+

S = 00006,044,0

0,015 x 0,3R

n x v 2

3/2

2

2/3 =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

hf = 0,00006 x 18,15 = 0,0011 m

hf total = 0,00028 + 0,0011

= 0,0014 m

Elevasi muka air = + 2,1496 – 0,0014

= + 2,1482 m

5. BAK PENGENDAP I Kehilangan tekanan di pipa inlet = 0,004 m

hf perforated baffle = ( ) ( )

00015,081,92

0,006 - 0,04 x 54,2

2g v- v

k x 22

21 ==x

m

hf pintu air = 003,09,81 x 2

0,1 x 6,0= m

bak sedimentasi ke outlet ; hf = S x L = 0,0013 x 25,2 = 0,032 m

hf total = (0,00015 + 0,003 + 0,032) = 0,035 m

elevasi muka air = + 2,1482 – 0,035

= + 2,1132 m

6. ACTIVATED SLUDGE hf inlet = 0,02 m

hf outlet = 0,02 m

hf total = 0,04 m




= + 2,0732 m

7. SECONDARY CLARIFIER hf inlet

Diketahui:

Q = 0,05 m3/detik

V = 0,6 m/detik

A = 08,06,005,0

==vQ

m2

D = 3,03,14

0,08 x 4A 4 2/12/1

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛π

m

Direncanakan L inlet = 4 m

hf = 4 0,3 x 130 x 0,2785

0,05 85,1

2,63 x⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

= 0,007 m

hf outlet

Direncanakan:

Φoutlet = Φ inlet = 0,3 m

L outlet = 7 m

Perhitungan:

hf = 7 0,3 x 130 x 0,2785

0,05 85,1

2,63 x⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

= 0,01 m

hf total = 0,007 + 0,01

= 0,017 m


= + 2,0562 m

8. DESINFEKSI hf = 0,012 m


= + 2,0442 m



BAB XIII BILL OF QUANTITY

Perhitungan Bill of Quantity (BOQ) hanya pada kebutuhan bangunan saja,

perinciannya sebagai berikut:

1. SALURAN PEMBAWA Digunakan pipa dengan ukuran:

- diameter = 600 mm

- panjang = 5 m

- jumlah saluran = 1 buah

2. SUMUR PENGUMPUL DAN POMPA - h = 0,78 m

- b = 4 m

- L = 6,5 m

- Tebal beton = 0,5 m

- Jumlah sumur pengumpul = 1 buah

Volume beton = { (0,78 + 0,3) x (4 + (2 x 0,3) x 6,5)} – {0,78 x 4 x 6,5}

= 12,012 m3

Penggalian = { (0,78 + 0,3) x (4 + (2 x 0,3) x 6,5)}

= 32,292 m3



Screw pump

- 1 buah screw pump 57,9 Hp dengan Q = 0,487 m3/dt dan diameter pompa =

1600 mm

- 1 buah drive motor screw pump

- 1 buah jembatan control (walk wad)

3. BAR SCREEN DAN SALURAN a. Saluran

- h = 0,8 m + 0,2 m = 1 m

- b = 1 m

- L = 4 m


- Jumlah saluran 1 buah

Volume beton = { (1 + 0,3) x (1 + (2 x 0,3) x 3)} – {1 x 1 x 4}

= 2,24 m3

Penggalian = { (1 + 0,3) x (1 + (2 x 0,3) x 3)}

= 6,24 m3

b. Bar Screen

- racks dengan lebar = 0,01 m = 26 buah

- perlengkapan reciprolating rack untuk pembersihan = 1 buah

4. GRIT CHAMBER a. Grit Removal

- h = 1,15 m + 0,3 m = 1,45 m

- b = 1,4 m

- L = 18,5 m


- Jumlah bak = 1 buah

Volume beton = { (1,45 + 0,3) x (1,4 + (2 x 0,3) x 18,15)} – {18,15 x 1,4 x 1,45}



= 26,68 m3

Penggalian = { (1,45 + 0,3) x (1,4 + (2 x 0,3) x 18,15)}

= 63,525 m3

b. Grit Storage

- h = 0,3 m

- b = 1,4 m

- L = 15,35 m


- Jumlah bak = 1 buah


= 11,973 m3

Penggalian = { (6,3 + 0,3) x (1,4 + (2 x 0,3) x 15,35)}

= 18,42 m3

c. Proportional Weir

Digunakan betonan

5. PRIMARY SEDIMENTATION a. Saluran Pembawa

h = 0,5 m + 0,3 m = 0,8 m

b = 1 m

L = 4 m

Tebal beton = 0,3 m

Jumlah saluran = 1 buah

Volume beton = { (0,8 + 0,3) x (1 + (2 x 0,3) x 4)} – {1 x 0,8 x 4}

= 3,84 m3



Penggalian = { (0,8 + 0,3) x (1 + (2 x 0,3) x 4)}

= 7,04 m3

b. Pintu Air

Digunakan pintu air dari pelat baja dan diletakkan sebelum bak pengendap

sebanyak 4 buah.

c. Bangunan Sedimentasi I

h = 3,2 m + 0,3 m = 3,5 m

b = 6,3 m

L = 25,2 m

Tebal beton = 0,3 m

Jumlah bak = 4 buah


= 105,084 m3

Penggalian = { (3,5 + 0,3) x (6,3 + (2 x 0,3) x 25,2)}

= 660,744 m3

d. Pelat untuk Perforated Baffle

A = 3,5 x 6,3 x 4 buah

= 88,2 m2

e. 4 buah drive valve untuk pengurasan lumpur

f. Travelling bridge + drive motor = 4 buah

g. Walk wad = 4 buah

h. Ruang Lumpur

b atas = 5 m

b bawah = 3 m

P atas = 6,3 m

P bawah = 6,3 m

h = 3,4 buah



Volume beton = 4 {1/3(6,3 x 5) x (6,3 x 3) + 1569,39 x } –

{1/3(6,3 x 5) x (6,3 x 3) + 1569,39 x }

= 74,799 m3

Penggalian = 4 {1/3(6,3 x 5) x (6,3 x 3) + 1569,39 x }

= 99,732 m3

6. ACTIVATED SLUDGE h = 5 m

b = 10 m

L = 20 m

Tebal beton = 0,5 m

Jumlah tangki aerasi = 2 buah

Pintu air sebanyak 2 buah

Volume beton = { (5 + 0,5) x (10 + (2 x 0,5) x 20)} – {5 x 10 x 20}

= 420 m3

Penggalian = { (5 + 0,5) x (10 + (2 x 0,5) x 20)}

= 1210 m3

7. SECONDARY CLARIFIER a. Bak

Diameter = 38,1 m

h = 3 m

tebal beton = 0,5 m

Volume beton = { ¼.π (38,62 – 38,12) x 3 } x 4 buah

= 361,257 m3

Penggalian = { ¼.π (38,62) x 3 } x 4 buah

= 14035,42 m3

b. Walk wad 38,1 m ; 4 buah (berupa traveling bridge)



c. Scrapper + perlengkapan = 4 buah

d. Pintu air sebelum secondary clarifier = 4 buah

8. SLUDGE THICKENING Diameter = 6 m

h = 5,5 m

tebal beton = 0,5 m

Volume beton = { ¼.π (6,52 – 62)}

= 5 m3

Penggalian = { ¼.π (6,52) } x 5,5

= 182,414 m3

9. SLUDGE DIGESTER Diameter = 14,5 m

h = 2,2 m

tebal beton = 0,5 m

terdiri dari 2 unit

Volume beton = { ¼.π (152 – 14,52)} x 2

= 23,158 m3

Penggalian = { ¼.π (152) x 2 } x 2

= 706,5 m3

10. SLUDGE DRYING BED L = 31,25 m

b = 16 m

h = 1,075 m

terdiri dari 2 unit

tebal beton = 0,5 m

Volume beton = { (1,075 x 0,5) x (16 x 0,5) + (0,5 x 31,25)}

= 25,397 m3



Penggalian = { 31,75 x 16,5 x 1,575 x 2 }

= 1650,2 m3



Documents

CONTOH TB PBPAB