JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN Kampus C- Cimanngis, Jakarta Timur Telp. 021 – 7244722 E-mail :
[email protected] Website : www.ftspjayabaya.com
MATERI KULIAH
Ir. H. darmadi. mm
01/06/2015
SILABUS TEKNIK PENYEHATAN Tujuan
:
Memberikan pengenalan kepada mahasiswa berkaitan dengan ruang lingkup bidang Teknik Penyehatan.
Silabus
:
Pendidikan Teknik Penyehatan, adalah pengenalan lingkup bidang tugas sarjana, ilmu PENYEHATAN dan pengertian ilmu teknik penyehatan, pengenalan bidang penyediaan air minum, pengelolaan air limbah, persampahan, teknologi pengelolaan kualitas PENYEHATAN.
Pustaka
:
1. Ehler, Municipal and Engineer, McGraw-Hill, New York, 1965. 2. Buku Teknik Penyehatan, Ir. Budi Kamulyan, Msc, UGM-Yogyakarta, 1986. 3. Salvato, Environmental Engineering and Sanitation, John Wiley.
SEJARAH PERKEMBANGAN ILMU TEKNIK PENYEHATAN
Bahan Kuliah
Oleh :
Ir. H. Darmadi, MM
BIDANG-BIDANG TEKNIK LINGKUNGAN
Asal usul teknik PENYEHATAN : KESEHATAN MASYARAKAT
TEKNIK LINGKUNGAN
Kesehatan LINGKUNGAN
Bidang-bidang yang dipelajari :
Bangunan Air Basah
Teknik Penyehatan
air bersih air limbah sampah
TEKNIK SIPIL
tanah
udara
Bangunan Gedung Kering Jalan dan Jembatan
Rekayasa Perkotaan PLANOLOGI
Tata Ruang
Definisi Lingkungan a. Sederhana : sekitar seseorang/sesuatu b. Umum : atmosfer, hidrosfer, litosfer, biosfer
Yang dipelajari air bersih dan air limbah (sumber, karakteristik, pengolahan & sistem penyaluran)
1
01/06/2015
LAHIRNYA REKAYASA/TEKNIK PENYEHATAN Biosfer
mempunyai kemampuan untuk menerima, mengasimilasi dan mendaur ulang limbah (contoh self purification). Namun dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk dan beragamnya aktivitas manusia yang berakibat semakin banyak dan kompleksnya limbah, maka kemampuan biosfer menjadi terbatas. Manusia harus bertanggungjawab. Para ahli membuat rekayasa (teknik) lingkungan untuk mempertahankan kualitas biosfer itu sendiri. Proses rekayasa (teknik) lingkungan umumnya mengadopsi dari proses alam.
PENYEHATAN / SANITASI • ialah pengendalian semua faktor dalam
lingkungan fisik manusia yang melakukan atau dapat melakukan suatu efek merugikan atas perkembangan fisik, kesehatan dan kelangsungan hidup manusia contoh : Air Bersih – Sampah – Limbah
PENGERTIAN TEKNIK PENYEHATAN (Environmental Engineering)
LINGKUNGAN • ialah semua faktor luar, fisik dan biologis
yang secara langsung berpengaruh pada ketahanan hidup, pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi organisme. • LINGKUNGAN HIDUP – ialah kesatuan ruang dengan semua benda, daya keadaan dan makhluk hidup, termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan perikehidupan dan ke-sejahteraan manusia serta makhluk hidup lainnya.
Teknik PENYEHATAN adalah :
Salah satu cabang ilmu teknik yang merekayasa usaha-usaha pengolahan air demi peningkatan kualitas hidup untuk mencapai kesehatan dan kesejahteraan umat manusia.
Oleh sebab itu dalam teknik penyehatan ini pokok bahasan yang akan ditinjau adalah mengenai
a.
air bersih atau air minum
b.
Air limbah atau air buangan
c.
Persampahan
2
01/06/2015
INTERAKSI MANUSIA DAN LINGKUNGAN
INTERAKSI MANUSIA DAN PENYEHATAN 2.
1. Pengaruh Manusia Terhadap Lingkungan Manusia merupakan mahluk hidup yang mempunyai kelebihan akal dan berpikir, mempunyai kemampuan lebih dari mahluk lain, sehingga mampu mengeksploitasi sumberdaya alam melebihi daya dukung alam.
Eksploitasi sumberdaya alam yang dilakukan oleh manusia digunakan untuk memproduksi suatu barang/produk, disadari atau tidak produk sampingan yang dihasilkan berupa bahan polutan (sumber pencemaran) yang melebihi nilai ambang batas yang dapat mengganggu keseimbangan lingkungan.
Pengaruh lingkungan Terhadap Manusia Ketidak seimbangan lingkungan dapat berdampak terhadap manusia : a. Gangguan terhadap kesehatan akibat menurunnya kualitas lingkungan (air, tanah, udara, dsb). penyakit infeksi akibat kualitas lingkungan yang buruk seperti penyakit diare, disentri, kolera, TBC, typus, flu burung, DBD, malaria, dan sebagainya. penyakit non infeksi, disebabkan oleh “non living organism” seperti : zat-zat kimia, radioaktif, debu, panas, logam berat dan sebagainya seperti penyakit : kardio-vasculer; gangguan mental; pneumoconiosis; karsinogen, mutagen dan teratogen; keracunan zat kimia dan sebagainya.
UPAYA PENINGKATAN KUALITAS PENYEHATAN MANUSIA
MODIFIKASI LINGKUNGAN
1. Envirommental Strategies (secara teknis) : perencanan menyeluruh (hukum, social, politik, ekonomi, demografi).
LINGKUNGAN
PENURUNAN KUALITAS LINGKUNGAN
TEKNIK LINGKUNGAN
2. Environmental Tactics: langkah – langkah pelaksanaan teknis untuk mewujudkan environmental strategies. PENCEMARAN LINGKUNGAN
PERAN SARJANA TEKNIK PENYEHATAN : 1. Banyak terlibat pada kegiatan environmental tactics 2. Menjaga PENYEHATAN agar tidak tecemar bahan polutan.
PERLINDUNGAN TERHADAP KESEHATAN MANUSIA
3
01/06/2015
PENYEDIAAN
AIR MINUM
PENGELOLAAN
AIR LIMBAH
PERSAMPAHAN
AIR Hanya 2.5% yang berupa air tawar. Cuma < 1% yg dapat dimanfaatkan dg biaya rendah, yaitu: air di danau, sungai, waduk dan sumber air tanah. Diperlukan upaya bersama untuk mempertahankan keberadaannya untuk kelangsungan kehidupan dan peradaban sekarang dan yg akan datang.
Sungai & Danau 0.001%
Air di udara 0.001%
Es & salju 1.75%
Air Tanah 0.72%
Vol. total sekitar 1.4 milyar km3
Tubuh manusia 65% adalah air sehingga keperluan utama adalah untuk air minum, disamping mandi dan cuci. Selain itu dipakai pula untuk irigasi, pembangkit listrik, rekreasi, produksi industri dan sebagai badan air penerima air buangan
Air laut 97.5%
Sumber: Comprehensive Assessment of the Freshwater Resources of the World: WMO
4
01/06/2015
FAKTA Air tawar
SIKLUS HIDROLOGI
Keberadaan air di muka bumi 344 juta km3 dalam bentuk samudra, laut, sungai, danau, es. Dari jumlah tersebut hanya 2.5% yang berupa air tawar dalam bentuk sungai, danau dan air tanah. 90 % Pasokan air tawar dunia terletak di Antartika
SUMBER AIR (TAWAR) : Permukaan : sungai, situ/embung, danau Tanah : dangkal dan dalam Angkasa : air hujan dan salju KUALITAS AIR : Kualitas air menurut sumbernya berbeda-beda sesuai dengan kondisi alam serta aktivitas manusia yang ada disekitarnya. Air tanah dangkal dan air permukaan dapat berkualitas baik bila tanah tidak tercemar, kualitas bervariasi dan dipengaruhi zat terlarut atau tersuspensi. Air tanah dalam pada umumnya tergolong bersih dari segi mikrobiologis.
Sifat Fisik : suhu (temperatur) Sifat Kimiawi : pH, DO, zat organik dan zat anorganik Sifat Biologi : 1. biota perairan (flora dan fauna) sebagai ekosistem aquatic. 2. mikroorganisme pathogen 3. mikroorganisme non pathogen (dari air limbah, debu, air hujan dan bahan pengotor lainnya)
Air Angkasa tergantung sekali pada kualitas udara, kadar SO2 di udara tinggi hujan bersifat asam (daerah perindustrian).
5
01/06/2015
PEMANFAATAN AIR BAGI MANUSIA Air digunakan manusia untuk keperluan : Rumah Tangga (domestic) makan/minum, MCK. Industri Transportasi Sumber energi (tenaga mekanik/hydroelektik) Pertanian/peternakan Pariwisata Penguraian kotoran Penelitian, ilmu pengetahuan Spiritual, kebudayaan
Konsumsi Air Bersih Di Perkotaan Indonesia Berdasarkan Keperluan Rumah Tangga Keperluan -
Pemenuhan kebutuhan akan air untuk rumah tangga :
MCK Minum Cuci Pakaian Kebersihan Rumah Taman Cuci Kendaraan Wudhu Lain-lain TOTAL =
Konsumsi (l/org/hari) 12.0 2.0 10.7 31.4 11.8 21.1 16.2 33.3 138.5 liter/org/hari
Kebutuhan air domestik
Pemenuhan kebutuhan akan air untuk rumah tangga : a. Kota besar 150 - 500 liter/orang/hari b. Kota sedang 80 – 150 liter/orang/hari c. Kota Kecamatan 60 – 80 liter/orang/hari d. Desa 30 – 60 liter/orang/hari
6
01/06/2015
Kebutuhan air non-domestik
PENGARUH AIR TERHADAP KESEHATAN TIDAK LANGSUNG
pendayagunaan air yang dapat meningkatkan atau menurunkan kesejahteraan manusia, misal : 1. Pemanfaatan air untuk pembangkit tenaga listrik, industri, irigasi, pertanian dan ekreasi dapat meningkatkan kesejahteraan manusia; 2. Pengotoran air (pencemaran air), misal : zat kimia yang dapat menurunkan kadar DO, zat kimia beracun yang sukar terurai secara alami, buangan panas dari industri(proses `pendinginan), dsb.
LANGSUNG
TEKNIK PENGOLAHAN AIR
Mempengaruhi kesehatan manusia : 1.
Zat-zat persisten zat yang tidak mudah diuraikan (deterjen, DDT)
2.
Zat radioaktif menimbulkan efek terhadap kesehatan (pengelolaan dilakukan secara ketat)
3.
Penyebab penyakit : Penyebab hidup menyebabkan penyakit menular. Penyebab tidak hidup menyebabkan penyakit tidak menular.
CONTOH Alamiah
Proses filtrasi atau penyaringan air dilakukan oleh pasir, kerikil, batuan, di sungai
7
01/06/2015
Unit-Unit Pengolahan Air Bersih LANJUTAN CONTOH… Rekayasa/teknik
lingkungan Penyaringan air dibuat dengan mengadaptasi proses di alam : filter dengan berbagai media
Unit-unit pengolahan air bersih bervariasi tergantung kondisi awal air baku yang digunakan dan tingkat pengolahan yang diinginkan. Pada umumnya pengolahan konvensional lengkap meliputi : Air Baku
Distri busi
Intake
Reser -voir
Pengendapan Pertama
Pengadukan Cepat
Pengadukan Lambat
Desinfeksi
Filter
Pengendapan kedua
8
01/06/2015
See you Next Week
PENGERTIAN DAN TUJUAN PENGELOLAAN LIMBAH
LIMBAH adalah : Buangan dari hasil kegiatan/proses produksi dalam bentuk padat, cair maupun gas (termasuk debu/partikel), baik masih memiliki nilai ekonomis maupun tidak dan dapat menyebabkan menurunkan kualitas PENYEHATAN penerimanya serta dapat mengancam kelangsungan hidup manusia dan mahluk hidup lainnya. JENIS LIMBAH INDUSTRI TERGANTUNG PADA : 1. Penggunaan bahan baku (primer) dan bahan tambahan (sekunder). 2. Pemilihan proses produksi, termasuk pemilihan jenis mesin.
9
01/06/2015
S
KEMA KAITAN KOMPONEN DALAM PROSES INDUSTRI
merupakan: upaya merencanakan, melaksanakan, memantau dan mengevaluasi penyelenggaraan kegiatan minimasi limbah yang dihasilkan dari proses produksi sehingga tidak menimbulkan gangguan/kerusakan terhadap PENYEHATAN dan kesehatan manusia.
BAHAN BAKU SEKUNDER
BAHAN BAKU PRIMER
PROSES PRODUKSI
LIMBAH
PRODUK
PEMAKAI
LIMBAH
JENIS, SIFAT DAN SUMBER LIMBAH Jenis Limbah : - Limbah gas - Limbah padat - Limbah cair
Pengelolaan limbah industri
Sifat Limbah : - Limbah Organik dan Anorganik - Limbah B3 dan Non B3
DUA SIFAT DALAM PENGELOLAAN LIMBAH : 1.
Pencegahan, mencegah terjadinya limbah atau mereduksi (minimasi) limbah pada sumbernya.
2.
Penanggulangan, menanggulangi limbah dari proses produksi agar tidak mencemari PENYEHATAN.
Tujuan khusus pengelolaan limbah industri menjaga kelestarian fungsi PENYEHATAN. menghasilkan efisiensi dan penghematan biaya bagi perusahaan.
LIMBAH CAIR (AIR LIMBAH) PENGERTIAN LIMBAH CAIR (WASTEWATER) adalah buangan dalam bentuk cair berasal dari aktivitas masyarakat/rumah dan juga dari proses produksi industri. PENGOLAHAN LIMBAH : Proses untuk mengubah karakteristik dan komposisi limbah untuk menghilangkan atau mengurangi sifat bahaya atau sifat racun yang dimilikinya.
10
01/06/2015
SUMBER LIMBAH CAIR rumah tangga industri Sarana umum ( rumah sakit, hotel, restoran, pasar dsb), Sarana pelayanan jasa (bengkel, Rumah Potong hewan) Peternakan
AIR LIMBAH
AIR (99,8%)
BAHAN PADAT (0,2%)
ORGANIK - Protein (65%) - Karbohidrat (25%) - Lemak (10%)
ANORGANIK - Butiran - Garam - Metal
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI JUMLAH DAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR INDUSTRI
• Jenis dan besar kecilnya industri • Bila tidak menggunakan diperkirakan 50 m3/ha/hari.
proses
basah
• Bila tidak menggunakan air limbah kembali, jumlah air limbah yang dihasilkan berkisar 85-95% dari jumlah air yang dipergunakan. • Jenis kontaminan air limbah tergantung pada jenis industri dan proses-prosesnya.
1. FLOATING MATERIAL Diantaranya minyak dan lemak, menyebabkan air tidak jernih, menghambat dengan cara membloking sinar matahari, bersifat racun bagi ikan dan biota air lainnya. 2. SUSPENDED MATTER (TERSUSPENSI) Sumber penambanagan penambangan logam. Cara pengolahan dengan bantuan mikroorganisme tidak membahayakan PENYEHATAN Jika bahan tersuspensi bahan organik dapat diuraikan dengan oksigen terlarut (DO). 3. DISSOLVED IMPURITIES Jenis bahan ini asam, alkali, logam berat, bahan insektisida Menyebabkan air tidak bisa diminum dan merusak perairan.
11
01/06/2015
BANGUNAN PENGOLAHAN CAIR (wastewater)
LIMBAH
adalah unit bangunan yang dipergunakan sebagai satuan operasi dan proses untuk menurunkan kadar/konsentrasi limbah pada tingkatan baku mutu tertentu, sehingga tidak menimbulkan pencemaran PENYEHATAN.
PENGURANGAN BAHAN TERSUSPENSI DAN TERAPUNG PENGURANGAN BAHAN ORGANIK (BCID7CCID) PENGURANGAN KANDUNGAN BAHAN ANORGANIK DAN LOGAM BERAT PENGURANGAN KANDUNGAN NUTRIENT (N DAN P) PENGHILANGAN MIKROORGANISME PATOGEN. PENGURANGAN MINYAK DAN LEMAK.
TARGETPENGOLAHAN AIRLIMBAH o PENGOLAHAN AIR LIMBAH UNTUK MENGHILANGKAN BAHAN PENCEMAR BERSENYAWA ORGANIK MAUPUN AN-ORGANIK
Macam Proses 1.
Pengolahan Secara fisik:
pengolahan dengan menggunakan gaya atau kerja secara fisik yang meliputi : pengendapan, penyaringan, pengadukan, flokulasi, pengapungan, filtrasi .
2.
Pengolahan secara kimiawi
pengolahan dengan penambahan bahan kimia atau melalui reaksi-reaksi kimiawi antara lain : Presipitasi (koagulasiflokulasi), adsorpsi, pertukaran ion dan disinfeksi .
12
01/06/2015
PENGOLAHAN KOMPLEKS 3. Pengolahan secara biologis:
• Metoda pengolahan biologis secara aerobik
bertujuan untuk mengkonversikan senyawa organik yang terlarut, tersuspensi dan koloid dalam air limbah menjadi sel sel mikroorganisme baru yang berkoloni membentuk biofloc sehingga dapat dipisahkan melalui proses pengendapan –
D D
SASARAN: untuk limbah industri berpotensi pencemaran tinggi BENTUK: pengolahan fisik + fisik-kimia + biologis + pengolahan lanjutan + pengolahan lumpur
04/10/2011 16
PENGOLAHAN KOMPLEKS anaerobik bioreaktor
settling tank 1 Aerobik Bioreator settling tank 2
holding tank
T
Pengolahan lanjut
Treated Water
04/10/2011 16
04/10/2011 16
13
01/06/2015
Circular Radial Flow Tank
Circular Radial Flow Tank 4 1
4 1
PROSES BIOLOGIS 43 04/10/2011 44
14
01/06/2015
45 04/10/2011 44
SETTLING TANK
AERATION TANK
15
01/06/2015
Oxydation Ditch
04/10/2011 51
Kolam Fakultatif
04/10 53
Kolam Stabilisasi
04/10/2011 51
Rotating Biological Contactor (RBC)
62 04/10/2011
16
01/06/2015
PENGOLAHAN SECARA ALAMIAH
SEPTIC TANK
17
01/06/2015
Definisi SAMPAH : - Semua jenis buangan yang bersifat padat atau semi padat yang dibuang karena tidak dipergunakan dan tidak diinginkan keberadaannya ( Referensi : Tchobano Glous) • Sesuatu yang tidak dapat digunakan, dibuang, yang berasal dari kegiatan atau aktivitas manusia ( Referensi A.P.H.A) • Sebagian dari benda atau hal-hal yang dipandang tidak digunakan, tidak disenangi atau dibuang, sisa aktifitas kelangsungan hidup manusia
KLASIFIKASI SAMPAH KOTA GARBAGE RUBBISH
Terbakar
Kertas, plastik, tekstil, karton, karet, kulit, kayu, sampah kebun,
Tak Terbakar
Kaca, kaleng, aluminium, ferrous. Non ferrous
DUST, ASHES DEMOLITION & CONSTRUCTION WASTE Mobil bekas, bangkai binatang, sampah SPECIAL WASTE jalan TREATMENT-PLANT WASTE
KARAKTERISTIK SAMPAH KOTA • Kuantitas dan Kualitas sangat tergantung pada income (GNP) – Low income < High income
Cs = Pertambahan kuantitas sampah (%); Ci = Pertambahan produk industri (%); P = Pertambahan jumlah penduduk (%)
Cp = Pertambahan produk pertanian (%); Cg = Pertambahan GNP (%)
Faktor lain: Lokasi geographis, musim, frekuansi pengangkutan, pencacah sampah, karakteritik populasi, sikap penduduk, recycle, peraturan
18
01/06/2015
SIFAT FISIK SAMPAH KOTA • TYPICAL COMPOSITION – – – – – – – –
Sampah sisa makanan (6 – 26 %) Kertas (15 – 45%) Kayu (1 – 4%) Karton (3 – 15%) Bahan organik lain (0 - 5%) Plastik (2 – 8%) Kaca (4 – 16%) Tekstil (0 – 4%) Kaleng (2 – 8%) Karet (0 – 2%) Non Ferrous metal (0 -1%) Debu, bongkahan (0 – 10%) Kulit (0 -2%) Sampah kebun (0 -20%)
SIFAT KIMIA SAMPAH KOTA • Terdiri dari – Unsur kimia dominan (C,H,O,N,S, Ash) – Kalori bakar (energy content) 600–1400 BTU – T pada proses dekomposisi – T untuk pembakaran abu (1200C) – Analisa penyusutan setelah pembakaran, analisa partikel terlepas ke atm dan residu abu
• Berguna untuk penyediaan alat & antisipasi dampak • Terdiri dari: – Berat jenis (target = 600 kg/m3) – Kandungan air/kelembaban – Ukuran partikel & distribusi ukuran – Kapasitas medan – Koefisien kelulusan air pada sampah yg sudah terkompaksi
SIFAT BIOLOGI SAMPAH KOTA • Komposisi bahan organik pembentukan gas vektor lalat • Proses laju penguraian tgt habitat aerobik, anaerobik & fakultatif • Dihasilkannya air lindi (leachate) – Vol dipengaruhi curah hujan – Pengolahan kolam oksidasi atau kolam anaerab (td = 30 hr) Dead zone (60-70C) Breeding zone (20-40C) Migration zone
19
01/06/2015
Mengelola Sampah Paradigma Lama
Mengelola Sampah Paradigma Baru .
DILAKUKAN WARGA
..
DILAKUKAN PEMDA/PEMKOT
KUMPUL
SUMBER
KUMPUL
TPS
ANGKUT
Pengolahan Sampah Skala Rumah Tangga
ANGKUT
Pengolahan Sampah Skala Kawasan
… PENGUMPULAN LANGSUNG (DOOR-TO-DOOR)
PENGUMPULAN LANGSUNG (DOOR-TO-DOOR)
Paradigma Lama : Kumpul – Angkut – Buang – LUPA DEH
BUANG DI TPA
2 pola dasar CARA PENGELOLAAN LIMBAH SAMPAH
(1) Konvensional, bersifat pasif yang lebih menekankan kepada penanganan sampah yg dihasilkan ( end of pipe). Sistematika kerja masih bisa mengandalkan berbagai pola penanganan yang dilakukan pemerintah. Misalnya sistem manajemen pembentukan TPA, pengolahan akhir yang dapat dipakai berulang ( sanitary landfill reusable), penggunaan alat pembakar sampah ( incinerator), penanaman sampah ( landfilling), sistem pembuangan terbuka ( open dumping), hingga bentuk kerjasama penanganan sampah yang melibatkan beberapa jaringan internasional.
Karakteristiknya - Adanya keterlibatan Pemda dan negara ( penyediaan TPA, anggaran keuangan, pajak sampah, penyediaan sarana angkut, sdm) - Memerlukan lahan yang luas - Merupakan ajaran klasik, namun belum menyentuh akar permasalahan manajemen sampah
Paradigma Baru : Kurangi – Penanganan yg Tepat
Tempat Pengolahan Akhir
(2).Mencegah timbulnya masalah sampah sebelum ada ( clean production) - Merupakan penanganan yang sifatnya preventif - Mengutamakan penyadaran masyarakat - Kesadaran dimulai dari perlakukan terhadap komoditi barang dengan prinsif 3 R ( Recycling, Reduce, Reuse ) - Konsep ini dijalankan secara mandiri oleh konsumen - Pemilihan gaya hidup konsumen yang bersifat clean production tampak ketika menentukan skala prioitas sebelum membeli suatu komoditi. - Pemilihan tersebut berupa pemilihian komoditis yg tahan lama, dapat didaur ulang dan ramah lingk. - Mengedepankan lokalitas, dimana setiap individu mempunyai kebijakan loka dalam menangani masalah sampah yang muncul.
20
01/06/2015
Recycle ( daur ulang ) sampah sebelum digunakan perlu diolah ulang terlebih dahulu. Bahan-bahan yang dapat direcycle atau didaur-ulang seperti kertas atau sampah bekas, pecahan-pecahan gelas atau kaca, besi atau logam bekas dan sampah organik yang berasal dari dapur atau pasar dapat didaur-ulang menjadi kompos (pupuk).
CARA PEGELOLAAN SAMPAH DENGAN 3 R 1. REDUCE (MENGURANGI SAMPAH) Mengurangi sampah dan menghemat pemakaian barang. Contohnya, saat belanja di kantin, jika memungkinkan tidak memakai tas kresek.
Recycle
(daur-ulang) ini juga dapat mengubah sampah menjadi energi panas yang dikenal dengan proses insenerasi. Insenerasi sederhana sudah ada yang melakukan oleh beberapa industri misal di Jakarta, yaitu menggunakan limbah padat dalam bentuk lumpur hasil akhir pengolahan air limbahnya tidak dibuang ke tanah tetapi digunakan sebagai bahan bakar setelah mengalami pengeringan.
REUSE (PEMANFAATAN ULANG) Upaya untuk menggunakan kembali sampah secara langsung. 1. Seperti menggunakan botol isi ulang 2. Memanfaatkan balik kertas yang masih kosong 3. Memanfaatkan kertas bekas untuk amplop. 4. Memanfaatkan kaleng bekas untuk pot bunga 5. Memanfaatkan sisa makanan atau sayur untuk makanan ternak atau ikan.
RECYCLE (DAUR ULANG) Mendaur ulang barang yang bisa didaur ulang. 1. Mengolah sampah kertas menjadi kertas daur ulang/kerajinan 2. Mengolah bungkus bekas menjadi aneka kerajinan 3. Mengolah gabus styrofom menjadi bataco, pot bunga 4. Mengolah sampah organik menjadi kompos
21
01/06/2015
DAUR ULANG PLASTIK
PENGELOLAAN LIMBAH Raw Material Use of Material Reuse Recycle
Waste Generation Waste Collection/Storage, Transportation and Treatment (On Site) Waste Transportation, Treatment and Disposal (Off site)
Waste traders
Waste traders
Environment
22
01/06/2015
PENGOLAHAN SAMPAH • Fisika – Pembakaran insinerator
• Kimia – Desinfeksi
• Biologi – Komposting aerob – Anaerobic digester – Landfill
TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH SAMPAH DI TPA 1. Metode Dumping 2. Metode Landfill 3. Metode Composting 4. Metode Submarine disposal 5. Incinerator 6. Pyrolysis 7. Recycling 8. Terpadu
1. Metode Dumping Sampah dibuang begitu saja ke suatu jurang Perlu areal yang luas Telah menimbulkan masalah pencemaran lingkungan 2. Metode Sanitary Landfill Sampah ditampung dalam areal kecil dan direduksi menjadi partikel- partikel kecil. Sampah yang telah diolah kemudian ditanam di tanah dengan kedalaman tertentu yang telah dilapisi oleh tanah liat setebal 1-2 m atau plastik khusus untuk menghindari terjadinya pencemaran lingkungan. Kegiatan ini untuk menghindari serbuan lalat dan serangga lainnya. Lapisan tanah ini juga untuk meminimalisasi masuknya air ke sampah ataupun keluarnya gas bau dari timbunan sampah.
23
01/06/2015
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) •
Capacity The available voidspace must be calculated by comparison of the landform with a proposed restoration profile. – Density of the wastes, Amount of intermediate and daily cover, Amount of settlement that the waste will undergo following tipping, Thickness of capping, Construction of lining and drainage layers.
•
Protection of soil and water through: – – – –
• •
Installation of liner and collection systems. Storm water control Leachate management. Landfill gas migration.
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) non hazardous waste landfills, must • Confined to as small an area as possible. • Compacted to reduce their volume. • Covered (usually daily) with layers of soil.
Nuisances and hazards management. Costs – – – –
Feasibility studies Site after care Site investigations Site respect
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) • LAHAN URUG SANITER (LUS) – Sanitary Landfill – Tidak terjadi pencemaran air – Tidak terjadi perkembangan vektor penyakit – Polusi udara – Pencemaran estetika – Gangguan-gangguan lingkungan – Sampah tertutup tanah setiap akhir hari kerja – Terhindar dari limpasan air hujan
TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) • CONTROLED LANDFILL (LUT) – Dilakukan ± 30 tahun proses dekomposisi selesai (produksi gas berhenti) – Pengurugan dilakukan 1 minggu sekali / tidak setiap hari
24
01/06/2015
Tempat pembuangan akhir (sanitary landfill) yang didisain dengan baik.
25
01/06/2015
3. Metode Komposting Memanfaatkan sampah organik menjadi pupuk, dilakukan melalui beberapa tahap yakni pra pengomposan, proses pengomposan, pascapengomposan. Setiap kali produksi, paling tidak memerlukan waktu 3 hingga 4 bulan
26
01/06/2015
Metoda Penimbunan Landfill Sampah ditimbun tanah, lapis demi lapis 3 metoda : 1. Trench method. (parit) tanah digali dengan bentuk parit, diisi sampah, ditimbun tanah galian 2. Area method. Sampah dibuang pada tempat rendah, ditimbun tanah dari tempat lain 3. Ramp (depression) method. Gabungan 1 & 2
2. 1. Methode trench (galian) : sampah ditimbun pada lubang galian : sesuai untuk lahan dengan lapangan tanah yang dalam, dengan muka air tanah yang dalam pula. Sampah ditimbun pada lubang : tanah yang dipakai dijadikan lapangan tanah penutup dasar dan dinding lubang galian dilapisi liner ukuran galian : P = 60-300 m Dalam = 0.9-3m L = 4.5-15 m
•
• •
Methode Area : sampah ditimbun pada permukaan tanah Digunakan bila methode galian tidak mungkin diterapkan (antara lain karena muka air tanah tinggi) Tanah penutup berasal dan diangkut dari lokasi lain Sebagai pengganti tanah penutup seringkali di gunakan kompos.
27
01/06/2015
3. • • •
Methode Depression (cekungan) : sampah ditimbun pada ujung lubang bekas pertambangan Terdiri dari beberapa jurang lift Sampah ditimbun pada jurang Tanah penutup berasal dari potongan dinding saat dilakukan instalasi liner dan tanah lokasi
2. Controlled Landfill
Masalah lingkungan Ditimbulkan oleh : Lindi dan gas yg terbentuk dr proses dekomposisi sampah Sebutkan masalahnya ! Bagi Lingkungan : air, udara, tanah Bagi Manusia
Parameter Lindi (Leacheate) 1.Amonia (NH3) 2.Nitrat (NO3), 3.BOD, 4.COD, 5.Sulfat, 6.pH (biasanya < 7)
28
01/06/2015
Amonia di dalam air akan mengalami hidrolisa : NH3 + H2O ↔ NH4+ + OHAmonia sbg hasil penguraian sampah o/ bakteri diubah mula-mula menjadi nitrit dan kemudian menjadi nitrat. Reaksi yang terjadi adalah : 2NH3 + 3O2 2NO2 + 2H+ +2H2O 2NO3 + O2 2NO3 Proses penguraian tersebut memerlukan oksigen. Ketika jumlah okisgen yg diperlukan banyak, berarti kandungan BODnya tinggi pula. Bila kandungan BOD tinggi, maka suasana anaerobik akan tercipta dan menimbulkan bau busuk.
Gas yg ditemukan di TPA • • • • • • • •
ammonia (NH3), (45-60%) karbon dioksida (CO2), (40-60%) Karbon monookisida (CO), hidrogen (H2), asam sulfida (H2S), metana (CH4), nitrogen (N2), oksigen (O2).
Sulfat penyebab terjadinya bau busuk (tak langsung) dan timbulnya korosi Akibat dari proses penguraian sulfat oleh bakteri menjadi hidrogen sulfida pada kondisi anaerobik SO4 2- + senyawa organik S2+ + H2O + CO2 S2+ + 2H+ H2S Berdasarkan hukum kesetimbangan, pada kondisi anaerobik dan pH dibawah 7, jumlah H2S bebas sangat kecil shg tak cukup utk menimbulkan bau. Reaksi senyawa yg mengandung sulfat pd kondisi aerobik : H2S + 2O2 H2SO4 Asam sulfat (H2SO4) yg dihasilkan akan menjadi asam kuat dan bersifat korosif.
Metana dan karbon dioksida merupakan produk dari pembusukan anaerobik dari sampah organik. Jika kandungan metana di udara mencapai 5 - 15%, maka landfill dapat meledak, karena pada kondisi tersebut, jumlah oksigen dalam landfill sangat terbatas. Reaksi kimia pada pembusukan anaerobik secara umum adalah sebagai berikut : Organik + H2O humus + CH4 + CO2 + gas lain bakteri
29
01/06/2015
PERSYARATAN TEKNIS UMUM
3. Sanitary Landfill
1. Luas lahan bisa menampung sampah 5 tahun operasi, yg paling baik adalah 10 - 25 tahun. 2. Pemadatan setiap hari setebal 15 cm dg kemiringan 300 3. Ada ventilasi pipa gas 4. Hari ke 4 setelah pemadatan perubahan suhu 550C – 650C selama 60 hari, 10 bulan kemudian – suhu sama dengan udara sekitar. 5. TPA setelah penuh sebaiknya mempunyai ketinggian 15 - 25 m, penutup akhir ditimbun tanah setebal 70 cm 6. Tanah akan stabil + 2 tahun
30
01/06/2015
Peralatan
Detail Liner Sanitary landfill
Operasional TPA 1. Jalan Akses kendaraan TPA (a)Pengerasan jalan sesuai dengan standard Binamarga, (b) Lebar jalan dibuat 5 – 6 meter, (c) Jalan masuk mampu dilalui kendaraan dengan beban ganda 10 ton dan (d) Umur pemakaian minimal 5 tahun. 2. Proses Pembongkaran Sampah (1) Proses Penimbangan kendaraan, (2) Proses Antrian, (3) Proses bongkaran sampah, (4) Proses Pencucian kendaraan
Cell
1 cell : 2.4-9.6 m Lebar 1 cel : 3-9 m
31
01/06/2015
Penanganan landfill
Persiapan awal (Pemasangan HDPE)
Timbulnya gas methan pada landfill biasanya terjadi dalam 2 tahap, initial rapid degradation dengan puncak produksi gas methan 4-5 tahun dan slower or decelerated rate yang dapat berlangsung selama beberapa tahun kemudian. Untuk menanggulangi emisi methan ke lingkungan akibat proses degradasi sampah pada landfill, upaya yang dapat dilakukan: 1. Methane gas flaring (membakar gas methan) dan small scale electricity generation, 2. Organic recovery mengolah material organik pada landfill menjadi kompos
small scale electricity generation
Gas collection
32
01/06/2015
PENUTUPAN SAMPAH DENGAN HDPE sel cover with HDPE
SKEMATIK LANDFILL GAS FLARING schematic diagram of landfill gas flaring
TUTUP
cover LFG
PEMKOT BEKASI
129
PEMKOT BEKASI
130
KONSTRUKSI LFG
PENATAAN SAMPAH DAN PEMASANGAN PERPIPAAN cell preparation/trapping and pipe lying
ERECTION OF LFG
131
PIPING SYSTEM
MONITORING UNIT
LANDFILL GAS FLARING
132
33
01/06/2015
Pengendalian Lindi Kondisi Akhir di TPA Sumur Batu
PEMKOT BEKASI
Pengolahan dg 2 cara: 1.Resirkulasi lindi Memanfaatkan penguapan dan memanfaatkan timbunan sampah sbg media pengolah lindi scr anaerobic. (untuk controlled landfill dan sanitary landfill yg tidak dimanfaatkan methannya)
133
2. Pengolahan biologis a. Kolam Aerasi b. Lumpur aktif (activated sludge) Dg resirkulasi lumpur, mikroba berbentuk flok c. RBC d. Anaerobic COD antara 4.000 mg/l - 50.000 mg/l – Memanfaatkan bakteri non-methanogenic yg mengubah lindi menjadi asam, karbon dioksida dan hidrogen. Golongan kedua adalah bakteri methanogenic yang mengkonsumsi produk dari bakteri dipertama dan diubah menjadi gas metana
34
01/06/2015
Permasalahan dan Tujuan
Standard Kualitas Air
Permasalahan: Air baku tidak memenuhi standard Faktor ekonomi (biaya tinggi) Faktor sosial (kurangnya kesadaran dan pengetahuan)
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air
Tujuan: Menjadikan air baku yang kurang/tidak memenuhi standard menjadi air bersih yang memenuhi standard sesuai dengan peruntukannya berdasarkan standard peraturan yang berlaku.
Karakteristik Sumber Air Karakteristik
Air Permukaan
Air Tanah
Temperatur
Bervariasi, tergantung pada musim
Relatif konstan
Kekeruhan
Bervariasi, kadang-kadang tinggi
Rendah, 0
Warna
Akibat lempung, ganggang
Akibat asam humus
Kandungan mineral
Bervariasi (jenis tanah, curah hujan dll)
Relatif konstan
Fe dan Mn (terlarut)
Biasanya tidak ada, kecuali dasar danau
Ada
CO2 agresif
Tidak ada
Ada
DO
Mendekati jenuh, kecuali air tercemar
Rendah
H2S
Tidak ada
Sering ada
NH4
Ditemui pada air tercemar
Sering ditemui
Nitrat
Ditemui pada air tercemar
Kadang-kadang tinggi
Silika
Rendah
Sering tinggi
Mikropolutan organik
Ada
Biasanya tidak ada
Organisma hidup
Bakteri, virus, plankton
Bakteri, besi
Kelas
Penggunaan
I
Air baku untuk air minum
II
Prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, mengairi pertanaman
III
Pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, mengairi pertanaman
IV
Mengairi pertanaman
Metoda Pengolahan Air Pengolahan Fisika
Perubahan kualitas air terjadi akibat proses fisik
Pengolahan Kimia
Perubahan kualitas air terjadi akibat reaksi-reaksi kimiawi
Pengolahan Biologi
Perubahan kualitas air terjadi akibat kehadiran makhluk hidup
1
01/06/2015
Penapisan (Screening) : “Screening may be defined as consisting of those processes used to remove grit, heavy solids and floatable material from wastewater by using grit settling, coarse screening (bar racks), medium screening and comminution/grinding”
Pengolaha n Fisik
Clarifier : “Clarifiers are used for solids removal from wastewater, such as raw sewage or highly contaminated raw water supplies. The process provides for removal of settleable solids and floating material while reducing suspended solids concentrations to levels suitable for subsequent treatment”
There are usually two types of clarifier, those are rectangular primary clarifier and circular primary clarifier. Not only removing settleable solids and floating materials, clarifier is also used to reduce Total Suspended Solids (TSS) and Biochemical Oxygen Demand (BOD) and to treat raw water with high turbidity
Screening is a preliminary treatment system that used to protect pumps, valves, pipelines and other appurtenances from damage or clogging by large solids or high density materials. It will also remove large particulate material, thus reducing loadings on following processes
Filtration : “Filtration is a treatment used for removal of solids and turbidity with high degree of efficiency in the case of raw water with low turbidity and color (turbidity up to 50 NTU and color up to 30 units). Taste and odor are also removed in this process. The slower the filtration process, the greater the efficiency of removal process”
There are many types of filter: 1. Slow sand filter 2. Rapid sand filter 3. Membrane filter 4. Vacuum rotation filter
2
01/06/2015
Pengolahan Kimia Coagulation : “Coagulation is a process of adding coagulant into raw water that aimed to separate colloidal (particle size ranges 1 – 100 nm) from water. Many kinds of coagulant are frequently used in the coagulation process, such as aluminium sulfate, ferrous sulfate, ferric chloride, chlorinated copperas and coagulant aid” Flocculation : “The objective of flocculation is to provide an increase in the number of contacts among coagulating particles suspended in water by gentle and longed agitation. Flocculation follows chemical addition. During agitation, particles collide, producing larger and more easily removed flocs” There are many different types of flocculators currently in use. Some of them are gravel, baffled and horizontal and vertical mechanical flocculators
Disinfection : “Disinfection is conducted when the raw water contains patogenic bacteria. Disinfection can be done through heating process, chlorination, UV radiation and Ozone radiation. Of those techniques, chlorination in the most popular method employed in disinfection process.”
UV Disinfection : “UV radiation is used to disinfect drinking water as well as wastewater on an increasingly frequent basis as reliable equipment become more available. UV radiation is generated from special low pressure mercuryvapor lamp that produce UV radiation as a result of an electron flow between the electrodes in an ionized mercury vapor. The inactivation of microorganisms by UV radiation is based on photochemical reactions in the DNA molecule that produce reproductive system errors”
Ozone Disinfection : “Ozone is an effective agent for deactivating common forms of bacteria, bacterial spores and vegetative microorganisms, as well as eliminating harmful viruses. Ozone can also reduce BOD5 and COD. Ozone injection into wastewater flow is accomplished by mechanical mixing devices, countercurrent or co-current flow columns, porous diffusers or jet injectors. Ozone acts quickly and consequently, requires a relatively short contact time.”
3
01/06/2015
Chlorination : Chlorination is the most commonly used water and wastewater disinfection process worldwide. This process involves the addition of elemental chlorine or hypochloringe, either calcium or sodium to the wastewater. Chlorine is supplied as a liquified gas under high pressure in containers as well as tank cars of large sizes. Precaution should be taken when handling chlorine gas : 1. Chlorine gas is both very poisonous and very corrosive, adequate exhaust ventilation at floor level should be provided since chlorine gas is heavier than air. 2. Chlorine-containing liquid and gas can be handled in black qrought iron piping, but chlorine solution is highly corrosive and should be handled in rubber-lined or resistant plastic piping with hard rubber parts where necessary
Granular Activated Carbon Adsorption : “Granular activated carbon (GAC) adsorption is generally utilized for the removal of suspended and or colloidal matter in wastewater and the removal of tastes and odors in water supplies. Generally, applications for water supply use powdered activated carbon (PAC). GAC can also be used either as a tertiary treatment process in advanced wastewater treatment plants or as a secondary treatment process.”
Disinfection is used to kill harmful organisms, and generally does not result in sterile water (free of all microorganisms)
Pengolahan Biologi
Activated Sludge : “Activated sludge treatment is used to remove dissolved and colloidal biodegradable organics. The technology is a continuous flow, stirred, biological treatment process with recycling of the biomass. The process is characterized by a suspension of aerobic microorganisms maintained in a relatively homogeneous state by mixing and turbulence-induced or diffused aeration.”
Activated Sludge systems are classified generally as high rate, conventional or extended aeration (low rate), based on organic loading. In the conventional activated sludge plant, the wastewater is commonly aerated for a period of 4 – 8 hours.
4
01/06/2015
Facultative Lagoon : “Facultative lagoons are low cost, highly efficient alternatives for wastewater treatment in tropical and subtropical climates. Lagoons are of intermediate depth ponds in which the wastewater is stratified into three zones. These zones consist of an anaerobic bottom layer, aerobic lsurface layer and an intermediate zone. Stratification is a result of solids settling and temperature-water density variations.”
In general, the aerobic surface layer serves to reduce odors while providing treatment of soluble organic by products by means of anaerobic processes operating at the bottom. Sludge at the bottom of the facultative lagoons will undergo anaerobic digestion producing largely carbon dioxide and methane. The photosynthetic activity in the anaerobic lagoon surface produces oxygen diurnally, increasing the dissolved oxygen during daylight hours, while surface oxygen is depleted at night.
Pemilihan Metoda Pengolahan Air Kualitas air baku -Kandungan unsur-unsur yang ada -Bahan-bahan pencemar yang terkandung di dalamnya Kualitas air olahan -Air Minum -Kegiatan rumah tangga -Pertanian -Perikanan -Peternakan -Dll
Karakteristik air limbah Suhu : Suhu berguna dalam melihat kecenderungan aktivitas-aktivitas kimiawi dan biologis, pengentalan, tekanan uap, tegangan permukaan dan nilainilai penjenuhan benda-benda padat dan gas. Pengentalan mengatur sedimentasi; semakin tinggi suhu, pengentalan berkurang dan mengakibatkan peningkatan sedimentasi. Aktivitas biologis meningkat pada suhu kira-kira 60 ºC.. Tingkat oksidasi zat organik jauh lebih besar pada musim panas dibandingkan pada musim dingin. Nitrifikasi dari amoniak secara kasar dilipatgandakan dengan naiknya suhu sampai 10 ºC. Pembusukan anaerobik jarang terjadi pada titik beku. Pembusukan pada suhu 27 ºC empat kali lebih besar dibandingkan pembusukan pada suhu 8 ºC.
Kekeruhan: Kekeruhan terjadi umumnya disebabkan adanya zat-zat koloid yaitu zat yang terapung serta terurai secara halus sekali. Hal ini disebabkan oleh kehadiran zat organik, lumpur, tanah liat dan zat koloid. Meski kekeruhan tidak dapat digunakan sebagai ukuran mengenai jumlah benda-benda padat yang terapung, namun semakin tinggi tingkat kekeruhan, semakin kuat limbah itu.
Warna Warna pada air juga menunjukkan kekuatan limbah. Air limbah yang baru berwarna abu-abu. Air limbah yang sudah lama/busuk berwarna gelap. Meski demikian warna tidak dapat menunjukkan secara tegas bahaya yang dikandungnya. Artinya, semakin gelap warna air limbah belum tentu lebih berbahaya dibandingkan dengan yang lebih jernih.
5
01/06/2015
Bau Bau air limbah memberikan gambaran yang jelas mengenai keadaan. Bau dapat menunjukkan apakah air limbah masih baru atau sudah membusuk. Air limbah domestik yang masih baru hampir tidak berbau. Kebanyakan bau tidak sedap dihasilkan oleh campuran nitrogen, sulfur, fosfor, protein dan bahan organik lainnya. Bau yang paling menyerang adalah bau dari hidrogen sulfida (H2S). Konsentrasi suatu zat dapat ditelusuri dari baunya. Konsentrasi kira-kira 0.037 mg/l amoniak dapat menimbulkan bau amoniak yang sedikit menyengat. Konsentrasi 0.0011 mg/l H2S menyebarkan bau khas telur busuk; 0.0026 mg/l karbon disulfida menimbulkan bau yang tidak enak. Meski demikian bau yang tidak menyenangkan tersebut tidak sendirinya mengganggu kesehatan masyarakat, kecuali apabila bau-bau tersebut keluar dari gas beracun.
Nitrit Nitrit merupakan suatu tingkat peralihan dalam proses perubahan zat organik ke dalam bentuk yang tetap. Nitrit, dengan demikian, tidak dapat diketemukan dalam air limbah baru kecuali dalam jumalh kecil sekali. Akan tetapi dalam air limbah yang sudah membusuk, nitrit dapat saja lebih banyak ditemukan. Nitrit jarang terjadi dalam konsentrasi yang lebih besar dari 1 mg/l dalam air limbah. Pengaturan pembagian air limbah yang salah dapat meningkatkan kadar nitrit disamping juga karena menurunnya nitrat (NO3) menjadi nitri (NO2). Keberadaan nitrit menunjukkan adanya air limbah yang pengolahannya tidak sempurna. Nitrat Nitrat mewakili produk akhir dari pengoksidasian zat yang bersifat nitrogen. Penentuan nitrat menjadi penting dalam pengolahan air limbah. Air limbah yang diolah secara sempurna menunjukkan kadar nitrat yang tinggi. Pada musim panas/kemarau, dimana berpotensi hilangnya oksigen terlarut dalam air karena proses penguapan, nitrat dapat menyalurkan oksigen gabungannya untuk mencegah dan menghambat terjadinya kondisi anaerobik dan bau busuk. Meskipun nitrat merupakan penunjuk stabilitas, kehadirannya yang terlalu tinggi pada saluran air limbah dan bak-bak penampung maupun pada danau tidak diinginkan karena dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman air secara drastis.
Nitrogen Dalam air limbah kebanyakan nitrogen pada dasarnya terdapat dalam bentuk organik atau nitrogen protein dan amoniak. Setingkat demi setingkat nitrogen organik diubah menjadi amoniak dan pada kondisi aerobik, oksidasi amoniak menjadi nitrit dan nitrat.
Amoniak Bebas Amoniak bebas disebut juga nitrogen amoniak dihasilkan oleh pembusukan secara bakterial zat-zat organik. Air limbah yang masih baru berkadar amoniak bebas rendah dan berkadar nitrogen organik tinggi. Nitrogen amoniak berkurang kadarnya ketika air limbah diolah sedangkan keseimbangannya tercapai.
Khlorida Kotoran manusia, khusunya urine, mengandung sejumlah khlorida oleh karena sebagian dari garam yang terdapat di dalam makanan dan minuman turut dibuang. Oleh sebab itu, air limbah mengandung kadar khlorida yang lebih tinggi dari pada di dalam persediaan air kota. Oleh karena khlorida merupakan zat-zat anorganik yang larut, mereka tidak dipengaruhi oleh sedimentasi atau oleh proses-proses biologis. Khlorida tetap tidak berubah selama pengolahan sampah dan oleh karena itu nilai yang kurang lebih sama harus diperoleh pada berbagai tahap pengolahan. Sulfat dan Sulfida Penentuan sulfat jarang sekali diperlukan, kecuali apabila ditemui masalah-masalah yang menyangkut berkaratnya beton. Sulfida merupakan hasil-hasil pembusukan zat-zat organik dan juga akibat penurunan kadar belerang. Pembusukan anaerobik berbagai zat yang mengandung belerang dan penurunan kadar campuran belerang menjadi sulfida menghasilkan bau yang tidak menyenangkan.
6
01/06/2015
BOD Pengujian BOD merupakan pengujian yang penting dalam menentukan kekuatan atau daya cemar air limbah. BOD mengukur jumlah zat organik yang kemungkinan akan dioksidasi oleh kegiatan-kegiatan bakteri aerobik. Nilai BOD air limbah kasar sangat berbeda-beda, berkisar 100 mg/l untuk air limbah yang sangat encer sampai 600 mg/l atau lebih untuk air limbah terpadu yang berisi beberapa jenis limbah. Pengujian BOD dibatasi oleh beberapa kondisi. Apabila terdapat sedikit saja jumlah ion logam beracun dalam air limbah, tampaklah nilai BOD rendah yang menyesatkan yang disebabkan oleh aktivitas bakteri yang terhambat. Beberapa obat pembasmi bakteri seperti phenol, khlor bebas, cyanida, formaldehyde juga mempunyai akibat yang menekan BOD. Pengujian BOD tidak membedakan antara kebutuhan oksigen yang disebabkan karena nitrifikasi. Air limbah yang berada dalam keadaan nitrifikasi aktif cenderung memperlihatkan BOD tinggi yang menyesatkan.
DO Pengujian oksigen terlarut (DO) penting untuk menjamin keadaankeadaan aerobik dalam daerah perairan yang menampung zat-zat pencemar dalam bentuk air limbah yang berasal dari instalasi pengolahan. Dalam suatu instalasi pengolahan, kehadiran oksigen terlarut merupakan petunjuk bahwa suatu oksidasi yang amat berarti telah tercapai dengan pengolahan yang digunakan.. Apabila oksigen terlarut terdapat pada perairan yang menampung hasil pengolahan air limbah, hal ini berarti di perairan tersebut hanya terdapat sedikit gangguan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar oksigen terlarut dalam air alamiah adalah: pergolakan permukaan air, luasnya daerah permukaan air yang terbuka bagi atmosfer, tekanan atmosfer dan prosentase oksigen dalam udara di sekelilingnya. Daya larut oksigen lebih rendah di dalam air laut dibandingkan dengan daya larutnya di dalam air tawar, daya larutnya dalam air limbah kurang lebih 95% dibandingkan daya larutnya di dalam air tawar. Oksidasi biologis meninggi bersamaan dengan meningkatnya suhu dan kebutuhan akan oksigen juga bertambah. Kondisi ini membawa masalah karena oksigen jadi paling sedikit dapat dilarutkan di dalam keadaan yang demikian. Dengan demikian keadaan yang gawat terjadi pada musim kemarau dimana suhu lebih tinggi dan daya larut oksigen menjadi rendah.
COD Pengujian COD digunakan secara luas sebagai suatu ukuran kekuatan pencemaran limbah domestik maupun industri. Pengujian tersebut direncanakan untuk mengukur oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik pada air limbah. Pengujian ini sangat bernilai terutama jika pengujian BOD tidak dapat ditentukan karena terdapatnya bahan-bahan beracun. Selain itu, uji COD sangat singkat yaitu kira-kira 3 jam. Pengujian COD tidak mengadakan perbedaan antara zat organik yang stabil dan yang tidak stabil. Ia tidak dapat memberikan petunjuk tentang tingkat di mana bahan-bahan yang aktif secara biologis dapat diseimbangkan.
pH pH menyatakan intensitas kemasaman atau alkalinitas dari suatu cairan encer dan mewakili konsentrasi ion hidrogen. Skala pH adalah skala logaritma, bukan skala ilmu-hitung. Apabila pH bertambah dengan satu unit, perubahan itu mewakili pengurangan sepuluh kali lipat dalam konsentrasi ion hidrogen.
7
01/06/2015
proses pengolahan air
LUAS BOLA =2/8 p d2 =1/4 p d2
VOLUME BOLA =4/(3.8) p d3 =1/6 p d3
1
01/06/2015
Ketika kecepatan menjadi berhenti, vs akan menjadi konstan (vterm), and Fnet = 0:
Jika aliran laminer atau Re kurang dari 200, maka CD 24/Re, and:
Hitungan pengendapan Dari butiran yang seragam Settling Velocity Rapidly 0 min
10 min
20 min
30 min
40 min
z =0 h(t)
z =Z
Note: z adalah kedalaman sample air (0 di atas dan Z di bawah); h(t) adalah jarak endapan partikel diukur dari z=0 dalam waktu t=40 min, dan dengan besarnya dapat dinyatakan = vterm t. (v =kecepatan)
2
01/06/2015
0 min
10 min 20 min
30 min
Distance Fallen, h (cm)
40 min
h
Jika lima jenis partikel dengan kecepatan endap berbeda2 diuji dalam kolom uji 100cm maka hasilnya akan berbeda pula
1. Pada sembarang t >0, partikel terpisah jadi dua bagian 2. Settling velocity dari partikel dapat dihitung v = h/t . 3. Setelah waktu t, the concentration in the mixture (Cmixed) would be a weighted average of the concentrations in the two layers. So, if h < Z: (Co= initial Concentration)
If the computed h
is ≥ Z, Cmixed will be zero.
0 cm
0 min
10 min
Conc. (mg/L)
Velocity (cm/min)
10 min
20 min
1.5
0.12
1.2
2.4
4.8
5.3
0.70
7.0
14.0
28.0
1.8
2.4
24
48
96
1.4
5.0
50
100
200
20 min
40 min
40 min
50 cm
Total particle concentration pada sembarang kedalaman merupakan jumlah konsentrasi seluruh partikel yang ada pada kedalaman tersebut 0 min
10 min
20 min
40 min
z (cm)
0
50 0
Cin C (mg/L)
3
01/06/2015
Efisiensi pengendapan = η
KESIMPULANYA :
Vi
hs
Vo
H
• Maka untuk seluruh partikel menjadi
dan
Cmengendap = Oleh sebab itu efisiensi total partikel adalah
Jika Δf sangat kecil maka menjadi df sehingga
Serta jika f* , merupakan batas vs dan vcrit , maka integral menjadi
f*
4
01/06/2015
Sehingga seluruh partikel terendap dapat dirumuskan sebagai berikut
CONTO SOAL • Suatu kolom pengendapan setinggi 150 cm dipakai untuk mengendapkan partikel diskret. Pada kedalaman 120 cm terdapat titik sampling untuk mengambil sampel pada waktu tertentu. • Data tes yang diperoleh adalah sebagai berikut:
• Berapakah % total pengendapan partikel diskret pada kecepatan/over flow rate 0.025 m3/detikm2 ?
• JAWAB :
• Hitung jumlah total fraksi yg terendapkan
Hitung kecepatan mengendap v = h/t, sehingga hasilnya
Gambarkan hubungan fraksi tersisa vs kecepatan
5
01/06/2015
• Hitung luasan di atas kurva
0.02
54.85%
0.03
52.04%
0.04
48.02%
0.042
43.76%
0.044
42.25%
0.046
34.18%
0.048
30.27%
70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 0.05
63.62%
0.04
0.01
80.00%
0.03
80.00%
0.02
0.006
90.00%
0.01
R
0
• Jadi jika kita pakai kecepatan • Pengendapan 0.025 m/dtk, maka • Partikel yang mengendap 65 % dari • seluruh partikel yg ada
v
6
TUGAS KHUSUS
5.1. Perhitungan Bak Sedimentasi 5.1.1. Zona Settling Kriteria perencanaan: 0,05 m3/dt
1. Q = 2. Jumlah bak
= 1 buah
3. Jumlah subbak
= 2 buah
4. Panjang subbak
= 6m
5. Lebar subbak
= 2m
6. Kedalaman
= 4m
Perhitungan: 1. Debit (Q) Qsubbak =
Qtotal Σ subbak
0,05m 3 / dt 2 = 0,025m 3 / dt
Qsubbak = Qsubbak
Plate settler 2. Waktu tinggal (td)
LWH Q 6m * 2m * 4m td = 0,025m 3 / dt td = 1920 det ik = 0,53 jam td =
96
+ no.akhir mahasiswa
97
Plate settler C
y
h
h (kedalaman plate) = 0,9m a(kemiringan plate) = 60o w (jarak antar plate) = 0,05m
a
A
w
3. Panjang plate h sin α 0,9 y= sin 60 o y = 1,04m y=
4. Panjang lintasan AC h w + sin α tan α 0,9m 0,05m AC = + o sin 60 tan 60 o AC = 1,07 m AC =
5. Kecepatan mengendap partikel (Vs) Vs =
h td
0,9m 1920 det ik Vs = 0,00047m / dt Vs =
6. Kecepatan horizontal (Vo)
Vo = (0,5 − 0,7) * Vs Vo = 0,5 * 0,00047 m / dt Vo = 0,000235m / dt
98
Dari hasil Vs, diplotkan ke grafik diameter partikel (Reynold, 226) didapatkan diameter partikel= 4.10-3 cm Dari hasil Vs/Vo, diplotkan ke grafik % removal (Fair Geiyer and Okun, 25-14) didapatkan % removal sebesar 79% best performance 7. Radius hidrolis (R) w sin α 2 0,05m * sin 60 o R= 2 R = 0,022 R=
8. Luas area settling (A) A=
⎤ Q ⎡ w ⎥ ⎢ 2 Vo ⎣ (h cos α ) + ( w cos α ) ⎦
A=
⎤ 0,025m 3 / dt ⎡ 0,05m ⎢ o 2 o ⎥ 0,000235m / dt ⎣ (0,9m * cos 60 ) + (0,05m * sin 60 ) ⎦
A = 11,5m lebar = 2m A l 11,5m panjang ( p) = 2m panjang ( p) = 5,75m panjang ( p) =
9. Kecepatan Horizontal (Vh) Q A sin α 0,025m 3 / dt Vh = 11,5 sin 60 o Vh = 0,00251m / dt
Vh =
99
10. Jumlah settler (n) p sin α +1 d p sin α +1 n= w sin α 5,75m * sin 60 o +1 n= ⎡0,05m ⎤ ⎢⎣ sin 60 o ⎥⎦ n = 116buah n=
[
]
11. Bilangan Reynold (NRE) N RE =
VoR
ν
0,00251m / dt * 0,022 0,8975 *10 −6 = 61,53 <2000………OK!
N RE = N RE
12. Bilangan Froud (NFR) N FR =
Vo 2 gR
N FR =
(0,00251m / dt ) 2 9,81m / dt 2 * 0,022
N FR = 2,92 * 10 −5
>10-5 ……….OK!
5.1.2. Zona Inlet
Kriteria perencanaan: 1. Berupa pipa dengan panjang L= 54m 2. Q = 50 l/dt = 0,05 m3/dt 3. ∅pipa inlet = 30 cm = 0,3 m
100
Perhitungan: 1. Luas Penampang (A) 1 A = πD 2 4 1 A = * π * 0,3m 2 4 A = 0,071m 2 2. Kecepatan (V) Q A 0,05m 3 / dt V = 0,071m 2 V = 0,7m / dt V =
(0,3-2,5) m/dt……….. OK!
3. Headloss (hf)
hf may hf may hf may
⎡ QL ⎤ =⎢ 2 , 63 ⎥ ⎣ 0,2785 * C * D ⎦
⎡ 0,05m 3 / dt * 54 m ⎤ =⎢ 2 , 63 ⎥ ⎣ 0,2785 * 130 * 0,3m ⎦ = 2,87 m
hf min = k
V2 2g
(0,7 m / dt ) 2 2 * 9,81m / dt 2 = 1,2m
hf min = 9,6 hf min
1, 85
hf total= hf may + hf min hf total = 2,87m + 1,2m hf total = 4,07 m
1, 85
101
5.1.3. Zona Sludge
Kriteria perencanaan: 1. Beban Ss
= 1000mg/l
2. Panjang
= 6m
3. Lebar
= 2m
4. Kedalaman
= 2m
5. ∅pipa penguras = 30cm = 0,3m 6. ρs
= 1200 kg/m3
Perhitungan : 1. Solid yang mengendap (S) S = %removal * bebanSs S = 79% *1000mg / l S = 790mg / l = 790 gr / m 3 2. Berat solid (Ws) Ws = S * Q Ws = 790 gr / m 3 * 0,025m 3 / dt Ws = 39,5 gr / dt = 0,01975kg / dt = 1706.4kg / hr
3. Volume sludge (Vsl) Ws ρs * Ss * %removal 1706.4kg / hr Vsl = 1200kg / m 3 * 1,1 * 0,79 Vsl =
Vsl = 1.64m 3 / hr
102
4. Dimensi ruang lumpur (V) 1 V = h( A + A' A * A' ) 3 1 1 1 V = h(( P * L) + ( πD 2 ) ( P * L) * ( πD 2 )) 3 4 4 1 1 1 V = * 2m * ((2m * 6m) + ( π * (0,3m) 2 ) (2m * 6m) * ( π * (0,3m) 2 ) ) 3 4 4 3 V = 8.07m
5.1.4. Zona Outlet
Kriteria perencanaan : 1. Panjang limpahan
= 18,8 m
2. ∅pipa outlet
= 30cm = 0,3m
3. grafitasi Perhitungan : 1. Tinggi air di atas pelimpah (h) 3
h2 =
3Q 2 * Cd * P * 2 g
3
h2 =
3 * 0,025m 3 / dt 2 * 0,6 * 9,4m * 2 * 9,81m / dt 2
h = 0,013m = 1,3cm 2. WLR Q P 0,05m 3 / dt WLR = 18.8m WLR = 0,003m 3 / mdt
WLR =
103
3. Luas penampang pipa outlet (A) 1 A = πD 2 4 1 A = π * (0,3m) 2 4 A = 0,071m 2 4. Cek kecepatan (V) Q A 0,05m 3 / dt V = 0,071m 2 V = 0,7m / dt (0,3-2,5) m/dt……….. OK! V =
104
105
106
DETAIL DESAIN SLUDGE THICKENER Kriteria Perencanaan : 1. Konsentrasi sludge solids dari proses di bak pengendap I : Primary dan waste activated sludge = 3-8 % 2. Konsentrasi sludge solids dari proses di bak pengendap II : Primary dan waste activated sludge = 0.5 - 1 % 3. Konsentrasi sludge solids dari proses di gravity thickener : Primary dan waste activated sludge = 2-8 % 4. Hydraulic loading = 4 - 10 m3/m2.hari 5. Solid loading (SL) = 25 - 80 kg/m2.hari 6. Solid capture = 80 - 90 % 7. Kemiringan bak = 1:4-1:6 8. Sludge Volume Ratio (SVR) = 0.5 - 3 hari Direncanakan : 1. Jumlah bak = 2 buah 2. Lumpur yang masuk ke thickener berasal dari bak pengendap I dan bak pengendap II Dari Bak Pengendap I - Berat solid = Berat solid x jumlah BP I = 1119.744 x 2 = 2239,48 kg/hari - Ss (lumpur) = 1,02 - % solid = 5 % - Volume lumpur - Volume solid - Berat lumpur - Volume air Dari Bak Pengendap II - Berat solid - Ss (lumpur) - % solid - Volume lumpur - Volume solid - Berat lumpur - Volume air
= = = = = = = =
Berat solid / (r air x Ss x % solid) 43,911 m3/hari % solid x volume lumpur 2,196 m3/hari (100/5) x berat solid 44789,6 kg/hari volume lumpur - volume solid 41,716 m3/hari
= Berat solid x jumlah BP II = 7457,67 kg/hari = 1,005 = 1 % = = = = = = =
Berat solid / (r air x Ss x % solid) 742,057 m3/hari % solid x volume lumpur 7,421 m3/hari (100/5) x berat solid 745767 kg/hari volume lumpur - volume solid
1
=
734,636
m3/hari
Sehingga : - Berat solid total = 9697,15 kg/hari - Volume lumpur total = 785,968 m3/hari - Volume solid total = 9,616 m3/hari - Berat lumpur total = 790557 kg/hari Perhitungan : 1. Lumpur yang keluar dari sludge thickener : - Kadar solid = 5 % - Kadar air = 95 % - volatile matter = 70 % - fixed solid = 30 % - spesific gravity fixed solids (Sf) : Sf = 2,5 - spesific gravity volatile solids (Sv) : Sv = 1 Sehingga : 1 / Ss = (0.3 / 2.5 ) + (0.7 / 1.0) Ss = 1,22 Spesific gravity solids = 1,22 - Ss lumpur di thickener (S) : 1/S = (kadar solid / Ss solid campuran) + (kadar air / Ss air) S = 1,01 - r lumpur di thickener 2.
Berat lumpur
3.
Volume lumpur
4.
Volume lumpur yang direduksi
= = = = = = = =
5.
Volume air
6.
Debit air yang keluar dari thickener
7.
Dimensi thickener : - Berat solid total Berat solid tiap bak - Solid loading direncanakan - Luas permukaan (As) : As
= = = = =
Ss lumpur x r air 1009,08 kg/m3 100/5 x berat solid total 193943 kg/hari Berat lumpur / r lumpur 192,198 m3/hari (volume lumpur total awal - akhir) volume lumpur total awal 0,80 %, (8080 90)% OK vol lumpur - vol solid yg masuk thickener 182,58 m3/hari vol air masuk - vol air di thickener 776,352 m3/hari
= 9697,15 kg/hari = 4848,58 kg/hari = 40 kg/m2.hari = Berat solid / solid loading = 121 m2
2
- Diameter thickener (D) : D
= (4 . A / p)1/2 = 12,4 m - Kedalaman rencana (h) = 3,5 m - Kedalaman di tengah bak dengan kemiringan 1 : 6 (d) : d = h + (1/2 D x 1/6) = 5 m 8. Volume thickener = Axh = 424,25 m3 9. Cek Sludge Volume Ratio (SVR) : SVR = vol thickener / vol air influen = 0,55 hari OK (kriteria : 0.5 - 3 hari) DETAIL DESAIN AEROBIC SLUDGE DIGESTER Kriteria perencanaan : 1. Solid retention time (SRT) : - standart rate = 30 - 60 hari - high rate = 10 - 20 hari 2. Sludge loading : - standart rate = 0.64 - 1.6 kg VS/m3.hari - high rate = 2.4 - 6.41 kg VS/m3.hari 3. Volume kriteria (primary sludge + waste activated sludge) : 0.06 - standart rate = 0.08 m3/kapita 0.02 - high rate = 0.04 m3/kapita 4. Sludge feed solids concentration (primary + waste activated sludge) : - standart rate = 2-4 % - high rate = 4-5 % 5. Digested solids underflow concentration : - standart rate = 4-6 % - high rate = 4-6 % 6. Diameter = 20 - 125 ft Diketahui : 1. Karakteristik lumpur sebelum didigest : - berat solid = 9697,152 - berat lumpur = 193943,0 - kadar solid = 5 - kadar air = 95 - volatile matter = 70 - fixed solid = 30 - spesific gravity fixed solids (Sf) : Sf = 2,5 - spesific gravity volatile solids (Sv) :
kg/hari kg/hari % % % %
3
Sv = 1 Karakteristik lumpur setelah didigest : - kadar solid = 10 % - kadar air = 90 % - volatile matter = 70 % (destroyed) - spesific gravity fixed solids (Sf) : Sf = 2,5 - spesific gravity volatile solids (Sv) : Sv = 1 Perhitungan : 1. Spesific gravity rata-rata solid sebelum didigest (Ss) : 1 / Ss = (0.3 / 2.5 ) + (0.6 / 1.0) Ss = 1,22 2. Spesific gravity lumpur sebelum didigest (S) : 1/S = (0.05 / 1.22) + (0.95 / 1) S = 1,01 3. Volume lumpur sebelum didigest (Vb) : 2.
= berat solid / (r air . S . kadar solid) = 192,198 m3/hari Persentase dari volatile matter setelah didigest : total volatile solid = 2036,4 kg setelah digestion total solid setelah = 4945,5 kg digestion total volatile solid setelah digestion % volatile matter = total solid setelah digestion = 41 % Spesific gravity rata-rata solid pada digested sludge (Ss) : 1 / Ss = (0.59 / 2.5) + (0.41 / 1) Ss = 1,55 (digested solids) Spesific gravity lumpur pada digested sludge (S) : 1/S = (0.1 / 1.55) + (0.9 / 1) S = 1,04 Volume digested sludge (Vds) : Vb
4.
5.
6.
7.
x 100 %
= berat solid setelah digestion / (r air . S . kadar solid) = 47,710 m3/hari Persentase reduksi volume lumpur setelah digestion : reduksi = 75,18 % Volume digester (V) : V = [Vf - 2/3(Vf - Vd)] . T dimana : V = volume digester (m3) Vf = volume lumpur yang ditambahkan tiap hari (m3/hari) = 192,198 m3/hari Vd = volume digested sludge yang diremoval tiap hari
Vds 8. 9.
4
t
= = = =
(m3/hari) 192.198 - 47.710 = digestion time (hari) 15 hari 2406 m3
=
64,2 ft
144,5 m3/hari
V 10. Dimensi tangki (D) : Direncanakan : - Jumlah unit = 2 buah - Vol tiap unit = 1203 m3 - digester berbentul lingkaran (circular) dengan : kedalaman (h) = 4 m Sehingga : Luas (A) = Vol tiap unit / h = 301 m2 D = (4 . A / p)1/2 = 19,6 m 11.
12.
OK
(20 - 125) ft
Cek solid loading (SL) : SL = (berat total solid / jumlah tangki) / vol tiap tangki = 4,031 kg VS/m3.hari OK 3 (2.4 - 6.41) kg VS/m .hari Kesimpulan bahwa setelah proses digestion, maka : - berat solid = 4945,5 kg/hari - berat volatile = 2036,4 kg/hari - berat fixed = berat solid - berat volatile = 2909 kg - volume lumpur = 47,710 m3/hari - volume solid = 10% x vol. Lumpur = 4,771 m3/hari - volume air = volume lumpur - volume solid = 42,939 m3/hari - berat lumpur = 100/10 x berat solid = 49455,48 kg/hari Produksi gas : Volume CH 4 dimana :
= (5.62)[(So - S) - 1.42 P x ] ………(1)
Volume CH 4
= volume dari gas methana yang diproduksi pada kondisi standar, 0oC dan 1 atm (ft3/hari) = theoretical conversion factor untuk sejumlah gas methana
5,62
yang diproduksi dari konversi lengkap 1 lb BOD L menjadi gas methana dan karbon dioksida (ft3 CH 4 /lb BOD L oxidized) So
= ultimate BOD L di influen (lb/hari)
5
S
= ultimate BOD L di efluen (lb/hari))
Px
= jumlah volatile solid yang diproduksi setiap hari (lb/hari) = 2036,4 kg/hari = 4489,452 lb/hari
Sedangkan : Px
=
Y (So - S)
……….. (2)
1 + kd . qc dimana : Y
= yield coefficient (lb/lb) =
kd
0,05 lb cells/lb BOD L utilized
= endogenous coefficient (/hari) = 0,03 /hari
= mean cell-residence time (hari) = 10 hari (pada suhu operasi 35oC) Dari rumus (2), diperoleh : So - S = 116725,75 lb/hari Sehingga dari rumus (1), dapat dihitung :
qc
620171,1 ft3 = = 17561,38 m3 Karena digester gas adalah sekitar 2/3 methana, maka total volume gas : Volume CH 4
volume gas 13.
= Volume CH 4 / 0.67 = 26211,02 m3
Kebutuhan panas a. Heating required untuk lumpur H dimana : berat lumpur H
= berat lumpur x C p (T 2 - T 1 )
Cp
= spesific heat of sludge, sama dengan untuk air = 4200 joule/kg
T2
= digestion temperature (oC) = 35 oC
T1
= temperatur dari thickened sludge (oC) = 10 oC
= 193943,0 kg/hari = heat required (joule/hari)
sehingga : = 2,04E+10 joule/hari H b. Kehilangan panas dari digester q dimana : q U A
= U . A . (T 2 - T 1 ) = kehilangan panas (W) = overall coefficient of heat transfer (W/m2 . oC) = cross-sectional area dimana kehilangan panas terjadi (m2)
6
T2
= suhu di dalam digester
T1 = suhu di luar digester - Luas area dari dinding, alas (lantai) dan atap (atas) Diketahui : Diameter = 19,6 m Side depth = 4 m Center depth = 6 m Sehingga : Area dinding = p . D . side depth = 245,84 m2 Area alas = p . center depth . [center depth2 + (1/2. side depth)2]1/2 = 119,15 m2 Area atap : U = p . center depth2 = 113,04 m2 - kehilangan panas tiap area Diketahui : 0,68082 W/m2.oC Area dinding : U = 0,12 Btu/ft2.oF = T2
=
T1 Area alas : U
= =
T2
=
T1 Area atap : U
=
35
oC
0 oC 0,15 Btu/ft2.oF 35
=
0,851025 W/m2.oC
=
0,90776 W/m2.oC
oC
5 oC 0,16 Btu/ft2.oF
T2
=
35
oC
T1
=
-5
oC
Sehingga : q (dinding) q (alas) q (atap) q total
14.
= 5857,95 W = 3042,11 W = 4104,53 W = 13004,58 W = 1,12E+09 joule/hari Total kebutuhan panas untuk digester (Q) : Q = H + q total = 2,15E+10 joule/hari Dimensi tangki gas : - volume gas total = 26211,02 m3 - kapasitas tangki = 40 % (kriteria) = 10484,41 m3 - direncanakan : jumlah tangki = 6 unit kapasitas tiap tangki = 1747,401 m3 (gas tersimpan dalam tangki bertekanan) - tinggi tangki rencana = 8 m
7
- diameter tangki
= [4 . (Vol / h) / p]1/2 = 16,7 m
DETAIL DESAIN SLUDGE DRYING BED Kriteria perencanaan : 200 1. Tebal lapisan media = 300 mm 2. Lebar bed = 6 m 3. Panjang bed = 6 - 30 m Direncanakan : 1. Tebal lapisan media = 250 mm 2. Tebal cake di bed = 0,5 m 3. Lebar bed = 6 m 4. Waktu pengeringan (T) = 10 hari 5. Berat air di dalam cake sludge = 60 % berat solid (Pi) 6. Jumlah bed rencana (n) = 2 unit Kondisi lumpur yang keluar dari anaerobic sludge digester : 1. Kadar air = 90 % (P) = 10 % 2. Kadar solid 3. Berat solid = 4945,55 kg/hari 4. Volume air = 42,939 m3/hari Perhitungan : 1. Volume cake dari solid (Vi) : Vi = = 2. Dimensi bed Kapasitas bed (V)
Luas bed (A) Sehingga : Lebar Panjang bed 3. Tebal cake di bed terdiri dari : - h lumpur - h pasir - h gravel freeboard rencana Sehingga : H total
V air . (1 - P) 1 - Pi 10,7 m3/hari
Vi . T n = 53,67 m3 = V / tebal cake di bed = 107,35 m2 =
= 6 m = A / lebar = =
17,9 m 0,5 m
= = = =
0,25 0,15 0,1 0,2
OK
(6 - 30) m
m m m m
= h lumpur + h pasir + h gravel + fb
8
= 0,7 m 4. Desain bak - tiap bak terdiri dari 1 drainage lateral line - letak pipa memanjang - slope pipa = 2 % - diameter pipa = 100 mm a). Letak pipa = Lbak / 2 = 3 m b). Jarak pipa dari dinding (S) : Lebar tempat pipa = 150 mm (rencana) S = lebar bak - lebar tempat pipa 2 = 2,925 m c). Kedalaman sentral (h sentral) : Slope = 0,02 Slope = h sentral / L dimana L = S Slope x h sentral = S = 0,0585 m = 5,85 cm = 6 cm maka kedalaman bak dari sentral pipeline : Hsentral = H total + h sentral = 0,76 m
9
