Kemudiaan setelah didapatkan iterasi tahap I dilanjutkan dengan iterasi tahap II, yaitu kembalinya filtrat dari Sludge Drying Bed (SDB) menuju bak pengendap I.
12. Filtrat yang dikembalikan (dari Sludge Drying Bed)
•
Konsentrasi sludge cake = 25% solid + 75% air•
Sludge Oxydation Ditch 0,58% solid•
Massa sludge Oxydation Ditch (OD) =
,%
=
, \− \ . , \ . \ . \
,%
= 5.744,913 kg/hari
•
Massa sludge Bak Pengendap I =, \
%
= 2.058,83 kg/hari•
Total Mass Flow Rate = Massa sludge OD + Massa sludge BP I = 5.744,913 kg/hari + 2.058,83 kg/hari = 7.803,74 kg/hari•
Total solid= {41,08 kg/hari-(15 mg/L . 517,30 m3/hr . 10-6 kg/mg . 103 L/m}+ 123,53 kg/hr = 33,3205 kg/hari + 123,53 kg/hari = 156,85 kg/hari
•
95% solids capture = 0,95 . 156,85 kg/hari = 149,0075 kg/hari•
Sludge cake =, \
%
= 596,03 kg/hari•
Massa resirkulasi filtrate = 7.803,74 kg/hari 596,03 kg/hari = 7.207,71 kg/hari•
Qresirkulasi = Volume =
= =
., \., \
, \
, \
= 6.864,486 L/hari= 6.864,486 L/hari = 6,864 m = 6,864 m33/hari/hari 5.5. Preliminary Sizing 5.5. Preliminary SizingPerhitungan preliminary sizing untuk setiap bangunan pengolahan air buangan adalah Perhitungan preliminary sizing untuk setiap bangunan pengolahan air buangan adalah sebagai berikut :
sebagai berikut : Diketahui : Diketahui : Q
Q average average = = 0,00601 0,00601 m³/detikm³/detik Q
Q peak peak = = 0,01082 0,01082 m³/detikm³/detik Q
Q minimum minimum = = 0,0003 0,0003 m³/detikm³/detik 1.
1. Bar ScreenBar Screen Rencana : Rencana :
Bar screen dipasang sebelum sumur pengumpul : Bar screen dipasang sebelum sumur pengumpul : Kecepatan,
Kecepatan, (v) (v) = = 0,6 0,6 m/detikm/detik Panjang
Panjang saluran, saluran, (p) (p) = = 7 7 mm Kedalaman
Kedalaman Saluran, Saluran, (h) (h) = = 0,7 0,7 mm Perhitungan :
Perhitungan : Across
Across = = Q Q peak peak /v /v = = 0,018 0,018 m²m² Lebar bukaan, (L
Lebar bukaan, (L bukaan bukaan) = A/h) = A/h = = 0,02 0,02 m²m² Jumlah bukaan, (n) = L
Jumlah bukaan, (n) = L bukaan bukaan/ / jarak jarak bar bar = = 11 Lebar
Lebar saluran, saluran, (l) (l) = = n n * * jarak jarak bar bar + + n n * * lebar lebar bar bar = = 0,5 0,5 mm Asurface
Asurface = = p p * * l l = = 3,5 3,5 m²m²
2.
2. Sumur PengumpulSumur Pengumpul Rencana :
Rencana : Kedalaman
Kedalaman sumuran, sumuran, (h) (h) = = 0,5 0,5 mm Diameter
Diameter Screw Screw Pump, Pump, (D) (D) = = 0,7 0,7 mm Jarak
Jarak dari dari dinding dinding ke ke Screw Screw Pump Pump = = 0,5 0,5 mm Perhitungan :
Perhitungan : Lebar
Lebar sumuran, sumuran, (l) (l) = = 2 2 * * D D + + 3 3 * * jarak jarak = = 2,90 2,90 mm x
x = = h h / / tg tg (30°) (30°) = = 0,87 0,87 mm Panjang
3.
3. Grit ChamberGrit Chamber Rencana : Rencana :
Digunakan tipe rectangular horisontal flow dengan proportional weir Digunakan tipe rectangular horisontal flow dengan proportional weir Qaverage
Qaverage = = 0,00601 0,00601 m³ / m³ / detikdetik Jumlah
Jumlah Grit Grit Chamber Chamber = = 1 1 buahbuah Waktu
Waktu detensi, detensi, (td) (td) = = 45 45 detikdetik Kecepatan
Kecepatan horisontal, horisontal, (Vh) (Vh) = = 0,25 0,25 m/detikm/detik Kedalaman, Kedalaman, (h) (h) = = 0,4 0,4 mm Perhitungan : Perhitungan : Volume, Volume, (V) (V) = = Q Q * * td td = = 0,270 0,270 m³m³ Across Across = = Q Q / / Vh Vh = = 0,024 0,024 m²m² Lebar
Lebar Grit Grit Chamber, Chamber, (W) (W) = = Across Across / / h h = = 0,06 0,06 mm Panjang
Panjang teoritis, teoritis, (L´) (L´) = = V V / / (h (h * * W) W) = = 11,25 11,25 mm Panjang
Panjang total, total, (L) (L) = = L´ L´ + + 20 20 % % * * L´ L´ = = 13,5 13,5 mm Asurface
Asurface = = L L * * W W = = 0,81 0,81 m²m²
4.
4. Bak Pengendap IBak Pengendap I Rencana :
Rencana : Qaverage
Qaverage = = 0,00601 0,00601 m³/detikm³/detik Over
Over Flow Flow Rate, Rate, (OFR) (OFR) = = 30 30 m³/m²detikm³/m²detik Menggunakan bak pengendap I tipe rectangular
Menggunakan bak pengendap I tipe rectangular Jumlah
Jumlah bak bak = = 1 1 buahbuah
Waktu
Waktu detensi, detensi, (td) (td) = = 2 2 jamjam Kedalaman, Kedalaman, h h = = 2,5 2,5 mm Rasio Rasio p p : : l l = = 44 Perhitungan : Perhitungan : Q
Q tiap tiap bak bak = = 0,00601 0,00601 m³/detikm³/detik Volume
Volume bak, bak, (V) (V) = = Q Q * * td td = = 0,01202 0,01202 m³m³ Asurface
Asurface = = Q Q / / OFR OFR = = 0,0002 0,0002 m²m² Lebar
Lebar bak, bak, (l) (l) = = ( ( 0,25 0,25 * * Asurface)^0,5 Asurface)^0,5 = = 0,007 0,007 mm Panjang
5.
5. Oxidation DitchOxidation Ditch Rencana : Rencana : Jumlah
Jumlah bak bak = = 1 1 buahbuah
Qaverage
Qaverage = = 0,00601 0,00601 m³/detikm³/detik Q
Q tiap tiap bak bak = = 0,01082 0,01082 m³/detikm³/detik Q
Q resirkulasi resirkulasi = = 75 75 % % Q Q bak bak = = 0,0081 0,0081 m³/detikm³/detik Q
Q pengolahan pengolahan = = Q Q bak bak + + Q Q resirkulasi resirkulasi = = 0,01892 0,01892 m³/detikm³/detik Jarak
Jarak antar antar saluran saluran ditch, ditch, (d) (d) = = 2 2 mm Lebar
Lebar saluran saluran atas,(b1) atas,(b1) = = 4 4 mm Lebar
Lebar saluran saluran bawah, bawah, (b2) (b2) = = 2,5 2,5 mm Kedalaman,
Kedalaman, (h) (h) = = 1,5 1,5 mm
Waktu
Waktu tinggal tinggal hidrolik, hidrolik, (td) (td) = = 8 8 jamjam Perhitungan :
Perhitungan : Volume
Volume bak, bak, (V) (V) : : Q Q * * td td = = 8,40 8,40 m³m³ Luas
Luas penampang, penampang, (A) (A) = = 0,5 0,5 * * (b1 (b1 + + b2 b2 ) ) * * h h = = 4,875 4,875 m²m² Panjang
Panjang saluran, saluran, (L) (L) = = V V / / A A = = 1,72 1,72 mm Jari-jari
Jari-jari belokan belokan luar, luar, (R) (R) = = 0,5 0,5 * * (2 (2 * * b1 b1 +d) +d) = = 5,00 5,00 mm Keliling ujung saluran OD, (K´) =
Keliling ujung saluran OD, (K´) =
* * R R = = 15,70 15,70 mm PanjangPanjang 2 2 saluran saluran melingkar, melingkar, (K) (K) = = 2 2 * * K K = = 31,40 31,40 mm
6.
6. Secondary Clarifier :Secondary Clarifier : Rencana :
Rencana :
Digunakan secondary clarifier tipe circular Digunakan secondary clarifier tipe circular Q
Q pengolahan pengolahan = = 0,01227 0,01227 m³/detikm³/detik Jumlah
Jumlah bak bak = = 1 1 buahbuah
Solid
Solid loading, loading, (SL) (SL) = = 2,75 2,75 kg/m²,jamkg/m²,jam MLSS
MLSS yang yang masuk, masuk, (X) (X) = = 4 4 kg/m³kg/m³ Perhitungan : Perhitungan : Asurface Asurface = = (Q (Q * * X) X) / / SL SL = = 0,0178 0,0178 m²m² Diameter clarifier, (D) = ((4 * A ) / Diameter clarifier, (D) = ((4 * A ) /
) ) ^ ^ 0,5 0,5 = = 0,1505 0,1505 mm7. Sludge Drying Bed
Diketahui : Debit lumpur (dari hasil perhitungan mass balance)
Q lumpur BP l = 1,9608 m³/hari
Q lumpur Oxidation Ditch = 27,83 m³/hari
Q waste = 3,80 m³/hari
Rencana :
Kadar solid = 6 %
Kadar air = 94 %
Kadar air cake sludge = 75 %
Jumlah bed = 12 buah
Waktu pengeringan, (td) = 11 hari
Tebal bed, (h) = 0,2 m
Rasio p : l = 1,5
Perhitungan :
Volume cake kering, (Vi) = Q waste * td = 41,8 m³
Asurface = Vi / h = 209 m³ A tiap bed = 17,41 m² Lebar bak, (l) = (1/1,5 * A ) ^ 0,5 = 3,40 m Panjang bak, (p) = 1,5 * l = 5,1 m 8. Chlorinasi Rencana :
Pencampuran menggunakan bangunan baffle channel
Q pengolahan = 0,01227 m³/detik
Jumlah bak = 1 buah
Jumlah baffle = 10 buah
Waktu kontak, (td) = 10 menit
Kecepatan aliran, (Vh) = 4 m/menit
Kecepatan aliran di belokan, (Vb) = 8 m/menit
Kedalaman saluran, (h) = 1 m
Perhitungan :
Across = Q / Vh = 0,00307 m²
Lebar saluran lurus, (W1) = Across / h = 0,00307 m
Lebar belokan, (W2) = Across belokan / h = 0,00153 m Panjang total saluran, (L) = Vh * td = 2400 m Panjang tiap saluran, (L´) = L /n = 240 m
BAB VI
PERHITUNGAN DED
PENGOLAHAN PENDAHULUAN
Air buangan adalah kombinasi cairan dan sampah-sampah cair yang berasal dari pemukiman , perdagangan , perkantoran dn industry bersama-sama dengan air tanah , air pemukiman dan air hujan yang mungkin ada.
Setiap air buangan tentunya bias dikatakan sebagai bahan sisa hasil aktivitas manusia yang sifatnya mempunyai kecenderungan mencemari alam. Untuk itu proses pengolahan air limbah sangat diperlukan keberadaannya , dengan criteria-kriteria yang harus dipenuhi , yaitu :
a. Kesehatan , proses harus mampu mengurangi atau bahkan menghilangkan organisme pathogen.
b. Kultur , proses dapat diterima oleh masyarakat sekitar. c. Ekologi , proses harus aman bagi lingkungan sekitar.
d. Ekonomi , proses harus sesuai dengan kemampuan ekonomi dan modal yang tersedia e. Standard , proses harus memenuhi standard yang berlaku.
f. Gangguan , proses tidak menimbulkan hal atau gangguan yang merugikan. Pada dasarnya proses pengolahan dibagi menjadi tiga tahap , yaitu :
1. Pengolahan pendahuluan 2. Pengolahan kedua
3. Pengolahan lanjutan
Untuk pengolahan kedua dan pengolahan lanjutan akan dijelaskan pada bab tersendiri. Sedangkan untuk pengolahan pendahuluan , akan dijelaskan secara detail mengenai tahapan proses pengolahannya pada bab ini.
6.1 Saluran Pembawa
Saluran pembawa ini merupakan saluran menuju instalasi pengolahan air limbah , yang akan membawa air limbah dari perumahan RW 01 Desa Kepuh Kiriman Kecamatan Waru Kabupaten Sidoarjo, baik domestik maupun non domestik. Adapun kapasitas pengolahan yang akan digunakan sebagai dasar perhitungan adalah debit pada tahap 2017-2027.
Qmin = 3 liter/detik = 0,0003 m³/detik Qaverage = 6,01 liter/detik = 0,00601 m³/detik
Untuk kriteria desain saluran pembawa adalah sebagai berikut :
•
Terbuat dari beton , n = 0,015•
Saluran bentuk pipa•
Kemiringan , S = 0,0003•
Kecepatan aliran dalam saluran , v= 0,3 m/detik–
2,5 m/detikPerhitungan :
•
Penentuan diameter saluranDiasumsikan d/D = 90% (dimana pada saat Q peak masih tersisa tinggi renang sebesar 10%) ; maka berdasarkan table (lampiran) diperoleh k = 0,44.
Q = k / n . d8/3 . S1/2
Untuk Q peak, maka d peak =
\ . \
\
Dimana :
Q = debit saluran (m3/detik) n = koefisien kekasaran Manning d = Kedalaman aliran S = Slope saluran Sehingga : d peak =
,\, . ,, \\
\
= 0,234m ≈ 0,
23 m d/D = 0,9 , maka D =
,
= 0,255m ≈ 0,
30 m = 300 mm Jadi diameter pipa (D) = 300 mmDengan diameter yang sama dicari dmin untuk Qmin :
Q = k’/n . D
8/3 . S1/2k’ = .
\. \
=
, \. ,
,\ . ,\
=
,
,
0,00048
dengan k’ = 0,0
0048 ; maka berdasarkan table diperoleh d/D = 0,14 Sehingga :•
Kontrol kecepatan Pada saat Q peak:v peak=
\ .
=
, \
, ., . .
=
, \
, . , . , . ,
= 0,170 m/detik Pada saat Qmin :
Vmin =
\ .
=
, , ., . . \
=
, . , . , . ,, \
Vmin= 0,03 m/detik
6.2. Bar Screen
Fungsi dari bar screen adalah untuk menyaring benda-benda padat dan kasar yang ikut hanyut dalam air buangan yang dapat menimbulkan kerusakan atau clogging (penyumbatan) dan untuk melindungi peralatan seperti pompa.
Kriteria desain untuk bar screen dapat dilihat pada table berikut ini : Tabel 6.1. Faktor desain pembersihan bar screen
Kriteria Desain Pembersihan Manual Pembersihan Mekanik 1. Kecepatan melalui rack (v) , m/detik
2. Ukuran bar :
• Lebar (w) , m
• Kedalaman (D) , mm
3. Jarak antar batang (b) , mm
4. Slope batang dari vertical , (derajad) 5. Headloss yang diijinkan (hL) , mm 6. Headloss maksimum (hL) , mm 0,2-0,6 4-8 25-50 25-75 45-60 150 800 0.6-1.0 8-10 50-75 10-50 75-85 150 800
Sumber : Qosim , Wastewater Treatment Plants : Planning , Design , and Operations , 1985 , hal 158