(RUMAH POTONG HEWAN)
Oleh :
I KOMANG TRI SUARBAWA
0952010004
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN”
(RUMAH POTONG HEWAN)
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik ( S-1)
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
O l e h :
I KOMANG TRI SUARBAWA
0952010004
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JAWA
TIMUR
(RUMAH POTONG HEWAN)
Oleh :
I KOMANG TRI SUARBAWA
0952010004
Telah diperiksa dan disetujui
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional” Veteran” Jawa Timur.
Mengetahui Ketua Jurusan
Dr.Ir. Munawar, MT. NIP : 19600401 198803 1001
Menyetujui Pembimbing
Ir. Putu Wesen, MS. NIP.19520920 198303 1001
Laporan Tugas Perencanaan ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana (S-1), tanggal
...
Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya kepada Ida Sang Hyang Widhi Wasa atas wara nugraha Nya
sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan
Air Buangan RPH (Rumah Potong Hewan) dengan baik.
Tugas perencanaan ini merupakan salah satu persyaratan bagi setiap
mahasiswa Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan,
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur untuk mendapatkan gelar
sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, kami telah banyak memperoleh bimbingan
dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penyusun ingin
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Naniek Ratni, JAR., M.Kes. selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
2. Dr. Ir. Munawar, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur .
3. Ir. Putu Wesen, MS. selaku Dosen Pembimbing tugas PBPAB yang telah
membantu, mengarahkan dan membimbing hingga tugas perencanaan ini
4. Firra Rossariawari, ST dan Ir. Yayok Suryo P, MS. selaku dosen mata kuliah
PBPAB.
5. Kedua orang tua dan kakak saya yang telah membantu pikiran, tenaga dan
material serta support yang tidak pernah habis buat saya.
6. Ananta Angga, Nove Adi W dan Hasan Ashari sebagai partner tugas PBPAB
yang selalu memberikan semangat, dan membantu baik secara langsung
maupun tidak langsung hingga terselesainya tugas PBPAB ini, “we are the
best team”. Adhi Dwi dan I Made Hendra sebagai pembimbing spiritual saya
7. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan 2009 yang secara langsung
maupun tidak langsung telah membantu hingga terselesainya tugas ini.
8. Semua pihak yang telah membantu dan yang tidak dapat saya sebutkan satu
per satu.
Penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan
tugas perencanaan ini, untuk itu saran dan kritik yang membangun akan penyusun
terima dengan senang hati. Akhir kata penyusun mengucapkan terima kasih dan
mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam penyusunan laporan ini terdapat
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR………..…… I
DAFTAR ISI………..…... III
BAB I PENDAHULUAN………. 1
I.1 Latar Belakang………... 1
I.2 Maksud dan Tujuan……….... 3
I.3 Ruang Lingkup……….. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA………...5
II.1. Aktivitas RPH ……...…….. 5
II.2. Bangunan Pengolahan Untuk RPH ………...7
II.2.1. Pratreatment (Pengolahn Pendahuluan) …....…...7
II.2.2 Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment)... 28
II.3. Presentase Penyisihan Pada Berbagai Bangunan……...34
BAB III DATA PERENCANAAN………..35
III.1. Kapasitas Dan Kualitas Pengolah Air Limbah…..……… …35
III.2. Kualitas Effluent Yang Direncanakan ……… ..36
III.3. Sistem Pengolahan ………....37
III.4. Diagram Alir Pengolahan Limbah………..37
BAB IV PERHITUNGAN BANGUNAN PENGOLAHAN………... 39
V.2. Saran………...143
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A Tabel dan Grafik
I.1. Latar Belakang
Tugas perencanaan pengolahan air buangan ini merupakan salah
satu tugas wajib yang harus diselesaikan dalam tahap meraih gelar Sarjana
bagi seluruh Mahasiswa Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas
Teknik Sipil dan Perencanaan UPN ”VETERAN JAWA TIMUR. Dalam
tugas perencanaan bangunan pengolahan air buangan ini didasari dari
penurunan kualitas lingkungan yang sangat tinggi dan signifikan serta
berdampak negatif dalam kedepannya. Penurunan kualitas lingkungan
akan terus muncul secara serius diberbagai Negara di dunia sepanjang
penduduk di negara negara tersebut tidak segera memikirkan dan
mengusahakan keselamatan dan keseimbangan lingkungan. Begitupun
juga di Indonesia, permasalahan lingkungan hidup seolah-olah seperti
dibiarkan menggelembung sejalan dengan intensitas pertumbuhan industri,
walaupun industrialisasi itu sendiri sedang menjadi prioritas dalam
pembangunan. Tidak kecil jumlah korban ataupun kerugian yang justru
terpaksa ditanggung oleh masyarakat luas tanpa ada kompensasi yang
sebanding dari pihak industri. Proses perusakan lingkungan tetap terus
berjalan dan kerugian yang ditimbulkan harus ditanggung oleh banyak
pihak, tetapi solusinya yang tepat tetap saja belum bisa ditemukan. Bahkan
Lingkungan Hidup, tetapi tetap saja pemecahan masalah lingkungan hidup
menemui jalan buntu. Hal demikian pada dasarnya disebabkan oleh
adanya kesenjangan yang tetap terpelihara menganga antara masyarakat,
industri dan pemerintah termasuk aparat penegak hukum.
Kebutuhan masyarakat terhadap produk industri pertenakan
semakin meningkat. Daging adalah salah satu produk industri pertenakan
yang dihasilkan dari usaha pemotongan hewan. Rumah Potong Hewan
(RPH) sebagai tempat usaha pemotongan hewan dalam penyediaan daging
sehat seharusnya memeperhatikan faktor-faktor yang berhubungan dengan
sanitasi baik dalam lingkungan RPH maupun lingkunagan disekitarnya.
Limbah pemotongan hewan (RPH) yang berupa fase urine, isi rumen atau
isi lambung, darah afkiran daging atau lemak, dan air cuciannya, dapat
bertindak sebagai media pertumbuhan dan perkembangan mikroba
sehingga limbah tersebut mudah mengalami pembusukan. Sebagai
konsekuensi logis perlu diadakan suatu penanganan, pengolahan maupun
pengelolaan secara khusus agar air buangan tidak mencemari lingkungan,
terutama badan air penerima yang tidak hanya berfungsi menampung hasil
olahan air buangan, tetapi juga dimanfaatkan sebagai sumber penyediaan
air untuk konsumsi air bersih di sepanjang aliran sungai. Oleh karena itu,
sesuai dengan S.Kep Gubenur Jawa Timur No.45 Tahun 2002 tentang
Baku Mutu Air Limbah, maka diperlukan suatu penanganan dimana
terjadi proses penghilangan bahan organik maupun anorganik.
I.2. Maksud Dan Tujuan
I.2.1 Maksud
Menentukan dan merencanakan jenis pengolahan air buangan
Rumah Potong Hewan (RPH) sesuai karakteristik air buangannya
termasuk hal – hal yang terkait didalamnya, seperti layout dan
pengoperasiannya, agar diperoleh suatu kualitas air buangan yang sesuai
standart baku mutu yang berlaku.
I.2.2. Tujuan
Tujuan dari tugas ini adalah Mahasiswa dapat merancang bangunan
pengolahan air limbah Rumah Potong Hewan (RPH) sesuai dengan
karakteristik yang di tentukan, agar sesuai dengan standart baku mutu yg
di ada dalam Surat Keputusan Gubernur Jawa Timur no.45 Tahun 2002.
I.3. Ruang Lingkup
Ruang lingkup tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air
Buangan Industri RPH ini meliputi :
1. Penentuan kapasitas pengolahan
2. Pembuatan diagram alir
3. Kriteria desain
4. Perhitungan detail tiap-tiap unit pengolahan
5. Perhitungan hidrolis
6. Gambar-gambar :
a. Tata letak
c. Detil bangunan
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
II.1. Aktivitas RPH
Rumah Potong Hewan sebagai tempat usaha tempat usaha pemotongan
hewan dalam mengolah penyediaan daging sehat dan aman bagi kebutuhan
penduduk. Syarat dan tata cara pemotongan hewan potong tercantum dalam SK
Menteri Pertanian No. 413/Kpt/TN.3101711992.
Kegiatan RPH akan menghasilkan limbah dengan kandungan bahan
organik tinggi disertai kosentrasi bahan padat dan lemak yang relatif tinggi.
Menurut Kusnoputranto (1995) limbah ini akan berdampak pada kualitas fisik air
yaitu warna dan pH disamping itu total padatan terlarut. Padatan tersuspensi,
kandungan lemak, BOD5, ammonium, nitrogen, fosfor akan mengalami
peningkatan. Limbah terbesar berasal dari darah dan isi perut (Tjiptadi 1990).
Sedangkan darah berdampak pada peningkatan nilai BOD dan padatan
tersuspensi. Disamping itu isi perut (rumen) dan usus akan meningkatan jumlah
padatan. Pencucian karkas juga meningkatkan nilai BOD. Sedangkan Bewick
(1980) menyatakan bahwa limbah ternak merupakan sumber pencemaranbagi air
yang mempunyai kandungan BOD tinggi dan kandungan oskigen yang terlarut
didalam air relatif sedikit. Beberapa sifat limbah cair yang perlu diketahui anatar
lain volume aliran. Kosentrasi organik, sifat-sifat karakteristik dan toksisitas
(Jenie dan Rahayu, 1993). Pengukuran BOD dan COD adalah salah satu
parameter pengukuran terhadap kadar organik dari limbah. Apabila limbah cair
diperlukan (Jenie dan Rahayu, 1993). Untuk menangani limbah yang dihasilkan
oleh RPH, maka ada tiga kegiatan yang perlu dilakukan yaitu identifikasi limbah,
karakterisasi dan pengolahan limbah (Ross et al., 1992). Hal ini harus dilakukan
agar dapat ditentukan suatu bentuk penanganan limbah RPH yang efektif.
II.2. Bangunan Pengolahan Buangan Untuk RPH
Bangunan Pengolahan Air Buangan mempunyai kelompok tingkat
pengolahan, pengolahan air buangan dibedakan atas :
II.2.1. Pr a Treatment (Pengolahan Pendahuluan)
Proses pengolahan yang dilakukan untuk membersihkan dan
menghilangkan sampah terapung dan pasir agar mempercepat proses pengolahan
selanjutnya. Unit proses pengolahannya meliputi,:
A. Sumur Pengumpul dan Pemompaan.
Sumur pengumpul merupakan unit penyeimbang, sehingga debit dan
kualitas limbah yang masuk ke instalasi dalam keadaan konstan. Pada sumur
pengumpul dibutuhkan Pemompaan yang digunakan untuk mengalirkan limbah
dari sumur pengumpul ke unit pengolahan selanjutnya untuk jenis dan fungsi
masing masing pompa ditampilkan pada tabel II.1
TABEL II.1 MACAM-MACAM KARAKTERISTIK POMPA
KlasifikasiUtama Type Pompa Kegunaan Pompa
Kinetik Centrifugal - Air limbah sebelum diolah
- Penggunaan lumpur kedua
- Pembuangan effluent
Peripheral - Limbah logam, pasir lumpur,
air limbah kasar
Rotor - Minyak, pembuangan gas
permasalahan zat-zat kimia
pengaliran lambat untuk air
Saluran Pembawa Screw Pump
Pipa inlet
Gambar II.2 Screw Pump
Rumus yang digunakan :
td = Q V
V = A x H
dengan :
V = volume sumur pengumpul (m3)
A = luas permukaan sumur pengumpul (m2)
Q = debit air buangan yang dipompa (m3/dt)
td = waktu detensi (dt)
H = kedalaman air (m)
B. Screening
Screening biasanya terdiri-dari batang pararel, kawat atau grating,
perforated plate dan umumnya memiliki bukaan yang berbentuk bulat atau
persegi empat. Secara umum peralatan screen terbagi menjadi dua tipe yaitu
screen kasar dan screen halus. Dan cara pembersihannya ada dua cara yaitu secara
manual dan mekanis. Perbedaan screen kasar dan halus adalah pada jauh dekatnya
jarak antar bar screen. Prinsip yang digunakan bahan padat kasar dihilangkan
dengan sederet bahan baja yang diletakan dan dipasang melintang arah aliran.
Kecepatan arah aliran harus lebih dari 0.3 m/dt sehingga bahan padatan yang
tertahan di depan saringan tidak terjepit. Jarak antar batang biasanya 20-40 mm
dan bentuk penampang batang tersebut empat persegi panjang berukuran 10 mm x
50 mm. Untuk bar screen yang dibersihkan secara manual, biasanya saringan
dimiringkan dengan kemiringan 60o terhadap horizontal seperti yang ditampilkan pada gambar II.3
Screen ber fungsi untuk :
- Menyaring benda padat dan kasar yang ikut terbawa atau hanyut dalam air
buangan supaya benda-benda tersebut tidak menggangu aliran idalam saluran
dan tidak mengganggu proses pengolahan air buangan.
- Mencegah timbulnya kerusakan dan penyumbatan dalam saluran pembawa.
W i re m e s h
Gambar II.3 Screening
Dari penjelasan diatas Jenis dan ukuran screen ditampilkan pada tabel II.2, II.3
dan II.4
Tabel II.2. Pembagian Screen
Bagian-bagian Manual Mekanikal
1. Ukuran kisi
- Lebar
- Dalam
2. Jarak antar kisi
3. Sloop
4. Kecepatan melalui bar
5. Head Loss
05 – 15 mm
25 – 75 mm
25 – 50 mm
300 - 400 0,3 – 0,6 m/det
150 mm
05 – 15 mm
25 – 75 mm
15 – 75 mm
00 - 300 0,6 – 1,0 m/det
150 mm
(Sumber : Met Calf and Eddy, “1991)
Rumus yang digunakan
:
Headloss pada bar screen :
β.
(
/)
3.. .sinϑ4 hv b w h=
dengan :
h = headloss, (m)
β = Faktor bentuk
w = Lebar mauka kisi
b = Jarak antar kisi
hv = Tekanan kecepatan air yang melalui kisi, (m)
θ = Sudut terhadap horizontal
(Sumber: Syed R. Qasim, , 1985)
Tabel II.3. Faktor bentuk
J enis Bar β Bentuk
- Segi empat sisi runcing 2,42
- Segi empat sisi bulat runcing 1,83
- Segi empat sisi bulat 1,67
- Bulat 1,79
J umlah Batang :
(
n)
b ntws= +1. + .
dengan :
Ws = lebar saluran, (m)
n = jumlah batang
b = jarak antar kisi, (m)
t = tebal kisi/bar, (m)
Lebar Bukaan Screen :
t n ws wc = − .
Kecepatan melalui kisi :
h wc
Q Vi
. =
Tekanan kecepatan melalui scr een :
g Vi hv
. 2
2
=
Tabel II.4. J enis-jenis Screen
TIPE SCREEN
PERMUKAAN SCREEN
KLASIF
IKASI
UKURA
N
UKURAN
RATA-RATA (in2) TERBUAT DARI
1. Bar Rack
2. Screen
- Inclinet
(Fixed)
- Inclinet
(Rotary)
- Drum
(Rotary)
- Rotary
disk
- Centrifug
al
Kasar
Medium
Kasar
Kasar
Medium
Halus
Medium
Halus
Halus
0,6 – 1,5
0,01 – 0,1
0,03 x 0,09 x 2
0,1 – 0,2
0,01 – 0,1
6 –35 µm
0,01 – 0,4
0,001 – 0,02
0,002 – 0,02
Baja, stainless, steel
Stainless – steel, widge – wire
Kincir perunggu / plat
Stainless – steel, widge – wire
Stainless – steel, widge – wire
Stainless – steel, polyester
Stainless – steel
Stainless, steel
Stainless – steel, polyester - kain
C. Flotasi
Berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel suspensi, seperti minyak,
lemak dan bahan-bahan apung lainnya yang terdapat dalam air limbah dengan
mekanisme pengapungan. Berdasarkan mekanismenya pemisahannya :
1. Bisa berlangsung secara fisik, yaitu tanpa penggunaan bahan untuk
membantu percepatan flotasi, hal ini bisa terjadi karena partikel-partikel
suspensi yang terdapat dalam air limbah akan mengalami tekanan ke atas
sehingga mengapung di permukaan karena berat jenisnya lebih rendah
dibanding berat jenis air limbah.
2. Bisa dilakukan dengan penambahan bahan, yaitu : Udara atau bahan
polimer yang diinjeksikan ke dalam cairan pembawanya, yang dapat
mempercepat laju partikel ringan menuju permukaan. Untuk keperluan
flotasi, udara yang diinjeksikan jumlahnya relatif sedikit (± 0,2 m3 udara)
untuk setiap m3 air limbah. Semakin kecil ukuran gelembung udara maka
proses flotasi akan semakin sempurna.
Rumus yang digunakan :
1. a. Operasi tanpa resirkulasi
S A
=
(
)
Sa 1 fP Sa 3 ,
1 −
b. Operasi dengan Resir kulasi
S A
=
(
)
XQ . Sa
R . 1 fP Sa 3 ,
1 −
A/ S = perbandingan udara dengan padatan, mL udara/mg
padatan
Sa = kelarutan udara, mL/L
f = fraksi udara terlarut pada tekanan P, biasanya 0,5
P = tekanan, atm
7 , 14
7 , 14 p+
= (U.S. customary units )
3 , 101
35 , 101 p+
= (SI units)
p = gage pressure, lb/in2 gage (kPa) Sa = padatan lumpur, mg/L
Sumber: (Metcalf and Eddy,1991)
D. Netralisasi
Air buangan industri dapat bersifat asam atau basa/alkali, maka sebelum
diteruskan ke badan air penerima atau ke unit pengolahan secara biologis dapat
optimal. Pada sistem biologis ini perlu diusahakan supaya pH berbeda diantara
nilai 6,5 – 8,5. Sebenarnya pada proses biologis tersebut kemungkinan akan
terjadi netralisasi sendiri dan adanya suatu kapasitas buffer yang terjadi karena
ada produk CO2 dan bereaksi dengan kaustik dan bahan asam.seperti ditampilkan
pada gambar II.4.
Larutan dikatakan asam bila : H+ > H- dan pH < 7
Larutan dikatakan basa bila : H+ < H- dan pH > 7
Ada beberapa cara menetralisasi kelebihan asam dan basa dalam limbah cair,
seperti :
- Pencampuran limbah.
- Melewatkan limbah asam melalui tumpukan batu kapur.
- Pencampuran limbah asam dengan Slurry kapur.
- Penambahan sejumlah NaOH, Na2CO3 atau NH4OH ke limbah asam.
- Penambahan asam kuat (H2SO4,HCl) dalam limbah basa.
- Penambahan CO2 bertekanan dalam limbah basa.
- Pembangkitan CO2 dalam limbah basa.
Effluen
Pengaduk pH sensor
Inffluen
Pipa Injeksi
Gambar Bak II.4 Netralisasi
Rumus yang digunakan :
a. Dosis dibawah H2SO4
( )
( )
lt xBM(
gr grmol)
x(
mg gr)
Vair mg Y
/ 10
1 /
1
dengan:
Y = Dosis kebutuhan chlor
V = Volume air
BM = Berat mol
b. Reaksi : H2SO4→ 2H+ + SO4
2-[ ]
Vair Y adalah
H+ : 2.
c.
[ ]
Vair Y H
pH =−log + =−log2.
d. Kecepatan putaran turbine
( )
(
3)
15. .
. 15
γ ρ
n KT
g Dt =
dengan :
Dt = Diameter turbine
KT = Koefisien turbine
n = Kecepatan turbine
p = Power
g = Kecepatan gravitasi
γ = Berat jenis air
( )
(
)
10(
mg/gr)
1 mol
gr / gr BM
1 V
mg Y
3 air
× ×
Dengan:
Y = Dosis kebutuhan
V = Volume air
BM = Berat molekul
- Reeaksi: NaOH → Na + OH ֿ◌
(H) adalah: Y/V air
- pOH = 14-pH = -log (OH ֿ◌ )
- Kecepatan putaran turbin
Dt =
( )
(
3)
12 2 1. n . KT
g .
γ ρ
Dimana:
DT = diameter turbin
KT = kefisien turbin
N = kecepatan turbin(rps)
ρ = power(hp)
G = kecepatan gravitasi
γ = berat jenis
E. Koagulasi-flokulasi
Tingkat pengolahan air buangan selalu meningkat karena perkembangan
industri yang kompleks dan meningkatnya populasi penduduk. Populasi yang ada
dalam air terdiri dari bahan-bahan organik dan an-organik terlarut, bakteri dan
plankton, dan bahan an-organik yang tersuspensi. Komponen kasar seperti pasir
dan lumpur dapat dipisah dengan cara pengendapan secara sederhana, sedangkan
partikel-partikel halus tidak dapat dipisah dengan cara sederhana tetepi harus
dilakukan flokulasi untuk menghasilkan partikel besar yang dapat dipisahkan.
Koloid adalah substans yang berdiameter 0.1 milimikcron-100 milimicron yang
sukar dipisahkan dengan cara sedimentasi sederhana. Untuk dapat
mengatasinya(hydroxide) yang bermuatan positif. Hydroxide ini akan menetralisir
koloid yang bermuatan negatif.Koagulasi dapat didefinisikan sebagai proses
pembentukan partikel tak stabil dan penggabungan awal dari partikel awal tak
stabil dengan cara penambahan bahan kimia yang disebut koagulan. Untuk
keperluan ini diperlukan energi yang cukup besar dalam waktu yang relatif
singkat yaitu antara 30-60 detik, dengan gradien kecepoatan 200-500/detik.
Flokulasi adalah transportasi partikel tak stabil sehingga terjadi kontak antara
partikel. Pada flokulasi dilakukan pengadukan lambat untuk mengabungkan
partikel yang tidak stabil sehingga membentuk flok yang cepat mengendap. Nilai
gradien kecepatan bewrkisar antara 10-90/detik, dengan waktu kontak 5-10
menit. (sumber: Putu wesen,2000).Pengolahan dengan proses koagulasi selalui
diikuti proses flokulasi. Fungsi dari proses koagulasi untuk memberikan
Sedangkan fungsi dari proses flokulasi adalah untukm membentuk flok-flok.
Perbedaan proses flokulasi dan koagulasi pada kecepatan pengadukannya, proses
koagulasi memerlukan yang relatif cepat dibanding proses flokulasi.
Jenis-jenis koagulan yang sering digunakan adalah:
a. Koagulan Alumunium Sulfat
Alumunium sulfat dapat digunakan sebagai koagulan dalam pengolahan
air buangan. Koagulan ini membutukkan kehadiran alkalinitas dalam air untuk
membentuk flok. Dalam reaksi koagulasi, flok alum dituliskan sebagai Al(OH)3.
Mekanisme koagulasi ditentulkan oleh Ph, konsentrasi koagulan dan konsentrasi
koloid. Koagulan dapat menurunkan pH dan alkalinitas karbonat. Rentang pH
agar koagulasi dapat berjalan dengan baik antara 6-8. Didalam air koagulan alum
akan mengalami proses disosiasi, hidrolisa dan polimerisasi.
Reaksi disosiasi:
Al2(SO4)3 2Al³. 3SO4²-
Reaksi hidrolisa:
Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3 +3H2SO4
Reaksi polimerisai ion komplek
[Al(H2O)6]3+ + H+O [Al(H2O)5 OH]2+ +H2O
[Al(H2O)5 OH]2+ +H2O [Al(H2O)4 (OH)2]4+ +H2O
b. Koagulan Fer ri Clorida
c. Koagulan Chlorinated Copperas (Fe(SO4)3), Fe Cl3 . 7H2O
J enis-jenis flokulasi, yaitu:
1. Flokulasi mekanis
2. Flokulasi hidrolis
- Baffle channel flocculator
- Gravel bed flocculator
- Hidrolic jet flokulator
3. Flokulasi pneumatis
Pengolahan dengan proses koagulasi selalu diikuti dengan proses
flokulasi. Pengolahan dengan cara ini diperlukan untuk mengolah limbah
yang tingkat kekeruhannya cukup tinggi yang disebabkan oleh zat pencemar.
Perbedaan proses koagulasi dengan flokulasi adalah pada kecepatan
pengadukannya. Koagulasi diperlukan pengadukan yang relatif cepat
sedangkan flokulasi pengadukannya secara perlahan seperti ditampilkan pada
gambar II.5.
Rumus yang digunakan :
1. Koagulasi
- G =
C P
µ
- P = µ .G2 . C Dimana :
P = Tenaga motor (gr.cm/dtk)
µ = Viskositas absolut ( 10-2 gr.massa/cm.dtk ) (besarnya tergantung temperatur)
- Untuk blade :
P = 1,44 x 10-4 CDρ [(1 – K) n]3 b ∑ (r4-ro4)
Dimana:
n = Putaran per menit
k = Koefisien gosokan
ρ = massa jenis air
r = Jarak dari as kebagaian luar paddle
ro = jarak dari as ke bagian dalam paddle
2. Flokulasi
- P = µ C . G2
- P = 1,44 x 104 CD ρ [(1 – K) n]3 b ∑ (r4-ro4)
- V =
n S . R23 12
Dimana :
R = jari – jari hidrolis
S = kemiringan saluran
n = konstanta manning
V = kecepatan aliran (m/dt)
G = 20-100 detik-1
- Kecepatan air pada saluran lurus :
- Kecepatan air pada belokan :
VB = ( 2 – 3,5 ) . VH
Inffluen
Effluen
Inffluen Effluen
Motor
Gambar II.5 Koagulasi – Flokulasi
( Sumber: Unit Operasi, Agus Slamet )
F. Bak Pengendap I
Effisiensi penyisihan dari bak pengendap pertama ini tergantung dari
kedalaman bak dan dipengaruhi oleh luas permukaan serta waktu detensi.
Berfungsi untuk memisahkan padatan tersuspensi dari cairan dengan
menggunakan sistem gravitasi dengan syarat kecepatan horizontal partikel tidak
boleh lebih besar dari kecepatan pengendapan. Skimmer yang ada pada bak
pengendap I digunakan untuk tempat pelimpah lemak dan minyak yang
Gambar II.6 Bak Pengendap Rektanguler
Rumus yang digunakan :
1. Setling Zone
Untuk proses pengendapan atau pemisahan partikel dari buangan.
a. Kecepatan pengendapan partikel, mengikuti hukum Stokes.
(
)
2. 1 .
18 v dρ
Ss g
Vs= −
dengan :
Vs = Kecepatan pengendapan partikel (cm/det)
g = Percepatan gravitasi (cm/det2)
Ss = Spesifik gravity
b. Check terjadinya penggerusan
(
)
[
]
12. . 1 . .
8 βα Ss gdρ
Vsc= −
dengan :
β = Faktor friksi porositas : 0,02 – 0,12
α = Faktor friksi hidrolis : 0,03
s = Spesifik gravity
Dimana bila Vsc > Vh maka tidak terjadi penggerusan.
c. Check terjadinya aliran pendek, ditentukan oleh Froude Number
(NFr)
R g Vh NFr
.
2
=
dengan :
Vh = Kecepatan horizontal (cm/det)
R = Jari-jari hidrolis
Jika NFr > 10-5 tidak akan terjadi aliran pendek.
d. Check terjadinya aliran turbulensi ditentukan oleh Reynold
Number.
v R Vh
Nre= .
2. Inlet Zone
Untuk memperluas aliran dari effluen ke settling zone.
Bila dipergunakan multiple openning :
(
2. .)
12.
.A gH
c Q=
dengan :
Q = Debit air buangan (m3/detik) c = Faktor kontraksi 0,6
A = Luas area total m2
H = Beda tinggi air di saluran dan di bak.
3. Outlet Zone
Zone ini dibatasi oleh beban pelimpah yang merupakan banyaknya air
yang melimpah perpanjang perperiode waktu.
a. Penentuan panjang weir :
HW B n Q
. 5 . 〈
b. Tinggi diatas air weir :
2 3
. . 342 ,
0 LH
Q=
dengan :
L = Panjang weir (m)
c. Sludge Zone
Untuk menampung material terendap dalam bentuk lumpur. Ruang lumpur
berbentuk limas terpancung.
( )
{
' . ' 12}
.
3 A A AA
t
V = + +
dengan :
A = Luas bagian atas limas (m2) A’ = Luas bagian bawah limas (m2)
Sumber : (Huisman, L, Prof. Ir., Sedimentation and Flotation)
II.2.2. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment)
Pengolahan sekunder akan memisahkan koloid dan komponen organik
terlarut dengan proses biologis. Proses pengolahan biologis ini dilakukan secara
aerobik maupun anaerobik dengan efisiensi reduksi BOD antara 75 - 90 % serta
90 % SS.
Macam-macam pengolahan sekunder adalah:
a. Activated Sludge Proses
Dalam proses lumpur aktif, air limbah mengalir ke tangki aerasi. Ini
merupakan yang campuran kompleks yang mengandung bakteri, jamur,
protozoa, dan mikroorganisme lainnya dan keadaan ini disebut secara
b. Pegolahan dengan Biofilm
Macam-macam pengolahan dengan menggunakan biofilm :
Tricling Filter
Tricling filter menurunkan beban organik yang terdapat dalam air
buangan dengan cara mengalirkannya pada media yang permukaannya
diselimuti oleh lumpur aktif sebagai biological film. Filter yang
digunakan batua- batuan, pasir, granit dan lain-lain dalam berbagai ukuran
mulai dari diameter 3/4 in sampai dengan diameter 2,5 in. Proses yang
terjadi adalah proses biologis yang memerlukan oksigen (aerobik).
Cara kerja Tricling filter :
Air limbah dari pengolahan primer dialirkan masuk melalui pipa yang
berputar diatas suatu lahan dengan media filter, beban organik yang ada dalam
limbah disemprotkan diatas media, dan diuraikan oleh mikroorganisme yang
menempel pada media filter. Bahan organik sebagai substrat yang terlarut dalam
air limbah di absorbsi dalam biofilm antar lapisan berlendir.
Pada lapisan bagian luar biofilm, bahan organik diuraikan oleh
mikroorganisme aerobik. Pertumbuhan mikroorganisme mempertebal lapisan
biofilm, oksigen yang terdifusi dapat dikomsumsi sebelum biofilm mencapai
ketebalan maksimum. Pada saat mencapai ketebalan penuh maka oksigen tidak
dapat mencapai penetrasi secara penuh, sehingga pada bagian dalam atau pada
permukaan media akan berat pada kondisi anaerobik. Pada saat lapisan biofilm
mengalami penambahan ketebalan, dan bahan organik yang diabsorbsi dapat
berada pada permukaan media. Dengan kata lain tidak tersedia bahan organik
untuk sel carbon pada bagian permukaan media, sehingga mikroorganisme sekitar
permukaan media mengalami fase endogenous atau kematian. Pada akhirnya
mikroorganisme sebagai biofilm tersebut akan lepas dari media, cairan yang
masuk akan ikut melepas atau mencuci dan mendorong biofilm keluar setelah itu
lapisan biofilm baru akan segera tumbuh. Fenomena lepasnya biofilm dari media
tersebut sloughing dan hal ini fungsi dari beban organik dan beban hidrolik pada
trickling filter tersebut. Beban hidrolik memberikan kecepatan daya gerus biofilm
sedangkan beban organik memberikan kecepatan daya dalam biofilm.
Berdasarkan beban hidrolik dan organik maka dapat dikelompokan tipe trickling
filter low rate dan high rate.Trickling filter terdiri dari suatu bak dengan media
permeable untuk pertumbuhan mikroorganisme. Filter media biasanya
mempunyai ukuran diameter 25-100 mm, kedalaman filter berkisar 0,9-2,5m
(rata-rata 1,8) media filter dapat mencapai 12 m yang disebut sebagai tower
trickling filter.Air limbah didistribusikan pada bagaian atas dengan satu lengan
distributor yang dapat berputar. Filter juga dilengkapi dengan underdrain untuk
mengumpulkan biofilm yang mati untuk kemudian diendapakan dalam bak
sedimentasi. Bagaian cairan yang keluar biasanya dikembalikan lagi ketrickling
filter sebagai air pengencer air baku yang diolah seperti yang ditampilkan pada
gambar II.7.
1) Formula NRc
Formula praktis yang dikembangkan oleh NRc
E1 =
1 1.F
V / ' yo 0085 , 0 1
100
+
Dimana:
E1 = efisiensi tricking filter (%)
y0 = lb BOD5 influent per hari (SOQ)
V = volume filter bagian media (actft)
F = faktor resirkuler
Harga F dihitung dengan persamaan resirkulasi
F =
(
)
2Q / R 1 , 0 1
Q / R 1
+ +
R/Q adalah perbandingan resirkulasi (nilai maksimal 8) untuk tricking
filter jenis low rate, harga aktiva tetap = 1; apabila kita menggunakan
2 tricking filter yang dibangun secara seri, maka kinerja filter kedua
dapat dihitung dengan rumus:
E2 =
1 1 0 1
F . V / ' y E 1
0085 , 0 1
100
− +
Dimana:
E2 = efisiensi tricking filter kedua (%)
y0' = lb BOD5 influent per hari (S0 . Q)
= y0 . (1 – E1)
V = volume filter bagian media (ft3)
F = faktor resirkulasi (Metcalf and Eddy,1991
2) Kontrol Organik Loading
OL = S0 . Q/V
Dimana:
S0 = konsentrasi BOD5 (gr/m3)
Q = debit air limbah (m3/dt)
V = volume media tricking filter
3) Kontrol Hidraulic Loading
HL = Q/A
Dimana:
Q = debit air limbah (m3/dt) A = luas media tricking filter (m2)
c. Sludge Drying Bed
Sludge drying bed terdiri dari lapisan pasir kasar dengan kedalaman
15 – 25 cm, lapisan kerikil dengan ukuran yang berbeda – beda, dan pipa
yang berlubang – lubang sebagai jalan aliran air. Sludge drying bed dibuat
dengan beberapa bak / bagian, tergantung pada keperluannya. Pembagian ini
dimaksudkan agar lumpur benar – benar kering sebelum lumpur yang basah
dimasukkan kembali.
Lumpur dimasukkan ke dalam Sludge drying bed dengan ketebalan
20 – 30 cm dan dibiarkan hingga kering. Waktu pengeringan tergantung
kondisi setempat. Misalnya dalam waktu 10 – 15 dengan bantuan sinar
matahari hari dan akan dicapai tingkat kekeringan antara 30% - 40%. Rumus
yang digunakan adalah :
(
)
V V p
p
i
i
= × −
−
1
1
dengan :
Vi = volume cake kering, m3/hari
V = volume lumpur mula-mula, m3/hari p = kadar air mula-mula (%)
pi = kadar air yang diharapkan (%)
II.3. Presentase penyisihan pada berbagai bangunan.
Masing – masing bangunan mempunyai persen penyisihan yang
Tabel II.5 KapasitasRemoval
Unit Removal Nilai Sumber
Screening
BOD 20% - 35% Syed R. Qasim
COD 20% - 35% Wastewater Treatment Plant
TSS 20% - 35% ( Hal 156 )
Minyak/Lemak -
PH
Flotasi
BOD - W. Wesley Eckenfelder, Jr.
COD - Industrial Water
TSS - Pollution Control
Minyak/Lemak 85% - 90% ( Hal 71 )
PH -
Koagulasi BOD 35% - 75% W. Wesley Eckenfelder, Jr.
COD 35% - 75% Industrial Water
Flokulasi
TSS 92% - 98% Pollution Control
Minyak/Lemak - ( Hal 95 - 97 )
PH -
Bak BOD 25% - 40% Metchalf and Eddy
COD 25% - 40% Wastewater Engeneering
Pengendap I
TSS 50% - 70% Treatment and Reuse
Minyak/Lemak Hampir 99% ( Hal 396 )
PH -
UASB
BOD 756% - 80% Metchalf and Eddy
COD 90% - 95% Wastewater Engeneering
TSS - Treatment and Reuse
Minyak/Lemak - ( Hal 1005 - 1023 )
PH -
Bak BOD 80% - 90%
COD 80% - 90%
Pengendap II
TSS 80% - 90%
Minyak/Lemak -
BAB III
DATA PERENCANAAN
III. 1. Kapasitas dan Kualitas Pengolahan Air Limbah
Sumber air buangan dari rumah potong hewan (RPH) ini
mempunyai debit (Q) sebesar 1125m3/hari. Sedangkan data kualitas air buangan yang akan diolah tercantum pada table III.1
Tabel III.1. Kar akter istik buangan RPH yang har us diolah
NO
par ameter
Kadar ( mg/liter )
1
BOD
2000
2
COD
4000
3
TSS
2500
4
NH3-N
100
5
Minyak/ lemak
100
6
pH
6
III.2. Kualitas Efluent yang Dir encanakan
Kualitas air buangan setelah diolah diharapkan sesuai dengan
standart baku mutu limbah cair sesuai S.Kep Gubenur Jawa Timur No.45
Tabel III.2.Baku M utu Limbah Cair
Sumber : SK Gubernur No. 45 Tahun 2002
III. 3. Sistem Pengolahan
Sistem pengolahan yang direncanakan yaitu proses pengolahan
secara fisika,kimia dan biologi. Adapun tahapan tahapan proses
pengolahannya sebagai berikut :
a. Proses pendahuluan : Saluran pembawa, Screening, Bak penampung dan
Pemompaan.
b. Proses Tingkat I : Flotasi, Bak pengendap I.
c. Proses Tingkat II : Activated sludge, Bak pengendap II.
d. Pengolahan lumpur : Sludge drying bed.
Baku Mutu Limbah Cair Untuk Industri RPH
Volume air limbah maximum untuk hewan sapi, kerbau dan kuda 1,5 m³/ekor/hari
Volume air maksimum untuk hewan kambing dan domba 0,015 m³/ekor/hari
Volume air limbah maksimum untuk hewan babi 0,65 m³/ekor/hari
Parameter Kadar Maximum (Mg/l)
BOD 100
COD 200
TSS 100
Minyak dan Lemak 15
NH3-N 25
III. 4. Diagr am Alir Pengolahan Limbah
Berdasarkan dari data kualitas air buangan yang akan diolah dan
kualitas air buangan sesuai dengan baku mutu, maka alternatif pengolahan
limbah yang dipilih untuk rangkaian proses pengolahan ditampilkan dalam
diagram alir pada tabel III.1.
Screen
Bak penampung dan Pompa
Bak pengendap I
Bak pengendap II Activated Sludge +
Nitrifikasi SaluranPembawa
Flotasi
Badan Air
Sludge Driying Bed R
e y c l e
BAB IV
PERHITUNGAN
IV.1. Salur an Pembawa
IV.1.1. Kriter ia Rumus
1. Luas Permukaan (A) = B * y
2. Keliling Basah (P) = B + 2y
3. Jari-jari Hidrolis (R) = P A
4. Kemiringan Saluran / Slope (I) = tg x
5. Kecepatan Saluran (V) = 2
1 3 2
* * 1
I R n
6. Check debit (Q) = A * V
(BambangTriadmodjo, 2008, Hidraulika II, Bab IV)
IV.1.2. Data Perencanaan
1. Dibuat saluran pembawa berbentuk persegi
2. Bahan saluran beton, koefesien maning (n) = 0,013
(BambangTriadmodjo, 2008, Hidraulika II, Tabel 4.2 Hargakoefisien Manning)
3. Data jumlah debit yang masuk = Qtotal = 1125 m3/hari = 0,013 m3/dt Qpuncak /jam = dalam 1 hari = 8 jam
Q = 0,013 m3/dt
Maka diperoleh Q saluran = 0,0044 m3/dt
4. Kecepatan aliran = 0,6 m/dt
5. h = 0,25 m
IV.1.3. Perhitungan
1. Luas Permukaan (A)
Q Saluran = 0,0044 m3/dt
Q = A * V → A = V Q
maka
A =
m/dtk 0,6
/ m
0,0044 3 dtk
= 0,037 m2 , Faktor Keamanan 20%
A = 0,037 * 1,2 = 0,0876 m2
2. Menentukan Dimensi Saluran :
B = 2 y
K = 2 y
A = B * y
0,0876 = 2 y2 y = 0,209
B = 2 * y
B = 2 * 0,209
B = 0,418
3. KelilingBasah (P)
= 0,836 m
4. Jari-jariHidrolis (R)
R = m
m m
1048 , 0 836
, 0
0876 , 0 P
A = 2 =
5. KemiringanSaluran
= ∗ ∗ → I = .
I =
3 2
1048 , 0
013 , 0 * 6 , 0
= 0,173 m
6. Head loss
HL = P
I
HL = m 5 0,173m
HL = 0,0904 m
Sketsa Saluran Pembawa
0,418 m
IV.2. Scr een
IV.2.1. Kriter iaDesain :
Tipe : Bar Screen (manual)
Satuan Jenis Manual
Tebal penampang batang (w) : mm 25-30
Lebar penampang batang (d) : mm 5-15
Jarak antar bar/kisi (r) : mm 25-50
Kemiringan batang vertical λ : ◦ 30-45
Kecepatan melalui kisi (vs) : mm 0,3-0,6
Headloss : mm 150
(Sumber : M et calf and Edy,2003)
IV.2.2. Kriter iaRumus :
1. Ws = n . d + (1 + n) * r, Ws = lebar saluran n = jumlah kisi
2. Wc = Ws – n * d , Wc = lebar bukaan total
3. V check =
t wc
Q
* , t = tinggi saluran
4. V yang melalui tiap bar =
t d
Q
*
5. Headloss = β ∝
IV.2.3. Direncanakan : Q puncak = 0,0044 m3/dtk Lebar saluran (ws) = 0,35 m
Lebar penampang batang (d) = 15 mm Tebal penampang batang (w) = 30 mm Jarak antar bar/ kisi (r) = 35 mm Kemiringan batang vertical (λ) = 45 ◦
IV.2.4. Perhitungan :
1. Menentukan jumlah bar / kisi → Ws = n . d + (1 + n) * r
→ 0,35m = n * 0,015 m + (1 + n) * 0,035m
0,35 = 0,015 n + 0,035 + 0,035 n
0,315 = 0,05 n → n = 6,3
n = 6 batang
2. Menentukan lebar bukaan → Wc = Ws – n * d
= 0,35 m – 0,09 m = 0,26 m
3. Check kecepatan, t saluran = 0,42 m
=
t wc
Q
* = 0,26m*0,25m
/dt m
0,0044 3
= 0,0676 m/dtk
4. Kecepatan tiap bar →
t d
Q
* = 0,015m*0,25m
/dt m
0,0044 3
= 1,17 m/dtk
5. Menentukan panjang kemiringan = X merupakantinggi screen
= t saluran + free broad
= 0,25 + 0.05 = 0.3
= sin (λ) =
Z X
Sin 45 =
Z
3 , 0
Z =
707
,
0
3
,
0
Z = 0,4243 m = 0.4 m
= 2,42 *sin45 81
, 9 * 2
25 , 0 035 , 0
03 ,
0 3
4
= 0,0178 m
IV.3. Flotasi
IV.3.1. Kriteria Desain
1. Bak Flotasi
1. Tekanan Udara (P) = 275 – 350 KPa (Metcalf&Eddy,420)
2. Rasio Udara per Padatan (A/S) = 0,005 – 0,06 (Metcalf&Eddy,422)
3. Surface Loading Rate (SLR) = 8 – 160 L/m2.mnt(Metcalf&Eddy,423)
4. Fraksi Udara Terlarut dalam Tekanan P (f) = 0,5 (Metcalf&Eddy,423)
5. Kelarutan Udara (sa) (Metcalf&Eddy,423)
Temperature ˚C 0 10 20 30
sa (mL/L) 29,2 22,8 18,7 15,7
2. Bak Penampung Minyak
1. Effluent Minyak dan Lemak dari Bak Flotasi
2. Massa Jenis Minyak (ρm)
(Appendxi. A: White,392)
IV.3.2. Kriter ia Rumus
1. Bak Flotasi
a. Tekanan Udara dalam atm (P)
S A
=
Sa P f sa.( . 1) .
3 ,
1 −
(Metcalf&Eddy,422)
Dengan :
-S A
= Rasio udara per padatan (mL/mg)
- sa = Kelarutan udara (mL/L)
- f = Fraksi Udara Terlarut dalam Tekanan P
- P = Tekanan Udara (atm)
b. Tekanan Udara dalam KPa (p)
P =
35 , 101
35 , 101
+
p
(Metcalf&Eddy,423)
Dengan :
- P = Tekanan Udara dalam atm
- p = Tekanan Udara dalam KPa Debit Recycle (R)
c. Luas Bak (A)
A =
SLR Q
(Eckenfelder,119)
Dengan :
- A = Luas Bak (m2)
- Q = Debit per Bak Flotasi (m3/dtk)
- SLR = Surface Loading Rate (L/m2.mnt)
d. Volume Bak Flotasi (V)
Td =
Q V
Dengan :
- V = Volume Bak Flotasi (m3)
- Q total = Jumlah Debit Total per Bak Flotasi (m3/dtk)
- Td = Waktu Tinggal (dtk)
e. Panjang Bak (P)
A = P . l
Dengan :
- P = Panjang Bak (m)
- l = Lebar Bak (m)
f. Tinggi Bak Flotasi
V = P . l . t
karena P . l = A maka
V = A . H
Dengan :
- t = Tinggi Bak (m)
- V = Volume (m3)
- A = Luas Bak (m2)
g. Cek Volume (V)
V = P . t . H
Dengan :
- V = Volume (m3)
- P = Panjang Bak (m)
- L = Lebar Bak (m)
- t = Tinggi Bak (m)
2. Bak Penampung Minyak
a. Effluent Minyak dan Lemak
Plot nilai A/S pada grafik 3.35 Eckenfelder, hal.111
b. % Removal
% Removal = .100%
. . .
Minyak Inf
Minyak Eff
Minyak
Inf −
Dengan :
- % Removal = Prosetantase penyisihan (%)
- Inf.Minyak = Influent minyak (mg/L)
- Eff.Minyak = Effluent Minyak (mg/L)
c. Minyak teremoval
Minyak teremoval = Inf.Minyak – Eff.Minyak
Dengan :
- Inf.Minyak = Influent minyak (mg/L)
- Eff.Minyak = Effluent Minyak (mg/L)
d. Berat Minyak ke Bak Penampung Minyak (m)
m = Minyak teremoval . Qtotal (Spellman,4.40)
Dengan :
- m = Berat Minyak ke Bak Penampung Minyak (g/dtk)
- Minyak teremoval (mg/L)
- Qtotal = Debit Total per Bak Flotasi (m3/dtk) f. Debit Minyak ke Bak Penampung Minyak (Qm)
Qm =
m m
ρ
Dengan :
- Qm = Debit Minyak ke Bak Penampung (m3/dtk)
- m = Berat Minyak ke Bak Penampung Minyak (g/dtk)
g. Volume Bak Penampung Minyak (Vm)
Td =
Qm Vm
(Spellman,4.15)
Dengan :
- Vm = Volume Bak Penampung Minyak (m3)
- Qm = Debit Minyak ke Bak Penampung (m3/dtk)
- Td = Waktu Tinggal (dtk)
h. Dimensi Bak Penampung Minyak
Vm = Pm . Lm . Hm (Spellman,4.12)
Dengan :
- Vm = Volume Bak Penampung Minyak (m3)
- Pm = Panjang Bak Penampung Minyak (m)
- Lm = Lebar Bak Penampung Minyak (m)
- Hm = Tinggi Bak Penampung Minyak (m)
i. Cek Volume (V)
Vm = Pm . Lm . Hm (Spellman,4.12)
Dengan :
- Vm = Volume Bak Penampung Minyak (m3)
- Pm = Panjang Bak Penampung Minyak (m)
- Lm = Lebar Bak Penampung Minyak (m)
- Hm = Tinggi Bak Penampung Minyak (m)
j. Diameter Pipa Outlet minyak (D)
A = ¼ π . D2
Q = V * ¼ π * D2
D =
V Qm
π
4
k. Tinggi minyak di atas pelimpah minyak (h)
Qm = 2
3
2 3
2
xH g
xCdxbx (Triatmodjo,174)
- Qm = Debit Minyak ke Bak Penampung (m3/dtk)
- Cd = Koefisien Konstruksi
- b = Panjang saluran pelimpah = Lebak bak Flotasi (m)
- g = Percepatan gravitasi (m/dtk2)
- h = Tinggi minyak di atas pelimpah minyak (m)
IV.3.3. Data Perencanaan
I. Bak Flotasi
Limbah dari satu bak penampung dialirkan ke satu bak flotasi, debit tiap
bak flotasi = debit tiap bak penampung.
1. Q = 0,013 m3/dtk (Dari bak Koagulasi)
2. A/S = 0,009 mL/mg
3. f = 0,5
4. sa = 15,7 mL/L
6. SLR = 20 L/m2.mnt
7. Direncanakan ada 1bak flotasi
II. Bak Penampung Minyak
2. Td Bak Minyak = 3 hr
3. Cd = 0,62 (Triatmodjo,174)
IV.3.4. Perhitungan
I. Bak Flotasi
1. Tekanan Udara dalam atm (P)
S A = Sa P f sa.( . 1) .
3 ,
1 −
0,009 mL/mg =
L mg P L mL / 2500 ) 1 . 5 , 0 ).( / 7 , 15 .( 3 , 1 −
0,5P = 1,102 + 1 → P = 4,204 ATM
2. Tekanan Udara dalam KPa (p)
P =
35 , 101 35 , 101 + p
3,852 =
35 , 101 35 , 101 + p
P = (4,204 * 101,35) - 101,35
P = 324,7254 KPa KP (275-350 KPa)…….OK!
3. Luas Bak (A)
A =
SLR Q
A =
hari mnt m L m L hari m min/ 1440 * . / 20 ). / 1000 ( * ) / 1125 ( 2 3 3
A = 39,0625 m2
4. Volume Bak Flotasi (V)
Volume = Q * Td
Volume = 0,013 m3/dtk * 1800 detik
Volume = 25,4 m3
V Floatasi = A * H
25,4 m3 = 39,0625 m2 * H
H =
0625 , 39
4 , 25
H = 0,65 m
H total = H + Freeboard , direncanakan Freboard 0,45 m
= (0,65 + 0,45) m = 1,1 m
Volume Bak Flotasi total = Volume floatasi + Volume Minyak
= 25,4 m3 + 0,126 m3 = 25,526 m3
5. Waktu tinggal ( td)
Volume bak = Q * td
Td =
Q Volume
Td =
dtk m
m
/ 013 , 0
4 , 25
3 3
Td = 18005 dtk = 30 menit
6. Panjang Bak (P)
A = P * L
A = 3L * L
L2 =
3 0625 ,
39 m2
= 13,028 m
L = 3,6 m
P = 3 * 3,6 = 10,8 m
7. Tinggi Bak Flotasi
H = 3 m + 0,5 m Freeboard
H = 3,5 m
8. Cek Volume (V)
V = P * L * H
V = (10,8 m) * (3,6 m) * (1,1 m)
V = 42,768 m3 > 25,4 m3 …………OK!
9. Cek Solid Loading
SLR = A
CoTSS Q *
Kg/m2hari =
kg g
l mg hari
m
/ 10 * 08 , 136
/ 2500 * / 1125
3 3
Kg/m2hari = 20,667 ………..OK
II. Bak Penampung Minyak
1. Effluent Minyak dan Lemak
Influent minyak / lemak = 100 ppm
Stb = 15 ppm, harus kurang dari 15 ppm = 10 ppm Floatasi
Maka minyak = 100 - 10 = 90 ppm
2. % Removal
% Removal = .100%
. . .
Minyak Inf
Minyak Eff
Minyak
Inf −
% Removal = .100%
/ 100
) / 10 ( ) / 100 (
L mg
L mg L
mg −
% Removal = 90 %
3. Berat Minyak (m)
m = Minyak teremoval . Qtotal
m = (90 mg/L) * (1125 m3/h) m = (90 g/m3) . (1125 m3/h)
m = 101.250 gr/ h = 101,25 kg/h
4. Debit Minyak
Qm =
m m
ρ
Qm =
L kg
hr kg
/ 804 , 0
/ 25 , 101
Qm = 125,93 l/hr = 0,126 m3/hr
5. Q minyak = 0,126 m3/hari = 1,4583 * 10-6 m3/dtk
Volume Bak Penampung Minyak = 0,126 m3/hari * 30 hari
V bak penampung minyak = 3,78 m3 = 4 m3
V = P * L * H
dengan H = 1 m, dan P = 2 * L
L = 1 * 2
4
= 2 m
H total = H + Freeboard = 1 * 1,2 = 1,2 m
P = 2 * L P = 2 * 2 m = 4 m
III. Menghitung Dimensi bak Outlet Minyak
1. Dimensi Bak Oulet Minyak :
V minyak = 0,126 m3
V minyak total = 0,126 * 20 hari = 2,52 m3
V = P * L * H direncanakan l bak minyak = l bak flotasi
Lebar bak flotasi = Lebar bak minyak .L = 3,6 m , H = 0,7 m ,
2,52 m3 = P * 3,6 * 0,7
P = 52 , 2
52 , 2
= 1 m
IV. Menghitung Dimensi Bak Outlet Floatasi
1. Dimensi Bak Oulet Floatasi :
Q limbah = Q Limbah awal – Q minyak
Q limbah = 0,013 m3/dtk – 1,4583 * 10-6 m3/dtk
= 0,012998541 m3/dtk = 0,013 m3/dtk
V bak = 0,013 m3/dtk * 120 dtk = 1,56 m3
Direncanakan l bak outlet = l bak flotasi
V = P * L * H , Lebar bak Floatasi = Lebar Bak Outlet
L = 3,6 m , H = 0,5 m
P = 8 , 1
56 , 1
= 0,87 m
H total = H * Freeboard = 0,5 * 1,2 = 0,6 m
2. Dimensi Pipa Outlet Floatasi Berdasarkan Perhitungan Pompa
V. Tinggi minyak di atas pelimpah minyak (h)
Qm = 2
3
2 3
2
xH g xCdxbx
1,458.10-6 m3/dtk = 2
3 2
) / 81 , 9 ( 2 ) 4 , 5 ( 62 , 0 3 2
xH dtk m x
m x x
H2 3
= 1,47.10-7
H = (1,47.10-7)3
2
H = 2,79.10-5 m
Sketsa Tinggi minyak diatas pelimpah
VI. Zona Sludge :
1. % Removal = % Removal * TSS
= 50 % * 2500 mg/l
= 1250 mg/l
2. Jumlah Sludge = TSS removal * Q
= 1250 gr/m3 * 1125 m3/hari *
kg gram
1000 1
= 14.062,5 kg/hari
3. Menentukan Jumlah total sludge jika lama penyimpanan adalah 2 hari :
Jumlah Sludge = Jumlah sludge * td
= 14.062,5 kg/hari * 1 hari
= 14.062,5 kg/hari
4. Volume sludge :
massjenis ge Jumlahslud
,
dengan Massa jenis Sludge adalah 1030 kg/ m3
Volume sludge = 3
/ 1030
5 , 062 . 14
m kg
kg
=13,653 m3
5. Dimensi ruang Lumpur
A = 3,5 * 3.6 = 12,6 m2 B = 1,5 * 3,6 = 5,4 m2
V = 1/3 * T * (A + B + A+B)
13,653 = 1/3 * T * ( 12,6 + 5,4 + 12,6+5,4 )
T = 24 , 22
519 , 30
= 1,37 m
T = T + Freebroad
6. Dimensi Pipa Lumpur adalah 100 mm berdasarkan kriteria
perencanaan antara (100 – 200) mm ( sumber WWETR metcalf and
eddy fourth edition hal 1481)
IV. 4. Bak Pengendap 1
IV.4.1. Kriter ia Per encanaan
a. Zona Inlet
1. Berbentuk saluran terbuka
2. Kecepatan aliran = ± 0,3 m/dtk
b. Zona Settling
Satuan
1. Over Flow Rate (OFR)
a. Average 30 – 50 m3/m2.hr
b. Peak 80 - 120 m3/m2.hr
2. Waktu Tinggal (Td) 1,5 - 2,5 Jam
3. Dimensi
a. Rectangular : Tinggi (h) 3 – 4,9 m
Lebar (l) 3 – 24 m
Panjang (P) 15 – 90 m
b. Circular : Diameter (D) 3 – 60 m
Kedalaman (H) 3 – 6 m
4. % Removal : BOD 30 – 40 %
: COD 30 – 40 %
6. Bilangan Froude (NFr) > 10-5 (aliran laminar)
7. Weir Loading 186 m3/m2.hr
8. Slope ke arah Zona Sludge:
a. Rectangular 1 – 2 %
b. Circular Ø40 – 100 mm/m
(Qasim 271,274, Razif 27, Metcalf and Eddy )
9. Viskositas Kinematik (ν)
c. Zona Sludge
1. % Removal BOD & TSS, Grafik 12-4 (Qasim,268)
2. Volatile Solid = 60 – 80 % (Metcalf and Eddy
,1454)
3. Dry Solid = 5 – 9 % (Metcalf and Eddy
,1454)
4. Specifi Grafity of fixed Solid = 2,25 (Metcalf and Eddy
,1454)
5. Specifi Grafity of volatile Solid = 1,05 Metcalf and Eddy
IV.4.2. Kriter ia Rumus
Debit tiap bak pengendap (Qb)
Qb =
n Q
Dengan :
- Qb = Debit tiap bak (m3/dtk) - Q = Debit aliran (m3/dtk) - n = Jumlah bak
a. Zona Inlet
1. Luas permukaan Zona inlet (A)
Q = V . A (Chow,5)
Dengan:
- Q = Debit aliran (m3/dtk)
- V = Kecepatan aliran (m/dtk)
- A = Luas penampang Zona inlet (m2)
2. Dimensi penampang Zona inlet
A = P * H (Chow,19)
Dengan:
- A = Luas penampang Zona inlet (m2)
- L = Lebar penampang Zona inlet (m)
Untuk Pintu air
1. Luas Permukaan Peluap (A)
A =
V Qb
(Russell,52)
Dengan :
- V = Kecepatan di Peluap (m/dtk)
- Qb = Debit aliran per bak (m3/dtk)
- A = Luas Permukaan Peluap (m2)
2. Tinggi bukaan pintu air = tinggi air di atas peluap (h)
Q = 2
3
. 2 . . . 3 2
H g b
Cd (Triatmodjo,174)
- Q = Debit aliran melalui peluap (m3/dtk)
- Cd = Koefisien Konstruksi
- b = Lebar pintu air = Lebar Saluran Peluap (m)
- g = Percepatan gravitasi (m/dtk2)
- H = Tinggi bukaan pintu air = Tinggi air di atas peluap (m)
3. Diameter Lubang (Dp)
V = Qp . A (Spellman,4.7)
A = ¼ π . Dp2
V = Q . ¼ π . Dp2
Dp =
V Qp
π
Dengan :
- Dp = Diameter lubang (m)
- Qp = Debit tiap lubang (m3/dtk)
- V = Kecepatan aliran melalui lubang (m/dtk)
b. Zona Settling
1. Luas Permukaan bak (A)
A =
OFR Q
(Qasim,284)
Dengan :
- A = Luas Permukaan bak (m2)
- Q = Debit Limbah(m3/dtk)
- OFR = Over Flow Rate (m3/m2.hr)
2. Panjang bak (P)
A = P . L (Qasim,284)
Dengan :
- A = Luas Permukaan Bak (m2)
- P = Panjang bak (m)
- L = Lebar bak (m)
3. Cek Over Flow Rate (OFR)
OFR =
L P
Q
. (Qasim,285)
Dengan :
- OFR = Over Flow Rate (m3/m2.hr)
- P = Panjang bak (m)
- L = Lebar bak (m)
4. Volume Bak (V)
V = P . L . H (Qasim,285)
Dengan :
- V = Volume bak (m3)
- P = Panjang bak (m)
- L = Lebar bak (m)
- H = Tinggi bak (m)
5. Cek Waktu tinggal (Td)
Td =
Qb V
(Qasim,285)
Dengan :
- Td = Waktu Tinggal (jam)
- V = Volume bak (m3)
- Qb = Debit tiap bak (m3/dtk)
6. Kecepatan Aliran (Vo)
Vo =
L P
Qb
. (Reynold,228)
Dengan :
- Vo = Kecepatan Aliran (m/dtk)
- Qb = Debit tiap bak (m3/dtk)
- P = Panjang bak (m)
7. Kecepatan Pengendapan (Vs)
Td =
Vs H
(Reynold,227)
Dengan :
- Td = Waktu Tinggal (dtk)
- H = Tinggi bak (m)
- Vs = Kecepatan Pengendapan (m/dtk)
8. Jari – Jari Hidrolis (R)
R =
H L
H L
. 2 .
+ (Chow,19)
Dengan:
- R = Jari – jari Hidrolis (m)
- L = Lebar penampang aliran (m)
- H = Tinggi penampang aliran (m)
9. Bilangan Reynold (NRe)
Nre =
ν VsxR
(Razif,33)
Dengan :
- Nre = Bilangan Reynold
- Vs = Kecepatan Pengendapan (m/dtk)
- R = Jari-jari Hidrolis (m)
- ν = Viskositas Kinematik (m 2/dtk)
10. Bilangan Froude (NFr)
NFr =
R g Vs
.
2
Dengan :
- NFr = Bilangan Froude
- Vs = Kecepatan Pengendapan (m/dtk)
- R = Jari-jari Hidrolis (m)
- g = Percepatan Gravitasi (m/dtk2)
c. Zona Outlet
Saluran pelimpah berbentuk V-Notch
o Debit melalui V-Notch (Qv)
Qv =
VNotch Q
Σ
Dengan :
- Qv = Debit melalui V-Nocth (m3/dtk)
- Qb = Debit per bak pengendap (m3/dtk)
- ΣVNocth = Jumlah V-Nocth
2. Lebar V-Notch (B)
B =
VNocth L
Σ
Dengan :
- B = Lebar V-Nocth (m)
- L = Lebar bak pengendap (m)
- ΣVNocth = Jumlah V-Nocth
4. Tinggi Peluapan melalui V-Nocth (H)
Qv =
15 8
. Cd . tg 2
α
. 2.g . H2 5
Dengan :
- H = Tinggi Peluapan melalui V-Nocth (m)
- Qv = Debit aliran melalui V-Nocth (m3/dtk)
- Cd = Koefisien Konstruksi
- g = Percepatan Gravitasi (m/dtk2)
- α = Sudut V-Nocth
5. Diameter Pipa Outlet (D)
V = Q . A (Spellman,4.7)
A = ¼ π . D2
V = Q . ¼ π . D2
D =
V Q
π
4
Dengan :
- D = Diameter Pipa Outlet (m)
- Q = Debit 2 Bak Pengendap (m3/dtk)
- V = Kecepatan aliran pipa (m/dtk)
d. Zona Sludge
1. Jumlah Sludge
Jumlah Sludge = Q . .Co . %Removal
Dengan :
- Jumlah Sludge (kg/hr)
- Q = Debit air limbah (m3/hr)
- % Removal (%)
2. Specific Grafity Solid
SvPa Mv SfPa
Mf Ss
Ms
+ =
Dengan :
- Ms = Massa Solid
- Ss = Specific Grafity Solid
- Mf = Massa Fixed Solid
- Sf = Spesific Grafity Fixed Solid
- Mv = Massa Volatile Solid
- Sv = Specific Grafity Volatile Solid
- Pa = Massa Jenis Air
3. Specific Grafity Solid dengan ada kandungan air
Sa air Ss
Solid Ssl
% %
1 = +
Dengan :
- Ssl = Specific Grafity Solid dengan adanya air
- % Solid = Kandungan Solid
- % air = Kandungan air
- Ss = Specific Grafity Solid
- Sa = Specific Grafity air
4. Menentukan Volume Lumpur
Solid Ssl
m kg
e TotalSludg V
% * * /
1000 3
5. Menentukan Volume Lumpur untuk penyimpanan pada bak
V = V lumpur * Td
Dengan :
- V bak = Volume sludge (m3/hr)
- V = Volume lumpur (m3/hari)
- Td = Asumsi waktu pengurasan (hr)
6. Dimensi ruang Lumpur
V = 1/3 . T . (A + B . A+B)
Dengan :
- V = Volume sludge (m3)
- T = Tinggi ruang Lumpur (m)
- A = Luas zona bawah (m2)
- B = Luas zona atas (m2) IV.4.3. Data Perencanaan
Debit yang dipakai adalah debit tiap bak Flotasi yaitu 0,013 m3/dtk. Limbah dari 1 bak Flotasi dialirkan ke 1 bak pengendap.
a. Zona Inlet
1. 1 zona inlet ada 2 bak zona setling
2. V = 0,35 m/dtk
3. L = 0,8 m
4. 1 Zona Inlet Terdapat 1 pipa Manifold
c. Zona Settling
2. L = 5 m
3. H = 4 m
4. Suhu 30o C
5. ν = 0,893 *10 -6 m2/dtk (Appendix. C)
6. g = 9,81 m/dtk2
d. Zona Outlet
1. Jarak Tiap V- Notch adalah = 20 cm
2. α = 90 ˚
3. Cd = 0,584
e. Zona Sludge
1. Q = 231 L/dtk = 1125 m3/hr
2. VSS = 60 %
3. FSS = 40 %
4. Dry solids = 5 %
5. Sv = 1,3 gr/cm3 6. Sf = 2,5 g/cm3
7. Sw = 1 g/cm3
8. BOD inf = 1700 mg/L
9. TSS inf = 1750 mg/L
10.% Removal BOD = 40 %
11.% Removal TSS = 70 %
IV.4.4. Perhitungan
Debit Inlet
Qi =
n Q
Qi =
1 / 013 ,
0 3
dtk m
→ Qi = 0,013 m 3/dtk
a. Zona Inlet
1. Luas permukaan Zona inlet (A)
Qi = V * A
0,013 m3/dtk = (0,35 m/dtk) * A
A =
dtk m
dtk m
/ 35 , 0
/ 013 ,
0 3
A = 0,037m2 = 0,04 m2
2. Dimensi penampang Zona inlet
A = b * h
0,04 m2 = (0,8 m) . h
h =
m m
2 , 0
04 ,
0 2
h = 0,2 m → h total = h * freeboard
h = 0,2 m * 1,2 = 0,24 m
3. Menghitung D Pipa Manifold dengan direncanakan ada 6 pipa
manifold:
A =
) * 6
( V
A = ) / 35 , 0 * 6 ( / 013 , 0 3 dtk m dtk m
A = 0,0062 m2
A = 2
* * 4 1 D Π D = 14 , 3 0062 , 0 * 4
= 0,08 m = 0,08 m
= 3,15”
b. Zona Settling
a. Luas Permukaan bak (A)
A =
OFR Q
A =
hr m m hr m . / 40 / 1125 2 3 3
A = 28,125 m2
2. Panjang bak (P)
A = P * L
28,125 m2 = P * ( 4 m)
P =
m m ) 4 ( 125 , 28 2
P = 7,03 m
3. Menghitung Volume dan Overflow Rate pada debit rata-rata dengan H = 4 m
Volume bak = 4m * ( 7,03 m* 4 m )
Sehingga H Total = H + Freeboard = 4 m * 1,2 = 4,8 m
OFR =
L P
Q
.
OFR =
) 5 ( * ) 03 , 7 ( / 1125 3 m m dtk m
OFR = 32,006 m3/m2.hr Ok! (KP = 30 – 50
m3/m2.hr)
4. Cek Waktu tinggal (Td)
Td =
Q V
Td =
hr m hari jam m / 1125 / 24 * 48 , 112 3 3
Td = 2,399 jam Ok! (KP = 1,5 –
2,5 Jam)
5. Kecepatan Penggerusan : dengan k= 0,05. Sg = 1,25. g = 9,81
m2/s2
dp ( diameter partikel ) = 100 um = 100 * 10-6 m. f =0.025
VH =
− f dp g s
k( 1)* * 8
VH =
− − 025 , 0 100 * 81 , 9 * ) 1 25 , 1 ( * ) 05 , 0 ( * 8 6
= 0,063 m/s
6. Kecepatan Aliran (Vo)
Vo =
) . ( *
4 PL
Vo = ) 4 ).( 03 , 7 ( / 013 , 0 3 m m dtk m
Vo = 4,62*10-4 m/dtk
7. Kecepatan Pengendapan (Vs)
H = Vs * t
Vs =
t H
Vs =
dtk jam 3600* 39 , 2 8 , 4
Vs = 5,578 * 10-4 m/dtk
