MODUL 2 TAHAP-TAHAP PERENCANAAN PENDAHULUAN

(1)

MODUL 2

TAHAP-TAHAP PERENCANAAN PENDAHULUAN

Joni Hermana

Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITS Kampus Sukolilo, Surabaya – 60111 Email: [email protected]

PERENCANAAN PENGOLAHAN

AIR LIMBAH DOMESTIK (RE091322)

Semester Ganjil 2010-2011

(2)

1. Menetapkan perioda desain unit-unit BPAL

2. Membuat diagram alir proses

3. Menetapkan kriteria perencanaan proses

4. Menghitung awal unit-unit proses

5. Menghitung kesetimbangan massa

6. Mempertimbangkan tata letak BPAL

7. Mengevaluasi profil hidrolis

TAHAPAN PRELIMINARY DESIGN

(3)

 Perioda perencanaan pada prinsipnya adalah

menetapkan kapan kapasitas perencanaan penuh (full design capacity) BPAL dapat tercapai.

 Periode perencanaan dihitung dari tahun awal

perencanaan (mulai saat BPAL beroperasi pertama kali) sampai tahun akhir perencanaan (mencapai full design capacity).

 Perioda perencanaan tiap unit dapat berbeda,

bergantung pada tingkat kesulitan pengembangannya (misalnya; perioda desain bangunan sipil dan saluran dipilih lebih lama), tingkat pertumbuhan penduduk, lingkungan dan sumber dana.

1.PERIODA PERENCANAAN (DESIGN PERIOD)

(4)

 Initial years :

Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan konstruksi dan bangunan yang siap beroperasi.

 Design Years :

Tahun dimana bangunan mencapai kapasitas yang direncanakan.

Gambar Periode Desain

(5)

TABEL 1: PERIODE DESAIN TIPIKAL BPAL

UNIT RANGE PERIODE DESAIN

( TAHUN )

 Sistem Pengumpul

 Rumah Pompa Bangunan

Peralatan Pompa

 Bangunan Pengolahan Bangunan Proses

Peralatan Proses Saluran Air

20 – 40 20 – 40 10 – 25 20 – 40 10 – 20 20 - 40

(6)

CONTOH PERHITUNGAN PRELIMINARY DESIGN (CASE: IPAL RUMAH SAKIT “XYZ”)

1. DESIGN PERIOD

IPAL untuk RS “XYZ” direncanakan mulai beroperasi pada tahun 2012 selama 20 tahun.

(7)

2. DIAGRAM ALIR PROSES BPAL

Pemilihan unit operasi dan unit proses yang digunakan tergantung dari:

1. Pengalaman

2. Peraturan yang berlaku terhadap metoda pengolahan

3. Ketersediaan peralatan pengolahan

4. Pemanfaatan terhadap unit-unit yang sudah ada

5. Biaya investasi dan Operasional Pemeliharaan (OM)

6. Karakteristik air limbah sebelum dan sesudah pengolahan

(8)

Pengolahan Tahap I/Fisik



Sumur Pengumpul/Sump well



Screening



Communitor



Grit chamber



Kolam Ekualisasi



Bak Pengendap I

(9)

Pengolahan Tahap II/Biologis

 Anaerobik (tanpa O2):

 MO Tersuspensi (Suspended growth MO): UASB, ABR

 MO Terlekat (Attached growth MO): ABF

 Aerobik (dengan O2)

 MO Tersuspensi (Suspended growth MO): ASP

 MO Terlekat (Attached growth MO): RBC, TF

 Anoksik (dengan Oksigen terikat)= dn

 O2, NOx, POx, Fe, S,. Bahan organik

 NO3 > NO2 > NO (denitrifikasi)

 Stabilization Pond

 MO Tersuspensi (Anaerobik – Aerobik/Fakultatif – Maturasi)

(10)

Pengolahan Lumpur



Thickening



Stabilisasi (aerobik atau anaerobik)



Dewatering



Disposal

(11)

2. DIAGRAM ALIR PROSES

BS GC

Saluran Pembawa dan Sumur Pengumpul

SP PS

AT SC

effluent

SD Bar Screen Grit Chamber

Primary Sedimentation

Aeration Tank (activated sludge)

Secondary Clarifier

SDB

Sludge Digester Sludge Drying Bed

return sludge

sludge from PS

sludge from SC

(12)

3. KRITERIA PERENCANAAN UNIT PBAL (Design Criteria)

 Apabila diagram proses telah ditetapkan,

maka langkah kemudian adalah menetapkan kriteria perencanaan unit setiap proses yang dipilih sehingga dimensi BPAL dapat

ditetapkan.

 Kriteria perencanaan ini ditetapkan terutama untuk parameter kunci yang menjadi acuan dalam penetapan dimensi masing-masing unit BPAL

(13)

Saluran Pembawa

Kecepatan = 0,3-0,9 m/det Sudut kemiringan = 0,01 m/m

3. KRITERIA DESAIN

Bar Screen

Pembersihan manual (Sumber: Qasim, 1985) Kecepatan melalui bar (v) = 0,3-0,6 m/det Lebar bar (w) = 4,0-8,0 m

Kedalaman bar (D) = 25-50 mm Jarak antar batang = 25-75 mm Slope vertikal = 45^O- 60^O

Headloss = 150 mm

Headloss max = 800 mm

(14)

Pembersihan mekanik (Sumber: Qasim, 1985) Kecepatan melalui bar (v) = 0,6-1,0 m/det

Lebar bar (w) = 8,0-10,0 m

Kedalaman bar (D) = 50-75 mm Jarak antar batang = 10-50 mm Slope vertikal = 75^O- 85^O

Headloss = 150 mm

Headloss max = 800 mm

Faktor bentuk bar (β) Tipe bar

Sharp-edged rectangular = 2,42

Rectangular with semicircular upstream face = 1,83 Rectangular with semicircular upstream and downstream face = 1,67

Circular = 1,79

Tear shape = 0,76

(15)

Sumur Pengumpul td ≤ 10 menit

Screw Pump

Diameter = 0,3-3 m

Kapasitas = 0,01-3,2 m3/det Sudut kemiringan = 30^o-38^o

Total head max = 9 m

Kecepatan motor = 30-50 rpm

Grit Chamber (Sumber: Metcalf and Eddy, 1991) (Horizontal-flow) td = 45-90 det (tipikal : 60 det)

Vh = 0,25-0,4 m/det (tipikal : 0,3 m/det)

Vs = 1,0-1,3 m/menit (tipikal : 1,15 m/menit) untuk 65 mesh material

= 0,6-0,9 m/menit (tipikal : 0,75 m/menit) untuk 100 mesh material Panjang saluran(L) = 10-20 m

(16)

Bak Pengendap I (Sumber: Metcalf and Eddy, 2003) Rectangular

Kedalaman = 3-4,9 m (tipikal : 4,3 m) Panjang = 15-90 m (tipikal : 24-40 m)

Lebar = 3-24 m (tipikal : 4,9-9,8 m)

Flight speed = 0,6-1,2 m/menit (tipikal : 0,9 m/menit) Circular

Kedalaman = 3-4,9 m (tipikal : 4,3 m)

Diameter = 3-60 m (tipikal : 12-45 m)

Slope dasar = 0,75-2,0 in/ft (tipikal : 1 in/ft)

Flight travel speed = 0,02-0,05 m/menit (tipikal : 0,03 m/menit)

Tangki Aerasi (Sumber: Qasim, 1985)

Kedalaman = 3,0-5,0 m

Freeboard = 0,3-0,6 m

Lebar:kedalaman = 1 : 1 – 2,2 : 1

Lebar = 3,0-11,0 m

(17)

Secondary Clarifier (Sumber: Qasim, 1985)

OFR = 8,0-16,0 m³/m².hari

Solid loading = 0,5-5 kg/m².jam

Kedalaman = 3,5-5 m

Kedalaman zona settling = 1,5 m Sludge Thickener

Solid loading = 40-78 kg/m².hari Kons. Solid lumpur = 2,0-8,0 %

Sludge vol. Ratio = 0,5-20 dry solid Kedalaman sludge blanket = 0,6-2,4 m

Slope bak = 1,4-1,6

Sludge Digester

HRT pada 20^oC = 40-78 kg/m².hari

Solid loading = 1,6-4,8 kg volatile solid/m³.hari Keb. O2 utk cell tissue = 2,3 kg O₂/kg solid destroyed Energi utk mixing mech aerator = 19,7-39,5 Kw/103 m3

Diffused air mixing = 0,02-0,04 m³/m³.menit DO residu dlm liquid = 1,0-2,0 mg/l

Reduksi pada VSS = 40-50 %

(18)

Sludge Drying Bed (Sumber: Qasim, 1985) Tebal pasir = 23,0-30,0 cm Tebal kerikil = 20,0-30,0 cm

Sludge loading rate = 100-300 kg/m².tahun

Tebal bed = 20,0-30,0 cm

Lebar bed = 5,0-8,0 m

Panjang bed = 6,0-30,0

t pengeringan = 10,0-15,0 hari Uniformity coefficient < 4

Effective size = 0,3-0,75 mm V.air dalam inlet = 0,75 m/det V.air dalam drain = 0,75 m/det

(19)

4. MENGHITUNG DIMENSI AWAL UNIT BPAL (Preliminary Sizing)

 Berdasarkan kriteria perencanaan, langkah

berikutnya adalah menghitung dimensi awal dari unit-unit yang dipilih (p x l x t).

 Hal ini diperlukan untuk mempertimbangkan

kelayakan bangunan terhadap besarnya lahan yang tersedia, menentukan pemisahan aliran ataukah penyeimbangan beban organik.

 Termasuk dalam tahap ini adalah menetapkan jumlah unit dengan memperhitungkan kondisi operasional apabila salah satu unit rusak atau dibersihkan.

(20)

4. PERHITUNGAN PRELIMINARY SIZING:

Alternatif I (ASP)

1 Debit air buangan

(Qave) = 120 l/det = 10368000 L/hr

2 Q peak = 360 l/det

3 Qmaks = 310 l/det

4 Qmin = 230 l/det

5 Konsentrasi BOD rata-

rata = 250 mg/l

6 Beban BOD rata-rata = Q ave * BOD rata-rata = 2592 kg/hari 7 Beban BOD maksimum = Q max * BOD rata-rata = 7776 kg/hari 8 Konsentrasi SS rata-rata = 300 mg/l

9 Beban SS rata-rata = Q ave * SS rata-rata = 3110 kg/hari 10 Beban SS maksimum = Q max * SS rata-rata = 9331 kg/hari

b. Alternatif II (TF) c. Alternatif III (OD)

(21)

I. SUMUR PENGUMPUL DAN POMPA

1 Jumlah = 1 buah

2 Debit rencana = Q

peak = 360

l/det = 0,360 m³/det 3 Waktu detensi (td) = 5 menit (< 10 menit)

4 Volume sumur (Vol) = Q peak * td = 108,00 m³ 5 Rencanakan

kedalaman = 4 m

6 Assumsi Panjang :

Lebar = 2

7 Lebar sumur = SQRT(Volume/ h

/ 2) = 3,67 m 4

8 Panjang sumur = Lebar * 2 = 7,34 m 8 9 Check td = Pjg * Lbr * h / Q

peak = 5,92 menit OK 6

mnt 10 Lahan utk sumur

pengumpul = Pjg * Lbr * Jml

bak = 32 m²

Perhitungan dimensi:

(22)

II. BAR SCREEN (Type hand cleaned)

1 Kecepatan aliran = 0,5 m/det (antara 0,3 - 0,6 m/det) 2 Debit rencana = Q peak = 360

l/det = 0,360 m³/det 3 A-cross saluran = Q peak /

kecepatan = 0,72 m² 4 Assumsi Tinggi :

Lebar = 2,5

5 Lebar saluran = SQRT(A

cross/2,5) = 0,54 m 6 Tinggi saluran = 2,5 * Lebar = 1,25 m 7 Check V = Q peak / (lebar *

tinggi) = 0,6 m/det OK

8 Rencanakan

panjang saluran = 3,0 m 9 Luas lahan yang

diperlukan = Panjang * lebar = 1,62 m²

(23)

III. GRIT CHAMBER (GC) (horizontal-flow)

1 Jumlah GC = 2 bak

2 Debit rencana = Q peak = 360 l/det = 0,360 m3/det

3 Debit masing-masing bak = Qpeak / Jml GC = 0,180 m³/det 4 Partikel terkecil yg

diendapkan = 65 mesh = 0,2 mm

5 Waktu detensi = 60 detik (45 - 90) detik

6 Kecepatan pengendapan,

Vs = 1,15 m/min (1,0 - 1,3) m/min

7 Kedalaman pengendapan, h = Vs * td = 1,15 m

8 Kecepatan horizontal, Vh = 0,3 m/det (0,25 - 0,4) m/det 9 A-cross bak = Q tiap bak / Vh = 0,60 m²

10 Lebar bak = A cross / h = 0,52 m 0,5

11 Check Vh = Q tiap bak / (h *

lebar) = 0,3 m/det OK

12 A-surface = Q tiap bak / Vs = 9,39 m²

13 Panjang bak = A surface / lebar = 18,06 m 18

14 Check Vs = Q tiap bak / (pjg *

lbr) = 1,2 m/min OK

15 Lahan yg diperlukan GC

total = Pjg * Lbr * Jml bak = 18 m²

(24)

IV. BAK PENGENDAP I

1 Jumlah BP I = 2 bak

2 Debit rencana = Q peak = 360 l/det = 0,360 3 Debit masing-masing bak = Q peak / jml bak = 0,18

4 Waktu detensi = 2 jam (1,5 – 2,5)

5 Overflow Rates (OFR) = 2500 gal/sqft.d (2000-3000)

= 101,75 m³/m².hari (80-120) 6 Volume tiap Bak = Q tiap bak * td = 1296 m³ 7 Asurface = Q tiap bak / OFR = 152,85 m² 8 Dimensi bak:

Bila BP I Persegipanjang

a. Tinggi BP I = Volume / A surface = 8,48 m b. Panjang : Lebar = 2

c. Lebar BP I = SQRT (A surface / 2) = 8,11 m d. Panjang BP I = 2 * lebar BP I = 16,22 m

(25)

Bila BP I Lingkaran a. Tinggi BP I

(ditetapkan) = 4,00 m (3 - 4,5) m

b. Diameter BP I = SQRT(4*A surface/3,14) = 9,16 m (12- 25)m c. Volume BP I

(lingkaran) = 0,25*3,14*(D^2)*tinggi = 263,23 m³

d. Check td = Volume / Q tiap bak = 0,47 jam not OK Maka digunakan sistem BP I yang persegi panjang

9 Check OFR = Q

bak/(l*p)*86400/0,04 07

= 2500 gal/sqft

.d OK

(26)

V. ACTIVATED SLUDGE (AS)

1 Jumlah AS = 2 bak

2 Debit rencana (Qmaks) = Q maks = 310 l/det = 0,310 m³/det 3 Debit masing-masing bak = Q maks / jml bak = 0,155 m³/det

4 Kedalaman, h = 4 m

5 Mean cell retention time, 0c = 10 hari

6 Y = 0,5 kg VSS/kg BOD5

7 kd = 0,05 l/hr

8 MLSS, X = 2000 mg/l 2,00 kg/m3

9 Rasio p/L = 1

10 BOD in = 142,5 mg/l

11 BOD eff = 14,25 mg/l

12 Volume tiap bak = 3324,24 m³

13 Luas lahan tiap AS = 831,06 m²

14 A = L²

15 L = 28,8 m

16 P = 28,8 m

17 Luas lahan total untuk tiap AS = 1662,1 m²

(27)

VI. BAK PENGENDAP II

1 Jumlah BP II = 2 bak

2 Debit rencana = Q maks = 310 l/det = 0,310 m³/det 3 Debit masing-

masing bak = Q maks / jml bak = 0,155 m³/det

4 Waktu detensi = 1,5 jam (1,5 - 2) jam

5 Overflow Rates

(OFR) = 1100 gal/sqft.d (1000-1200)

= 44,77 m3/m2.hari

6 Asurface = Q tiap bak / OFR = 347,38 m² 7 Dimensi bak:

-Diameter clarifier = =SQRT(4*A

surface/3,14) = 21,04 m

8 Qeffluent = Q-((SSm/jml bak)*0,45*0,9/0,008/1005/86400)

= 0,1773 m³/det 9 Luas lahan yang

diperlukan = Jml bak * A surface = 694,75 m²

(28)

VII. DESINFEKSI (Sistem terjunan)

1 Waktu kontak = 20 menit (15 - 45) Menit

2 Ketinggian total = 3 m

3 Perbandingan

panjang:lebar = 2

4 Debit rencana = Q effluent = 0,1773 m³/det 5 Volume = Q * td = 212,74 m³

6 Luas Permukaan

(Asurface) = Volume / ketinggian = 70,91 m² 7 Lebar bak = SQRT(A surface / 2) = 5,95 m 8 Panjang bak = 2 * lebar = 11,91 m

9 Check td = pjg*lbr*tinggi/Q = 20 menit OK 10 Luas lahan yang

diperlukan = pjg*lbr*jml bak = 141,82 m²

(29)

VIII. SLUDGE THICKENER (Gravity Thickener (lumpur BP I & II)

1 Solid loading (SL) = 60 kg/m2.hari (25-80)

2 Jumlah bak yang diperlukan = 2 bak

3 Massa lumpur BP I = 0,55 * beban SS maks = 5132,16 kg/hari 4 Massa lumpur BP II = (0,45*SSm*0,9)+(0,45*BODm*0,9)

= 7278,34 kg/hari

5 Massa lumpur total (M tot) = Massa BP I + BP II = 12410,50 kg/hari 6 Q lumpur BP I = Massa BP I / 0,06

/1030 = 83,04 m3/hari

7 Q lumpur BP II = Massa BP

II/0,008/1005 = 905,27 m3/hari 8 Q lumpur total = Q lumpur BP I + BP II = 988,31 m3/hari 9 A surface = M tot / SL / jml bak = 103,42 m²

10 Diameter = SQRT(4*A

surface/3,14) = 11,48 m 11 Luas lahan yang diperlukan = Jml bak * A surface = 206,84 m²

(30)

IX AEROBIC SLUDGE DIGESTER (ASD)

1 Solid loading = 4 kg/m2.hari (1,6 - 4,8)

2 Jumlah bak yang diperlukan = 2 bak

3 Massa lumpur BP I = 0,55 * beban SS maks = 5132,16 kg/hari 4 Massa lumpur BP II = (0,45*SSm*0,9)+(0,45*BODm*0,9)

= 7278,34 kg/hari

5 Massa lumpur total (M tot) = Massa BP I + BP II = 12410,50 kg/hari 6 Q lumpur BP I = Massa BP I / 0,08 /1030 = 62,28 m3/hari 7 Q lumpur BP II = Massa BP II/0,008/1005 = 905,27 m3/hari 8 Q lumpur total = Q lumpur BP I + BP II = 967,55 m3/hari

9 Temperatur = 25 o

10 HRT (8c) = 500 / temperatur = 20 hari 11 Volume digester = Q lumpur total * HRC = 19350,98 m³

12 Kedalaman rencana (h) = 10 m

13 A surface = Volume digester / h = 1935,10 m²

14 Diameter = SQRT(4*A surface/3,14) = 49,65 m

15 Luas lahan yang diperlukan = Jml bak * A surface = 3870,20 m²

(31)

X SLUDGE DRYING BED (SDB)

1 Qlumpur = (0,5*Q BP I)+(0,1*Q BP II) = 132,05 m3/hari 2 Kadar air pd sludge cake

(awal) = 96 %

3 Kadar air pd sludge cake

(akhir) = 75 %

5 Volume cake kering (V ck) = Q lumpur*(1-96%)/(1-

75%) = 21,13 m3/hari

6 Dimensi Bed:

- Rencana jumlah bed = 20 bed

- Renc. waktu pengeringan

(tk) = 10 hari

- Rencana tebal cake (tbl) = 0,3 m

- Luas permukaan bed = Qlump * tk / jml bed /

tbl = 220,08 m²

- Lebar bed = 10 m

- Panjang bed = Luas perm / lebar bed = 22 m 7 Luas lahan yang diperlukan = (pjg * lbr * jml) bed = 4402 m²

(32)

XI LUAS LAHAN YANG DIPERLUKAN

1 Sumur pengumpul = 32 m²

2 Bar screen = 1,62 m²

3 Grit Chamber = 18 m²

4 Bak Pengendap I = 263,23 m²

5 Activated Sludge = 1662,12 m²

6 Bak Pengendap II = 694,75 m²

7 Desinfeksi = 141,82 m²

8 Sludge Thickener = 206,84 m²

9 Aerobic Sludge

Digester (ASD) = 3870,20 m²

10 Sludge Drying Bed

(SDB) = 4402 m²

Luas lahan total = 11291,224 m², atau

= 1,13 Ha

(33)

5. MENGHITUNG KESETIMBANGAN MASSA

(SOLIDS BALANCE)

 Kesetimbangan massa untuk setiap unit BPAB perlu ditetapkan agar dapat digunakan untuk menentukan kesesuaian hasil pengolahan

dengan peraturan yang berlaku dan dalam proses penetapan dimensi unit pengolahan lumpur

 Perhitungan solids-balance menggunakan debit dan beban rata-rata

(34)

Kualitas influen air limbah

BOD₅ = 71 mg/l

COD = 147 mg/l

TSS = 116 mg/l

NH₃-bebas = 0,184 mg/l

Detergen = 0,2566 mg/l

Phenol = 0 mg/l

Sisa klor (Cl₂) = 0 mg/l

Phosphat(ortho) = 0,4121 mg/l Kuantitas influen air limbah

Q.ave = 0,4709 l/det = 40,6879 m3/hari Q.min = 0,2355 l/det = 20,3440 m3/hari Q.maks = 0,4709 l/det = 40,6879 m3/hari Qp = 0,7064 l/det = 61,0319 m3/hari

5. MASS BALANCE

(35)

Baku mutu limbah cair untuk kegiatan rumah sakit

BOD5 = 30 mg/l

COD = 80 mg/l

TSS = 30 mg/l

NH3-bebas = 0,1 mg/l Detergen = 0,5 mg/l Phenol = 0,01 mg/l

Sisa klor (Cl2) = 0,5 mg/l Phosphat (ortho) = 2 mg/l

(36)

[Akumulasi ] = [input] – [penurunan karena reaksi] - [out]

[Akumulasi ] = [input] - [out]

Mass balance adalah

dt QC Vrdt

dt QC V

dC₁ = ₀ − − ₁

Sytem boundary

Gambar Sketsa Reaktor untuk Analisis Mass Balance

influen, Q C influen

Q efluen, C efluen Massa

influen

Massa efluen

Massa terakumulasi

Reaktor

(37)

a. Perhitungan mass balance untuk grit chamber Mass balance sebelum grit chamber

MBOD = Q * BOD/1000

= 2,8888 kg/hari (utk Q.ave)

= 1,4444 kg/hari (utk Q.min)

= 2,8888 kg/hari (utk Q.maks)

= 4,3333 kg/hari (utk Qp) MCOD = Q * COD/1000

= 8,9717 kg/hari (utk Qp) MTSS = Q * TSS/1000

= 7,0797 kg/hari (utk Q.p)

(38)

Mass balance setelah grit chamber

Removal BOD5 dan TSS dalam grit chamber kecil. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa konsentrasi BOD5 dan TSS yang keluar dari grit chamber sama dengan kualitas influen air limbah

(Qasim, 1985)

MBOD = 2,8888 kg/hari (utk Q.ave)

= 4,3333 kg/hari (utk Qp) MCOD= 5,9811 kg/hari (utk Q.ave)

= 8,9717 kg/hari (utk Qp) MTSS = 4,7198 kg/hari (utk Q.ave)

= 7,0797 kg/hari (utk Qp)

(39)

b. Perhitungan mass balance untuk bak pengendap I Mass balance sebelum bak pengendap I

Mass balance sebelum bak pengendap I sama dengan mass balance setelah grit chamber, yaitu:

= 4,3333 kg/hari (utk Qp) MCOD= 5,9811 kg/hari (utk Q.ave)

(40)

Mass balance setelah bak pengendap I

Removal BOD = 30 % (25-40%, Eddy dan Metcalf, 1991) Removal TSS = 60 % (50-70%, Eddy dan Metcalf, 1991) MBOD = 30 % * MBOD

= 1,3000 kg/hari (utk Qp) MTSS = 60 % * MTSS

(41)

Sludge solid concentration dari bak pengendap I sebesar 5% = 50000 mg/l = 50 kg/m3 (Tabel 12-8, Eddy dan Metcalf, 1991) Q = MTSS/TSS

= 0,0566 m3/hari (utk Q.ave)

= 0,0283 m3/hari (utk Q.min)

= 0,0566 m3/hari (utk Q.maks)

= 0,0850 m3/hari (utk Qp) BOD = MBOD/Q

= 15,3017 mg/l (utk Q.ave)

= 15,3017 mg/l (utk Q.min)

= 15,3017 mg/l (utk Q.maks)

= 15,3017 mg/l (utk Qp) TSS = MTSS/Q

= 50 mg/l (utk Q.ave)

= 50 mg/l (utk Q.min)

= 50 mg/l (utk Q.maks)

= 50 mg/l (utk Qp)

(42)

c. Perhitungan mass balance untuk tangki aerasi Mass balance sebelum tangki aerasi

Mass balance sebelum tangki aerasi sama dengan mass balance setelah BP I, yaitu:

BOD = 15,3017 mg/l (utk Q.ave)

= 15,3017 mg/l (utk Q.min)

= 15,3017 mg/l (utk Qp) TSS = 50 mg/l (utk Q.ave)

= 50 mg/l (utk Q.min)

= 50 mg/l (utk Q.maks)

= 50 mg/l (utk Qp) MBOD = 0,8667 kg/hari (utk Q.ave)

Q = 0,0566 m3/hari (utk Q.ave)

= 0,0850 m3/hari (utk Qp)

(43)

Mass balance setelah tangki aerasi

Q = Qinfluen-Qsebelum tangki aerasi

= 40,6313 m3/hari (utk Q.ave)

= 60,9469 m3/hari (utk Qp) MBOD = MBOD sblm BP.I – MBOD stlh BP.I

MTSS = MTSS sblm BP.I – MTSS stlh BP.I

BOD = MBOD/Q

= 0,0498 mg/l (utk Q.ave)

= 0,0498 mg/l (utk Q.min)

= 0,0498 mg/l (utk Qp) TSS = MTSS/Q

= 0,0465 mg/l (utk Qp)

(44)

Input data

= 60,9469 m3/hari (utk Qp) BOD = 0,0498 mg/l (utk Q.ave)

= 0,0498 mg/l (utk Qp) TSS = 0,0465 mg/l (utk Q.ave)

= 0,0465 mg/l (utk Qp)

= 2,8319 kg/hari (utk Qp) d. Perhitungan mass balance untuk secondary clarifier

 Mass balance untuk liquid line

(45)

Perhitungan

BOD_air = 10% * BOD

= 0,0050 mg/l (utk Qp) Px = Y_obs * Q * (S_o-S_e)

) (

Yobs 1

kd c

Y θ

×

= +

Y = 0,5 g biomass/g substrat (0,4-0,6) kd = 0,06 per hari

θc = 10 hari (3-15 hari)

Y_obs = 0,3125 g/g

Q = 40,6313 m³/hari (utk Q.ave)

= 20,3156 m³/hari (utk Q.min)

= 40,6313 m³/hari (utk Q.maks)

= 60,9469 m³/hari (utk Qp) So(BOD_in) = 0,0498 mg/l

Se (BOD_air) = 0,0050 mg/l

Px = 0,5687 g MLVSS/hr = 0,7109 g MLSS/hr (utk Q.ave)

= 0,2844 g MLVSS/hr = 0,3555 g MLSS/hr (utk Q.min)

= 0,5687 g MLVSS/hr = 0,7109 g MLSS/hr (utk Q.maks)

= 0,8531 g MLVSS/hr = 1,0664 g MLSS/hr (utk Qp)

(46)

 Mass balance untuk solid line Input data

= 60,9469 m3/hari (utk Qp) BOD = 0,0498 mg/l (utk Q.ave)

= 0,0498 mg/l (utk Qp) TSS = 0,0465 mg/l (utk Q.ave)

= 0,0465 mg/l (utk Qp) MBOD = 2,0222 kg/hari (utk Q.ave)

(47)

Perhitungan

Qw = Px/TSS (TSS = 8000-12000, diambil TSS = 10000)

= 7,1093.10-5 m3/hari (utk Q.ave)

= 3,5546.10-5 m3/hari (utk Q.min)

= 7,1093.10-5 m3/hari (utk Q.maks)

= 1,0664.10-4 m3/hari (utk Qp)

BODin * Qin = 0,002022 mg/hari (utk Q.ave)

= 0,001011 mg/hari (utk Q.min)

= 0,002022 mg/hari (utk Q.maks)

= 0,003033 mg/hari (utk Qp) Qair = Qin-Qw

= 4,0631.101 m3/hari (utk Q.ave)

= 2,0316. 101 m3/hari (utk Q.min)

= 4,0631. 101 m3/hari (utk Q.maks)

= 6,0947. 101 m3/hari (utk Qp)

BODair * Qair = 2,0222 mg/hari (utk Q.ave)

= 1,0111 mg/hari (utk Q.min)

= 2,0222 mg/hari (utk Q.maks)

= 3,0333 mg/hari (utk Qp)

(48)

6. MENGATUR TATA LETAK (LAYOUT)

1. Geometri lokasi BPAL

2. Topografi lokasi

3. Kondisi tanah dan pondasi

4. Lokasi saluran

pengumpul air limbah

5. Lokasi pembuangan air hasil pengolahan

6. Gradien hidrolis lokasi

7. Jenis-jenis proses

8. Efisiensi pengolahan proses

9. Akses transportasi

10. Aksesibilitas untuk pekerja

11. Reliabilitas dan ekonomi operational

12. Estetika

13. Lingkungan

14. Ketersediaan lahan untuk perluasan bangunan di

masa yang akan datang

(49)

7. MENGEVALUASI PROFIL HIDROLIS (Plant Hydraulics)

• Perhitungan hidrolis ini dilakukan untuk debit rata-rata dan/atau debit puncak

• Perhitungan hidrolis ini diperlukan untuk menghitung

dimensi saluran penghubung unit dan untuk menetapkan level masing-masing unit BPAB pada lahan yang disediakan dengan cara menghitung kehilangan tekanan (headloss) akibat aliran

Pertimbangan umum :

1. Ekualisasi pemisahan aliran dari setiap unit

2. Pengadaan bypass terhadap pengolahan tahap II untuk

menghindari kehilangan biomassa pada saat aliran puncak 3. Meminimalisasi jumlah perubahan arah aliran air limbah

dalam saluran

(50)

Tabel Headloss tipikal unit-unit BPAL

Unit Pengolah Range Headloss, ft Bar Screen

Kolam Pasir

Aerated

Velocity Controlled

Sedimentasi Pertama 1,5-3,0

Tanki Aerasi 0,-2,0

Trickling Filter

Low-rate 10,0-20,0

High-rate, media batuan 6,0-16,0 High-rate, media plastik 16,0-40,0

Sedimentasi Kedua 1,5-3,0

Filtrasi 10,0-16,0

Adsorpsi Karbon 10,0-20,0

Tanki Kontak Chlorinasi 0,7-6,0

Catatan : ft x 0.3048 m

(51)

• Tugas 1 (2,5%): Perhitungan mass balance dan rencana tahap-tahap dalam BPAL

(Tugas kelompok; hanya Q &A)

• Tugas 2 (10%): Laporan penjelasan secara singkat

dengan dilengkapi contoh perhitungan masing-masing unit bangungan BPAL

(Tugas kelompok dengan presentasi singkat, Q & A dimulai minggu 6)

•Tugas 3 (2,5%): Summary dan problem solving BPAL (Tugas individu)

TUGAS

(52)

Pembagian Kelompok

1.Sumur Pengumpul, pompa, bar screen, alat pengukur debit

2.Grit chamber, aerated grit chamber, BP 1 3.Bangunan aerobik tersuspensi

4.Bangunan aerobik terlekat

5.Bangunan anaerobik tersuspensi 6.Bangunan anaerobik terlekat

7.Bangunan anoksik

8.Clarifier dan sludge thickener 9.Bangunan pengolahan lumpur

(53)

• Tugas Perencanaan (25%) (Submission: End of Week 17)

• Test 1 (25%) Materi Minggu 1 sampai dengan Materi BPAL aerobik tersuspensi

• Test 2 (35%) Materi BPAL aerobik tersuspensi

sampai dengan Materi Pengolahan Lumpur

(54)