Teknologi Pengolahan Air Limbah Domestik

(1)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

http://www.ftsp.its.ac.id

Joni Hermana

Jurusan Teknik Lingkungan Email: [email protected], hp: 08123029313

Manajemen Asset Infrastruktur Program Pascasarjana Teknik Sipil

ISI PEMBAHASAN

1. PENDAHULUAN

2. TEKNOLOGI ONSITE SKALA INDIVIDU

3. TEKNOLOGI ONSITE KOMUNAL

(2)

Sumber Pustaka:

1. Sebagian besar materi ini berasal dari Materi Diseminasi Keteknikan Bidang Air Limbah,

Direktorat Pengembangan PLP, Direktorat Jenderal Cipta Karya, Kementerian Pekerjaan Umum, 2011 2. Berbagai Sumber dan Literatur sebagai tambahan.

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

PENDAHULUAN

(3)

SANITASI

Suatu usaha untuk menciptakan keadaan yang dapat menghindarkan

timbulnya gangguan penyakit

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Problems with conventional sanitation

fertilizer production from finite resources

food

(4)

Kualitas hidup yang semakin buruk !!

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

JENIS BERBAGAI RESIKO KESEHATAN LT

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Chemical contaminants Excreted pathogens

• Helminths

• Protozoa

• Bacteria

• Viruses

• Persistent org.

pollutants, “POP”

• Heavy metals

• Hormone-active substances

• Antibiotics

(5)

9

T ra n smi si P e n ya k it

TINGKAT SURVIVAL PATHOGEN

Faktor kematian:

• Kering/lembab

• Sinar UV

• Suhu

• Waktu

Prinsip dasar:

• Semua patogen yang berasal dari LT akan mengalami kematian setelah dikeluarkan

• Kecuali:

perkembangbiakan bakteri yang menyebabkan keracunan makanan

Load

Time

cacing yang berkembangbiak di host

k it

Pengelolaan AL

Kesehatan

(yang dipengaruhi oleh

Kebiasaan Higienis

PERANGKAT SANITASI

(6)

COMBINED SEWER

Konsep Sistem Pengelolaan Air Limbah

Daerah Pelayanan Kapasitas Penduduk

(Jiwa/Ha)

> 200 < 200

OFF-SITE ON-SITE

Muka Air Tanah (M)

> 1,2 < 10

Tanki Septik Cubluk Debit Besar Debit Kecil

Air limbah dan air hujan

Air limbah dan air hujan Limbah Air Industri

B3 Non–B3

BAKUMUTU EFLUEN Treatment

Bangunan Pengolah Air Limbah

BADAN AIR PENERIMA

PERSIL Spj. Saluran

BY PASS INTERCEPTING SEWER

SANITARY SEWER

INFILTRASI

NON DOMESTIK DOMESTIK

SKEMA PEMILIHAN SISTEM

PENGELOLAAN AIR LIMBAH

(7)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Hubungan Opsi Teknologi dan Investasi

Tangga hubungan antara opsi teknologi dengan investasi yang harus ditanamkan

(Sumber: UNEP, 2004)

Fokus Teknologi

SISTEM PENGOLAHAN ONSITE

(8)

GOT/SALURAN DRAINASE Limbah Cair Rumah Tangga

Berdasarkan karakteristik

Blackwater (20%) Grey Water (80%)

Berdasarkan sumbernya

Toilet, WC Buangan dapur, tempat cuci, kamar mandi

Klasifikasi Air Limbah Domestik

SEPTIC TANK/CUBLUK

Karakteristik Air Limbah Domestik

70% air bersih

Air Limbah

Minyak/Lemak Bahan Tersuspensi

Bahan Organik

Terlarut Bahan Anorganik

Terlarut

Pengolahan Biologis Contoh: ABR

Pengolahan Lanjutan Contoh: Saringan Pasir dan Karbon Aktif Pengolahan Fisik

Contoh: Penangkap Minyak dan Lemak, dan Bak Pengendap

80 % grey water 20 % black water

(9)

17

Skema untuk Mendaur Ulang Air Limbah Domestik

Greywater

PENGENDAPAN

Wetland/Kolam/

ABR/BIOFILTER

DISINFEKSI PENYIMPANAN

DAUR ULANG

PENGUMPULAN

PRA-

PENGOLAHAN

PENGOLAHAN UTAMA

PENGOLAHAN LANJUTAN

Konsep Sistem Pengelolaan Air Limbah

Daerah Pelayanan Kapasitas Penduduk

(Jiwa/Ha)

> 200 < 200

OFF-SITE ON-SITE

Muka Air Tanah (M) Debit Besar Debit Kecil

Limbah Air Industri

NON DOMESTIK DOMESTIK

(10)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TEKNOLOGI ONSITE SKALA INDIVIDU 1. Septic Tank

2. Septic Tank dengan Bidang Resapan 3. Septic Tank dengan Evapotranspirasi 4. Septic Tank dengan Filter

5. Septic Tank dengan Small Bore Sewer

TIPE-TIPE PENGOLAHAN SETEMPAT

• Cubluk

• Komposting toilet

• Toilet siram

• Sistem Wetland

• Tangki septik

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(11)

Cubluk

• Cubluk menampung kotoran dalam lubang galian tanah di

bawahnya.

• Sistim ini tidak cocok untuk daerah yang mempunyai

permukaan air tanah dangkal

21

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

KOMPOSTING TOILET

• Dalam lubang toilet dengan sistim lubang galian/pit latrine, dekomposisi pada keadaan aerob dapat dilaksanakan di atas tanah

• Dengan menggunakan dua ruangan yang bersebelahan

(12)

23

KOMPOSTING TOILET

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

KOMPOSTING TOILET

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(13)

TOILET SIRAM

25

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

• Toilet siram mempunyai penyekat air yang

berfungsi mencegah bau dan masuknya serangga

• Tinja dalam toilet diguyur dengan menyiramkan 2 sampai dengan 3 liter air.

• Pembuangan tinja

dengan sistim toilet siram dengan ‘lubang galian’

tidak cocok untuk tanah

yang mempunyai muka

air tanah yang tinggi

(14)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK

Tangki septik adalah salah satu cara pengolahan air limbah domestik yang menggunakan proses pengolahan secara anaerobik. Proses ini dapat memisahkan padatan dan cairan di dalam air limbah. Padatan dan cairan memerlukan dan harus diolah lebih lanjut karena banyak

mengandung bibit penyakit atau bakteri patogen yang berasal dari kotoran (feces) manusia . Jika tidak diolah, maka dikhawatirkan air limbah dapat

menularkan penyakit kepada manusia terutama melalui air (waterborne disease)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK

1. Tanki septik ber- SNI 03-2398-2002

2. Tanki Septik harus dijamin kedap air

3. Efisiensi pengolahan berkisar 60-70%

(15)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK Perhitungan dimensi Septic Tank:

Q = q x p/1000

– Q = debit yang akan diolah septic tank (m3/hari) – q = laju timbulan air limbah (l/or/hari), 5 – 40

l/or/hari (sistem terpisah), 45 – 300 l/or/hari (sistem tercampur)

– p = jumlah pemakai (or)

Waktu detensi ≥ 5 hari (sistem terpisah), 2 ≥ tercampur

ZONA-ZONA DALAM TANKI SEPTIK

(16)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Perlu diingat bahwa tangki septik harus dibuat kedap agar cairan yang berasal dari lumpur tinja tidak merembes keluar dari tangki sehingga berpotensi mencemari tanah dan air tanah di sekitarnya

•Kapasitas perkolasi tanah berkisar antara (0,5-24) menit/cm dan optimum 8 menit/cm.

•Ketinggian muka air tanah minimum 0,60 m di bawah dasar rencana saluran peresap atau (1-1,5) m di bawah muka tanah.

•Jarak horizontal dari sumber air (seperti sumur) tidak boleh kurang dari 10m

(17)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK DENGAN BIDANG RESAPAN

1. Harus memperhatikan perkolasi tanah (0,5 – 24 cm/min)

2. Ketinggian muka air tanah minimum 0,6 – 1,5 m dibawah dasar rencana saluran peresap

3. Jarak horizontal dengan sumber air minimal 10 m

4. Ukuran efektif butiran tanah maksimum 0,13 mm

5. Diperlukan sumur peresap bila bagian

permukaan tanah kedap air sedangkan bagian

tengahnya porous

(18)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK DENGAN EVAPOTRANSPIRASI

Sesuai jika:

Tanah impermeable >

24 min/cm Daerah bersuhu

tinggi Kelembaban

rendah

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK DENGAN FILTER

1. Filter Permukaan Bawah Tanah

2. Filter Anaerobik

(19)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK DENGAN SMALL BORE SEWER

BAGAIMANA DENGAN GREY

WATER

(20)

Potongan tangki hibrid Filter

Balai Lingkungan Permukiman

ABR Filter

Media 3 Media 2

Media 1

Tangki Penampung Kamar Mandi

Cuci Piring Cuci Pakaian

Pengembangan Daur Ulang Limbah Domestik (PANDORA-L) oleh TL ITS

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(21)

Bak Penampung Bak Penyaring Minyak & Lemak

(Grease trap)

ABR Filter

Inlet & Bak kontrol

Reservoar

(22)

TEKNOLOGI ONSITE KOMUNAL

1. Septic Tank Bersama

2. Septic Tank Bersekat (Baffled Reactor) 3. Biodigester

4. Septic Tank Bersekat dengan Filter 5. Septic Tank Bersekat dengan Filter dan

Tanaman

6. Kolam Aerobik

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TEKNOLOGI ONSITE KOMUNAL

(23)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TEKNOLOGI ONSITE KOMUNAL

TANKI SEPTIK BERSAMA

(24)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI SEPTIK BERSEKAT

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

BIODIGESTER

(25)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI BERSEKAT DENGAN FILTER

(26)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(27)

TANKI SEPTIK DENGAN FILTER DAN TANAMAN

TANKI SEPTIK DENGAN KOLAM

AERASI

(28)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TEKNOLOGI SANITASI BERBASIS MASYARAKAT

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH TINJA ( IPLT) 1. Karakteristik dan Jenis Lumpur Tinja 2. Tahapan Pengolahan Lumpur Tinja 3. Kebutuhan Data Perencanaan

4. Tahapan Perencanaan IPLT

5. Jenis Teknologi Pengolahan Lumpur

Tinja

(29)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

UNIT-UNITPENGOLAHAN DALAM IPLT

1. Unit Pengumpul 2. Tanki Imhoff

3. Kolam Stabilisasi (Anaerobik – Fakultatif – Maturasi)

4. Unit Pengering Lumpur 5. Bangunan Pelengkap

Karakteristik Lumpur Tinja

(30)

Karakteristik Lumpur Tinja

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Karakteristik Lumpur Tinja

(31)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TAHAPAN PERENCANAAN IPLT

Alternatif Tahapan IPLT < 50.000 PE

(32)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Alternatif Tahapan IPLT < 100.000 PE

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Alternatif Tahapan IPLT > 100.000 PE

(33)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

OPSI TEKNOLOGI PENGOLAHAN LUMPUR TINJA

TANKI IMHOFF

(34)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

TANKI IMHOFF

ALTERNATIF DESAIN BAK PEMISAH IMHOFF

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(35)

DESAIN DETAIL TANKI IMHOFF

DIMENSI TANKI IMHOFF

(36)

KOLAM ANAEROBIK

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

PENGARUH SUHU DAN WAKTU DETENSI

(37)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

KRITERIA DESAIN KOLAM ANAEROBIK

KOLAM FAKULTATIF

(38)

KOLAM FAKULTATIF

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

KOLAM MATURASI

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(39)

MENETAPKAN DIMENSI KOLAM

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(40)

UNIT PENGERING LUMPUR

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

UNIT PENGERING LUMPUR

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(41)

GAMBAR SKEMATIS UNIT PENGERING

LUMPUR

(42)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

LAYOUT UNIT PENGERING LUMPUR

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

PROFIL MEDIA UNIT PENGERING

LUMPUR

(43)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

PROFIL UNIT PENGERING LUMPUR

(44)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

SISTEM PENGOLAHAN OFFSITE

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

USULAN ALTERNATIF

SISTEM PENGOLAHAN

TERPUSAT

(45)

Usulan Alternatif Sistem Pengolahan Terpusat

• Proyeksi Debit

• Perencanaan Pipa Persil

• Perencanaan Pipa Retikulasi

• Perencanaan Pipa Induk (Main/trunk sewer)

• Perencanaan Bangunan Pelengkap pada Sistem Jaringan

• Perencanaan Kapasitas IPAL

• Perencanaan Lokasi IPAL

• Kebutuhan Lahan IPAL

89

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Usulan Alternatif Sistem Pengolahan Terpusat

• Proyeksi Debit

Prakiraan dari dari konsumsi pemakaian air bersih (used water), kurang lebih 70% hingga 90% akan menjadi air limbah yang dapat dibedakan atas greywater dan black water.

• Perencanaan Pipa Persil

(46)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Usulan Alternatif Sistem Pengolahan Terpusat

• Pipa Retikulasi

91

Usulan Alternatif Sistem Pengolahan Terpusat

• Pipa Induk (Main/trunk sewer)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(47)

Usulan Alternatif Sistem Pengolahan Terpusat

• Bangunan Pelengkap pada Sistem Jaringan

93

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Usulan Alternatif Sistem Pengolahan Terpusat

• IPAL

(48)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Tabel 1 Koefisien Kekasaran Pipa

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Tabel 2. Nilai Populasi Ekuivalen Untuk Setiap Kegiatan

No Kegiatan Nilai PE Acuan

1 Rumah Biasa 1 Study JICA 1990

2 Rumah Mewah 1,67 Sofyan M Noerlambang

3 Apartemen 1,67 Sofyan M Noerlambang

4 Rumah Susun 0,67 Sofyan M Noerlambang

5 Puskesmas 0,02 Sofyan M Noerlambang

6 Rumah Sakit Mewah 6,67 SNI 03 – 7065-2005

7 Rumah Sakit Menengah 5 SNI 03 – 7065-2005

8 Rumah Sakit Umum 2,83 SNI 03 – 7065-2005

9 SD 0,27 SNI 03 – 7065-2005

10 SLTP 0,33 SNI 03 – 7065-2005

11 SLTA 0,53 SNI 03 – 7065-2005

(49)

Tabel 2. Nilai Populasi Ekuivalen Untuk Setiap Kegiatan (Lanjutan)

No Kegiatan Nilai PE Acuan

12 Perguruan Tinggi 0,53 SNI 03 – 7065-2005

13 Ruko 0,67 SNI 03 – 7065-2005

14 Kantor 0,33 SNI 03 – 7065-2005

15 Stasiun 0,02 SNI 03 – 7065-2005

16 Restoran 0,11 SNI 03 – 7065-2005

Tabel 3.Konversi Nilai PE Terhadap Diameter Pipa

PE DIAMETER (mm) MIRING MINIMAL

(m/m)

< 150 100 0,020

150 - 300 125 0,017

(50)

Gambar 6. Beberapa bangunan pelengkap pada perpipaan air limbah

(sumber: Pedoman Pengelolaan Air Limbah Perkotaan, PU, 2003)

Tabel 4. Jarak Antar MH Pada Jalur Lurus

Diameter (mm) Jarak antar MH (m) Referensi

(20 - 50) 50 - 75 Materi Training + Hammer

(50 - 75) 75 - 125 Materi Training + Hammer

(100 - 150) 125 - 150 Materi Training + Hammer (150 - 200) 150 - 200 Materi Training + Hammer

1000 100 -150 Bandung (Jl. Soekarno - Hatta)

(51)

Tabel 5. Alternatif Kapasitas Air Penggelontor

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 7. Batas Sambungan Rumah

(52)

Tabel 6. Dimensi Lubang Inspeksi

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Saringan sampah (Screen)

Saringan Material Lepas

• Menggunakan bar screen (saringan batang) untuk mencegah objek yang kasar karena dapat merusak pompa dan proses air limbah selanjutnya.

• Ditempatkan sebelum pompa dan sebelum grit

chamber.

(53)

Tabel 7. Persyaratan Teknis Saringan

Faktor Disain Pembersihan Cara

Manual

Pembersihan Dengan Alat Mekanik

Kecepatan aliran lewat celah (m/dt) 0,3 – 0,6 0,6 – 1

Ukuran penampang batang

Lebar (mm) 4 – 8 8 – 10

Tebal (mm) 25 – 50 50 – 75

Jarak bersih dua batang (mm) 25 – 75 10 – 50

Kemiringan terhadap horizontal (derajat) 45 – 60 75 – 85

Kehilangan tekanan lewat celah (mm) 150 150

Kehilangan tekanan Max.(saat tersumbat) (mm) 800 800

Sumber: Syed R, Qosim, Waste water teatment plants

Gambar 8. Skematik gambar saringan

sampah

(54)

Bak Penangkap Pasir (Grit Chamber)

• Grit chamber diperlukan untuk memisahkan kandungan pasir atau grit dari aliran air limbah.

Kunci dari pemisahan ini adalah mengendapkan pasir pada kecepatan horizontal tetapi kecepatan tersebut tidak telalu pelan sehingga bahan-bahan lain

(organik) selain pasir tidak ikut mengendap

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 9. Skematik Grit Chamber

(55)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Tabel 8. Kriteria Desain Grit Chamber

Faktor Rencana Kriteria Keterangan

Dimensi Kedalaman (m) Panjang (m) Lebar (m)

Rasio lebar/dalam Rasio panjang/lebar

2 – 5 7,5 – 20

2,5 – 7 1:1 s/d 5:1 2,5:1 s/d 5:1

Jika diperlukan untuk menangkap pasir halus (0,21 mm), gunakan waktu detensi (td) yang lebih lama.

Lebar disesuaikan juga untuk peralatan pengeruk pasir mekanik, kalau terlalu lebar dapat menggunakan buffle pemisah aliran untuk mencegah aliran pendek.

Kecepatan Aliran (m/detik) 0,6 – 0,8 Di permukaan air Detention time pada

aliran puncak 2 – 5 menit

Pasokan udara

(liter/detik.m panjang tangki) 5 - 12 Jika diperlukan untuk mengurangi bau

(Sumber : Kriteria Teknis Prasarana dan sarana Pengelolaan Air Limbah, PU, 2006)

Bak Pengendap I (Preliminary Sedimentation)

• Fungsi utama bak pengendap I adalah mengendapkan partikel discrete.

• Unit ini juga dapat menurunkan konsentrasi

BOD/COD dalam aliran sehingga membantu

menurunkan beban pengolahan biologis pada

tahapan pengolahan berikutnya.

(56)

Gambar 10. Grafik Surface Loading Rate (SLR) dan Waktu Detensi (td)

Sumber: Syed R. Qasim, Waste water Treatment plants, CBS publishing Jepan,Ltd., 1985,

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Tabel 9. Design kriteria untuk masing masing tipikal bak pengendap pertama

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(57)

Gambar 11. Skema Bak Persegi Panjang Tipe Aliran Horizontal

Gambar 12. Skema Tipikal Bak Pengendap Pertama

Tipe Aliran Radial Dan Aliran Ke Atas

(58)

Bak Pengendap II (clarifier)

• Perhatian khusus harus diberikan terhadap

pengendapan flok dalam bentuk MLSS (mixed liquoer suspended solid) dari proses activated sludge atau lumpur aktif dengan konsentrasi yang tinggi

mencapai 5.000 mg/l. Clarifier ini merupakan pengendapan terakhir yang disebut juga dengan final sedimentation

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 13. Bentuk Bangunan

Secondary Clarifier

(59)

Dasar-Dasar Proses Pengolahan Biologis Untuk Air Limbah

• Prinsip pengolahan menggunakan jasa bakteri

(mikroorganisme) untuk menguraikan bahan organik yang terkandung dalam air limbah dan enzim yang ada mikroorganisma tersebut akan mengubah bahan organik menjadi unsur-unsur senyawa sederhana.

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 14. Prinsip Pengolahan Biologis

Secara Aerob dan Anaerob

(60)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Biologis Untuk Air Limbah

Type Pengolahan

Beban

hidraulik/biologis Keuntungan Kelemahan Septik tank

Sedimentasi ditambah dengan stabilisasi lumpur

1 m³/m².hari

Pengoperasian

& perawatan mudah

Effisiensi < 30%

Imhoff tank

Sedimentasi ditambah dengan stabilisasi lumpur

0,5 m³/m²hari

Pengoperasian

& perawatan mudah

Efisiensi < 50%

Kolam anaerob

Pengolahan anaerob

4 m³/m².hari atau 0,3 – 1,2 kg BOD /m³/hari

Konstruksi

mudah Efisiensi < 50 %

UASB Pengolahan

anaerob 20 m³/m² hari influent untuk BOD>100 mg/L

Kecepatan Aliran harus stabil Kolam

Fakultatif

Pengolahan anaerob dan aerob

250 kg BOD/

ha.hari Efisiensi > 90% Perlu lahan luas Kolam Aerasi

(Aerated lagon)

Pengolahan aerob

Tidak menggunakan clarifierkhusus

Endapan di dasar kolam

Tabel 10. Ciri-Ciri Bangunan Pengolahan Biologis Untuk Air Limbah (Lanjutan)

Type Pengolahan

Beban

hidraulik/biologis Keuntungan Kelemahan Kolam

maturasi Pengolahan aerob 0,01 kg/m³. hari Efisiensi 70 % Cukup luas

RBC Pengolahan aerob 0,02 m³/m².luas media

Tenaga listrik kecil & waktu detensi 3 jam

Phytoremediasi

Dapat melakukan penyerapan bahan organik dan racun

25 – 30 kg/ha

Dapat

mengurangi B3 dan zat radioaktif

Beban organik kecil sehingga tidak untuk skala besar

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(61)

Kolam Aerasi (aerated lagoon)

• Kolam aerasi menggunakan peralatan aerator mekanik berupa surface aerator yang

digunakan untuk membantu mekanisasi pasokan oksigen terlarut di dalam air

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Tabel 11. Perbedaan Karakteristik Berdasarkan Jenis Kolam Aerasi

Kriteria Fakultatif Flowthrough Extended aeration

Konsentrasi solid (mg/l) 30 - 150 30 – 300 4.000 – 5.000

Waktu detensi (hari) 3 - 6 2 - 5 0,7 -1

Dalam kolam (m) 3 - 5 3 – 5 3 – 5

Efisiensi penysisihan

BOD (%) 75 – 90 70 – 85 95 – 98

Kebutuhan lahan

0,15 – 0,45 0,10 – 0,35 0,13 – 0,25

(62)

Kolam Aerasi Fakultatif

• Tipe ini selaras dengan kolam algae pada pada kolam stabilisasi, hanya oksigen yang

diperlukan disuplai melalui aerator dan bukan melalui proses fotosintesis algae

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 15. Skema Kolam Aerasi Fakultatif

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(63)

Gambar 16. Skema Aerated Lagoon Flow Through

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 17. Skema Proses Lumpur Aktif

Aerasi Berlanjut (Extended Aeration)

(64)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 18. Kolam Extended Aeration Menggunakan Tangki Pengendap Terpisah

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 19. Extended Aeration Lagoon

Dengan Zona Pengendapan

(65)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 20. Extended Aerated Lagoon Dengan 2 Sel Dengan Operasi Secara Intermittent

Lumpur Aktif (Activated Sludge)

• Lumpur aktif adalah seluruh lumpur yang tersuspensi dan diberi oksigen sehingga

seluruh mikroorganisme aerobik yang ada dan

melekat dengan lumpur menjadi sangat aktif.

(66)

Sistim IPAL extended aeration

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Tabel 12. Perbandingan Sistem Dengan Aerasi

Jenis

pengolahan Uraian Jenis aliran

Waktu tinggal lumpur (jam)

Rasio Makanan

/ Mikroba

Beban Aerator (kg/m³. hari)

MLSS (mg/l)

Periode aerasi (jam)

Rasio Resirku-

lasi

Activated Sludge Conventional

Plug 5 - 15 0,2 - 0,4 0,3 - 0,6 1.500 -

2.000 4 - 8 0,25 – 0,5 Extended

Aeration

Oxidation

ditch Mix 20-30 0,05–0,15 0,1 - 0,4 3.000 -

6.000 18-36 0,5-2 Kolam

Aerasi Plug 0,1 250-

300

Inter- mittent 0

(67)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 21. Lumpur Aktif Tipe Konvensional Dengan Oxidation Ditch

Gambar 22. Oxidation Ditch

(68)

Oxydation Ditch

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Oxydation Ditch

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(69)

Tabel 13. Karakteristik Peralatan Aerator

Sistem Aerasi Uraian Kelebihan Kekurangan Transfer

Efisiensi

Transfer Rate

Sistem diffuser:

1. Gelembung halus 2. Gelembung

sedang 3. Gelembung

besar

1. Menggunakan pipa atau sungkup keramik yang berpori

2. Menggunakan pipa perforated 3. Menggunakan

pipa dengan orifice

1. Baik untuk pengadukan dan transfer oksigen 2. Baik untuk

pengadukan dan biaya O&P rendah 3. Tidak mudah

tersumbat, biaya O&P rendah

1. Biaya inisial dan O&P tinggi 2. Biaya inisial

tinggi

3. Biaya inisial dan tenaga listrik tinggi

10 – 30 6 – 15

4 - 8

1,2 – 2,0 1,0 – 1,6 0,6 – 1,2

Sistem mekanikal:

1. Aliran radial 20- 60 rpm 2. Aliran aksial 300-

1.200 rpm

1. Dengan diameter impeller lebar 2. Dengan diameter

propellerpendek

1. Fleksibel, adukan baik 2. Biaya awal

rendah

1. Biaya awal tinggi 2. Adukan kurang

1,2 – 2,4 1,2 – 2,4

Tabel 13. Karakteristik Peralatan Aerator (Lanjutan)

Sistem Aerasi Uraian Kelebihan Kekurangan Transfer Efisiensi

Transfer Rate

Tubular diffuser

Udara & AL dihisap kedalam pipa untuk diaduk

Rendah biaya awal, O&P, efisiensi transfer tinggi

Adukan rendah 7 – 10 1,2 – 1,6

Jet

Tekanan udara dan AL horizontal

Cocok untuk bak yang dalam

Perlu pompa

dan kompresor 10 – 25 1,2 – 2,4

(70)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 23. Proses Ekologi Di Dalam Kolam Fakultatif

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 25. Skema Kombinasi Unit

Pengolahan Kolam Stabilisasi

(71)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 26. Diagram Alir Proses Pengolahan Air Limbah Dengan RBC

Gambar 27. Skema Sistem Pengolahan Air

Limbah Dengan Sistem RBC

(72)

Rotating Biological Contactor (RBC)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Rotating Biological Contactor (RBC)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(73)

Gambar Skematik RBC

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Gambar 28. Skema Tangki Biofilter

(74)

Gambar Biofilter (type SAF)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Dasar Perencanaan Extended Aeration dan Oxidation Ditch

• Beban BOD (BOD Loading rate atau Volumetric Loading rate)

• Mixed-liqour suspended solids (MLSS)

• Mixed-Iiqour volatile suspended solids (MLVSS)

• Food - to - microorganism (F/M) Ratio

• Hidraulic retention time (HRT)

• Ratio Sirkulasi Lumpur (Hidraulic Recycle Ratio, HRT)

• Umur Lumpur (sludge age)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(75)

Dasar Perencanaan RBC dan Biofilter

• Beban BOD (BOD Loading rate atau Volumetric Loading rate)

• Ratio volume reaktor terhadap luas permukaan media (G),

• Hydraulic Loading rate (HLR)

• Waktu Tinggal (Detention Time, Td)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Tabel 14. Hubungan inlet BOD dan beban BOD

Inlet BOD mg/l LA g BOD/m2.hari

300 30

200 20

(76)

Gambar 29. Bak Phytoremediasi

Gambar 30. Pilihan Proses Pengolahan Lumpur

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(77)

Tabel 15. Kriteria Perencanaan Gravity Sludge Thickener

Asal Lumpur

Konsentrasi Awal

(%)

Consentration Thickened

(%)

Beban Hidraulik (m³/m².hr)

Laju Beban Padatan (kg/m².hr)

Efisiensi Pengendapan

(%)

Over flow TSS

(%)

Pengendap I 1,0-7,0 5,0-10,0 24-33 90-14,4 85-98 300-1.000

Trickling

Filter 1,0-4,0 2,0-6,0 2,0-6,0 35-50 80-92 200-1.000

Activated

Sludge 0,2-1,5 2,0-4,0 2,0-6,0 10-35 60-85 200-1.000

Pengendap

I+II 0,5-2,0 4,0-6,0 4,0-10,0 25-80 85-92 300-800

(Sumber : Kriteria Teknis Prasarana dan sarana Pengelolaan Air Limbah PU, 2006)

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

Stabilisasi Lumpur dengan Sludge Digester

• Tujuan stabilisasi lumpur adalah

mengurangi bakteri pathogen, mengurangi

bau yang menyengat dan mengendalikan

pembusukan zat organik. Stabilisasi ini dapat

dilakukan dengan proses kimia, fisika dan

(78)

Tabel 16. Desain Kriteria untuk Pengeraman Anaerobik

Parameter Standard Rate High Rate

Lama Pengeraman (SRT) (hari) 30 – 60 10 – 30

Sludge loading(kg VS/m³.hari) 0,64 – 1,60 2,40 – 6,41

Kriteria volume

Pengendapan I (m³/kapita) 0,03 – 0,04 0,02 – 0,03

Pengendapan I + II (dariactivated sludge)

(m³/kapita) 0,06 – 0,08 0,02 – 0,04

Pengendapan I + II (trickling filter) (m³/kapita) 0,06 – 0,14 0,02 – 0,04 Konsentrasi solid (lumpur kering) yg masuk (%) 2 – 4 4 – 6

Konsentrasi setelah pengeraman 4 – 6 4 – 6

Gambar 31. Skema Anaerobic Sludge Digester

fakultas teknik sipil dan perencanaan – ITS surabaya

(79)

Gambar 32. Kriteria Sludge Drying Bed

TERIMA KASIH