BAB V DIMENSI UNIT PENGOLAHAN

Transkripsi

1 BAB V DIMENSI UNIT PENGOLAHAN V.1 Uu Untuk enurunkan konsentrasi zat-zat pencear dala air libah PT Z, aka unitunit pengolahan yang digunakan pada IPAL PT Z adalah sebagai berikut: Pengolahan pendahuluan: Fine screen dan tangki ekualisasi Pengolahan tahap pertaa: Prasedientasi dan Dissolved Air Flotation (DAF) Pengolahan tahap ketiga : Anaerobic fixed bed dan lupur aktif yang dioperasikan secara batch (sequencing batch activated sludge). Perhitungan unit pengolahan epertibangkan debit air libah yang dihasilkan saat ini dan debit air libah pada kapasitas aksiu. Dala perhitungan ini, kedua debit tersebut dinyatakan sebagai tahap I untuk debit eksisting dan tahap II untuk debit pada kapasitas produksi aksiu. V. Pengolahan Pendahuluan Pengolahan pendahuluan bertujuan untuk enyisihkan benda-benda kasar yang terbawa air libah agar tidak erusak peralatan pada tahap pengolahan selanjutnya dan untuk einialkan variasi konsentrasi dan debit air libah. V..1 Fine screen A. Uu Fine screen yang digunakan berjenis static inclined dengan ukuran bukaan. Pengoperasian screen jenis ini sebagai berikut: 1. Screen eiliki pipa inlet, yaitu pipa libah pekat dan pipa libah ringan. V-1

2 . Air libah engalir asuk ke dala pipa inlet dan tertapung pada bak yang erupakan bagian dari screen.. Apabila bak tersebut penuh, overflow air akan engalir elalui bukaan screen dan enuju pipa outlet. 4. Kotoran-kotoran yang tertahan akan langsung jatuh karena batang-batang screen iring dan kotoran akan terkupul di suatu wadah yang diletakkan di depan screen. Fine screen akan disipan dala suatu tepat tertutup yang dapat diakses untuk perawatan. Penggunaan tepat khusus ini ditujukan agar screen terhindar dari kotoran-kotoran yang berasal dari suber lain selain air libah, karena screen akan diletakkan di pinggir jalan besar di dala pabrik. Selain itu, screen dilengkapi dengan wadah untuk enapung kotoran-kotoran yang tersaring, dikenal dengan istilah screenings. B. Data Perencanaan Dala desain ini, fine screen tidak dibuat secara anual dengan perencanaan khusus karena screen akan didapat dari suplier dengan fabrikasi. Bagian-bagian dari screen yang harus difabrikasi adalah diaeter pipa inlet dan outlet. Ukuran kedua pipa tersebut harus sesuai dengan debit air libah yang terproduksi dengan beberapa ketentuan yaitu: 1. saat debit aksiu, kecepatan aliran dala pipa inlet aupun outlet tidak elebihi /detik (Moduto, 000), agar friksi sepanjang pipa tidak terlalu besar. saat debit iniu, kecepatan aliran tidak terlalu kecil yaitu kurang dari 0, /detik (Moduto, 000) untuk eenuhi syarat kecepatan pipa agar terjadi self cleansing (tidak terjadi pengendapan di sepanjang pipa). Tabel V.1 erupakan data-data perencanaan ukuran pipa outlet fine screen. Screen diletakkan di seberang IPAL, dipisahkan oleh jalan dala pabrik. Kehilangan tekan pada bukaan fine screen besar, 1,- (Metcalf & Eddy, 004), aka untuk V-

3 engibangi hal itu, screen diletakkan di tepat yang elevasinya lebih tinggi dari tangki ekualisasi agar tidak dibutuhkan peopaan, sedangkan tangki ekualisasi berada di wilayah IPAL yang berelevasi relatif datar. Screen yang sudah diberi pondasi diletakkan di atas tanah dan pipa outlet akan dibenakan sejauh 0,8 di bawah tanah karena pipa elewati jalan dala pabrik. Ketinggian 0,8 dipilih karena jalan tersebut sering dilalui oleh kendaraan besar seperti truk. Oleh karena itu, tangki ekualisasi harus dibenakan di dala tanah dan pipa inletnya berjarak 0,8 di bawah perukaan tanah. Tabel V.1 Data Perencanaan Diaeter Pipa Inlet dan Outlet Fine screen Debit Tahap II Satuan Besaran Maksiu 5,40 Rata-rata ( /ja),75 Miniu 1,56 C. Perhitungan Berdasarkan data perencanaan, aka perhitungan diaeter pipa inlet dan outlet fine screen adalah sebagai berikut: Kecepatan aliran dala pipa direncanakan inial 0,5 /detik. Pada saat debit iniu: Luas perukaan pipa yang dibutuhkan = 1,56 ja 0,5 detik = 0,00087 Diaeter pipa inlet dan outlet = 0, ,5(,14) = 0,0 = 1,178 inci Ukuran pipa yang tersedia = 1,8 inci = 0,05 V-

4 Kecepatan pada saat debit aksiu: 5,40 ja Kecepatan = = 1,17 /detik (eenuhi syarat kecepatan aliran 0,5(,14)(0,05) dala pipa 0, /detik- /detik) Kecepatan pada saat debit rata-rata:,75 ja Kecepatan = = 0,7 /detik (eenuhi syarat kecepatan aliran 0,5(,14)(0,05) dala pipa 0, /detik- /detik) Kecepatan pada saat debit iniu: 1,56 ja Kecepatan = = 0,4 /detik (eenuhi syarat kecepatan aliran 0,5(,14)(0,05) dala pipa 0, /detik- /detik) Dari perhitungan di atas didapat diaater pipa inlet dan outlet yang dibutuhkan sebesar 1,5 inci. Cek kecepatan pada debit iniu tahap I: 1,05 ja Kecepatan = 0,5(,14)(0,05) = 0, /detik (eenuhi syarat kecepatan aliran dala pipa 0, /detik- /detik) V.. Tangki Ekualisasi A. Uu Air libah yang keluar dari proses tidaklah selalu saa julah dan kualitasnya dala setiap waktu, sedangkan dala endesain siste pengolahan air libah V-4

5 diperlukan suatu debit yang selalu saa besarnya. Selain itu, proses biologi tidak tahan terhadap beban polutan yang cenderung berubah-berubah. Tangki ekualisasi akan diletakkan secara in-line, aka seua air libah dari proses produksi akan elalui tangki ekualisasi sebelu dialirkan ke pengolahan selanjutnya dan diletakkan sebelu pengolahan tahap pertaa karena seperti telah disebutkan bahwa tangki ini berfungsi sebagai tepat pencapuran air libah pekat dan ringan. Tangki ekualisasi yang diletakkan sebelu pengolahan tahap pertaa akan ebutuhkan ixer/aerator, tujuannya untuk enghindari pengendapan padatan yang terkandung dala air libah sehingga enibulkan bau. Terjadinya pengendapan pada tangki ekualisasi sebisa ungkin dihindari, tetapi dasar tangki didesain eiliki slope untuk eudahkan upaya peeliharaan. B. Kriteria Desain Kriteria desain tangki ekualisasi terdapat pada Tabel V.. Tabel V. Kriteria Desain Tangki Ekualisasi Paraeter Sibol Besaran Satuan Suber Kedalaan air iniu t 1,5- Metcalf & Eddy, 004 Keiringan dasar tangki S / diaeter Qasi, 1985 C. Data Perencanaan Tangki ekualisasi direncanakan berbentuk lingkaran dan didesain eiliki ruang lupur seperti unit prasedientasi serta dilengkapi dengan surface aerator. Air libah pekat dan ringan akan teraduk erata di tangki ini. Efluen dari tangki ekualisasi akan dipopakan ke tangki prasedientasi. Data perencanaan tangki ekualisasi dan data debit per ja disajikan pada Tabel V. dan Tabel V.4. V-5

6 Tabel V. Data Perencanaan Tangki Ekualisasi Paraeter Sibol Besaran Satuan Debit rata-rata Tahap I Q,54 /ja Tahap II,8 Kedalaan air H Keiringan dasar tangki S 60 / diaeter Tabel V.4 Debit Per Ja Ja Libah ringan ( ) Libah pekat ( ) Julah ( ) ,8 0,9, , 1,1, ,4 1,64 4, ,5 1,1, ,7 0,9 4, ,5 0,1, ,, ,1 0,, ,1 0,, ,5 0, ,6 0,, ,5 0,1 1, , 0,85, ,4 0,6, , 0,9 1, ,1 1, , 0,46, ,6 0,59, ,4 0,46 1, , 0,07 1, ,7 0,59, , 0,9 1, , 1,05, ,9,94 D. Perhitungan 1. Influen ekualisasi Tahap I: Debit, Q = 61,1 / V-6

7 TSS = 61,1 / ( 544 g/ )(1000g/) -1 = 16,61 / CODs =61,1 / (8589 g/ )(1000g/) -1 = 08,7 / CODp =61,1 / (816 g/ )(1000g/) -1 =, / Minyak dan leak=61,1 / ( 167 g/ )(1000g/) -1 = 10, / Tahap II: Debit, Q =81,15 / TSS =81,15 / ( 544 g/ )(1000g/) -1 = 87,6 / CODs =81,15 / (8589 g/ )(1000g/) -1 = 98,1 / CODp =81,15 / (816 g/ )(1000g/) -1 = 09,67 / Minyak dan leak=81,15 / ( 167 g/ )(1000g/) -1 = 1,55 /. Volue tangki ekualisasi, V Penentuan volue tangki ekualisasi dapat dicapai dengan beberapa cara, cara yang digunakan untuk endesain ukuran tangki ekualisasi pada desain ini terdapat pada Tabel V.5. V-7

8 Ja Air Libah inflow ( ) Tabel V.5 Penentuan Volue Tangki Ekualisasi Air libah outflow ( ) Volue kuulatif inflow ( ) Volue kuulatif outflow ( ) Storage kuulatif ( ) Tahap I, V = 4,5 + ( 0,) = 4,87 Debit rata-rata pada tahap II adalah,8, aka volue tangki ekualisasi yang dibangun adalah: Tahap II, V =,8,54 ja (4,87 ) = 6,48 ~ 6,5 ja V-8

9 . Waktu detensi, t = V Qr Tahap I, t = Tahap II, t = 6,5 =,6 ja,54 ja 6,5 =1,9 ja,8 ja 4. Luas perukaan, A = V H A = 6,5 =,5 5. Diensi tangki, d = A 0, 5Π d =,095 0,5Π =,0 ~ Keiringan dasar tangki dipilih 60 / diaeter, aka tinggi cone adalah 60 ( ) = 10 = 0,1. 6. Struktur Inlet Struktur inlet enggunakan pipa berukuran 1,5 inci dengan diaeter dala 1,8 inci. 7. Struktur Outlet Struktur outlet enggunakan pipa berdiaeter 50 dan untuk enyesuaikan dengan spesifikasi diaeter hisap dan diaeter outlet popa. Popa jenis end suction centrifugal dengan kapasitas,54 /ja digunakan untuk entransfer air libah dari tangki ekualisasi ke tangki prasedientasi. V-9

10 Spesifikasi teknis yang lebih lengkap tentang popa ini dapat dilihat pada bab selanjutnya. 8. Surface aerator Untuk enjaga kondisi tetap aerob dan encegah terjadinya pengendapan padatan, tangki ekualisasi dilengkapi dengan surface aerator. Tabel V.6 enapilkan beberapa tipe surface aerator. Tabel V.6 Tipe Aerator Motor Aerator Model DM D Puping rate Hp Pole Kg O /hr DZ () () ( /in) SFA SFA SFA SFA-07 7 ½ SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA ( Keterangan : DM : diaeter zona yang teraduk sepurna DZ : diaeter zona yang teraduk D : kedalaan zona yang teraduk Aerator dengan tipe SFA-0 dianggap paling cocok untuk diletakkan pada tangki ekualisasi IPAL PT Z, karena diaeter dan kedalaan zona teraduk sepurna paling sesuai dengan diaeter dan tinggi tangki. V-10

11 E. Rekapitulasi Rekapitulasi diensi tangki ekualisasi dapat dilihat pada Tabel V.7. Tabel V.7 Rekapitulasi Diensi Paraeter Besaran Satuan Diaeter Kedalaan Freeboard 50 c Tinggi total,5 Diaeter pipa inlet 50 Diaeter pipa outlet 1,5 inci V. Pengolahan Tahap Pertaa Pengolahan tahap pertaa ditujukan untuk enghilangkan zat pencear yang tidak terbiodegradasi. V..1 Prasedientasi (Priary Sedientation) A. Uu Pengolahan tahap pertaa bertujuan untuk enyisihkan partikel-partikel diskrit dan proses sedientasi dipilih sebagai salah satu proses pengolahan tahap pertaa karena berdasarkan percobaan, proses sedientasi dapat enghilangkan lebih dari 90% partikel diskrit yang terdapat dala air libah. Prinsip dasar proses sedientasi adalah peisahan partikel tersuspensi dari air elalui pengendapan secara gravitasi sehingga partikel yang eiliki berat jenis lebih besar dari air akan engendap dan yang eiliki berat jenis lebih kecil dari air akan engapung ke perukaan air. Pada desain ini, proses sedientasi akan enurunkan konsentrasi TSS dan COD tak terlarut, sedangkan inyak dan leak tidak tersisihkan karena berada dala bentuk eulsi. Dala desain bak prasedientasi, faktor penting yang harus diperhatikan adalah cara evakuasi lupur yang paling udah dan efektif. Hal inilah yang enjadi dasar V-11

12 pertibangan peilihan bentuk unit, yaitu silinder (circular). Frekuensi evakuasi lupur tidak boleh terlalu sering atau terlalu laa. Evakuasi yang terlalu sering enyebabkan konsentrasi padatan di dala lupur rendah dan air ikut tersedot popa, sedangkan bila evakuasi dilakukan dala selang waktu yang terlalu laa dapat engakibatkan kondisi enjadi anaerob di dasar tangki dan enibulkan bau atau akuulasi lupur dapat juga enyebabkan buruknya kualitas efluen. Mekanise evakuasi lupur dilakukan secara ekanis. Partikel-partikel yang eiliki berat jenis lebih kecil dari berat jenis air akan engapung di perukaan air (scu) dan lupur akan engendap di dasar tangki. Pebuangan scu dan lupur enggunakan skier dan botto scrapper. Botto scrapper digunakan untuk engupulkan endapan pada dasar tangki ke ruang lupur. Julah lupur yang dihasilkan diperlukan dala endesain ruang lupur yang dibutuhkan, kapasitas popa lupur, dan proses pengolahan lupur. B. Kriteria Desain Kriteria desain tangki prasedientasi terdapat pada Tabel V.8. Tabel V.8 Kriteria Desain Prasedientasi (circular) Paraeter Sibol Besaran Satuan Suber Overflow rate OR 0-50 / Qasi, 1985 Waktu detensi t d 1- ja Qasi, 1985 Beban pelipah / Qasi, 1985 Solids loading 1,5-4 / Qasi, 1985 Keiringan dasar (slope) S / Qasi, 1985 Kecepatan aliran di inlet v 0,5 /s Qasi, 1985 Kecepatan traveling bridge 0,0-0,06 r/enit Qasi, 1985 C. Data Perencanaan Tangki prasedientasi direncanakan berbentuk circular, untuk eudahkan pebuangan lupur dan efluen. Data-data yang berhubungan dengan perencanaan bak prasedientasi terdapat pada Tabel V.9. V-1

13 Tabel V.9 Data PerencanaanTangki Prasedientasi Paraeter Sibol Besaran Satuan Overflow rate OR 40 / Kedalaan air t Keiringan dasar S 100 / Spesific gravity Sg 1,0 g/c Kandungan solid 4,5 % D. Perhitungan 1. Influen prasedientasi Pada tangki ekualisasi tidak terjadi proses apapun, aka kualitas influen yang asuk tidak berubah. Tahap I: Debit, Q = 61,1 / TSS = 61,1 / ( 544 g/ )(1000g/) -1 = 16,61 / CODs =61,1 / (8589 g/ )(1000g/) -1 = 08,7 / CODp =61,1 / (816 g/ )(1000g/) -1 =, / Minyak dan leak=61,1 / ( 167 g/ )(1000g/) -1 = 10, / Tahap II: Debit, Q =81,15 / TSS =81,15 / ( 544 g/ )(1000g/) -1 = 87,6 / CODs =81,15 / (8589 g/ )(1000g/) -1 = 98,1 / CODp =81,15 / (816 g/ )(1000g/) -1 = 09,67 / Minyak dan leak =81,15 / ( 167 g/ )(1000g/) -1 = 1,55 /. Luas perukaan tangki, A= Q OR V-1

14 61,1 Tahap I, A = = 1,58 40 Tahap II,A = 81,15 =,0 ~, 40. Diensi tangki, d = A 0, 5Π Kapasitas tangki prasedientasi yang digunakan adalah,, = 1,68 ~1,7 0, 5(,14) Luas perukaan tangki = 0,5(,14)(1,7) =,7 Keiringan dasar tangki dipilih 60 / diaeter, aka tinggi cone lupur adalah 60(1,7 ) = Waktu detensi, td = V Q Tahap I, td = 0,5 xπ (1,7 ) ( ),55 ja = 1,78 ja 0, 5 xπ (1,7 ) ( ) Tahap II, td =,8 ja = 1,4 ja 5. Ketinggian tangki yaitu, diperdala sebesar 0,4 untuk akuulasi lupur. Lupur dikupulkan terlebih dulu agar eenuhi kapasitas popa lupur yang tersedia. Sedangkan ruang lupur untuk akses pebuangan V-14

15 berbentuk engerucut dengan keiringan 60 o, berdiaeter atas 0,5, tinggi 0,5 sehingga volue keseluruhan untuk akuulasi lupur adalah: Volue = ¼ π (1,7) (1/ x 0,4) + ¼ π (0,5) (1/ x 0,5)= 0, Cek overflow rate, OR = Q A Tahap I, OR = 61,1,7 = 6,95 / 81,15 Tahap I, OR =,7 = 5,74 / Dari grafik pengendapan partikel diskrit dapat dihitung bahwa efisiensi penyisihan TSS dan COD p pada tahap I sebesar 95% dan tahap II sebesar 94 %. 7. Julah lupur yang dihasilkan Tahap I : TSS (persen penyisihan 95%) = 0,95 x 16,61 / = 05,78 / CODp (persen penyisihan 95%) = 0,95 x, / = 1,5685 / Tahap II : TSS (persen penyisihan 94%) = 0,94 x 87,6 / = 70,44 / CODp (persen penyisihan 94%) = 0,94 x 09,67 / = 91,089/ 8. Debit pebuangan lupur Konsentrasi solid = 4,5 % Berat jenis = 1,0 Tahap I: V-15

16 g 05,78 x1000 Debit pebuangan lupur = g g 6 c 0,045 x1,0 x1 x10 g c = 4,49 / = 0,185 /ja Tahap II: 10 g 70,44 x Debit pebuangan lupur = g 10 c 1,0 x0,045x c 6 = 5,8 / = 0,4 /ja 9. Diensi scu box. Walaupun pada unit ini tidak terbentuk scu karena inyak dan leak yang terkandung berada dala bentuk eulsi, scu box tetap didesain untuk engantisipasi adanya scu aupun kotoran-kotoran yang ringan yang asih terbawa ke unit ini. Scu box didesain enyerupai bentuk trapesiu, dengan panjang sisi atas 50 c dan panjang sisi bawah 10 c. 10. Siklus dan kapasitas popa lupur Lupur yang terbentuk dala 1 ja sebanyak 0,168 pada tahap I dan 0,4 /ja pada tahap II, sedangkan kapasitas ruang akuulasi lupur sebesar 0,1557, aka ruang lupur tersebut akan penuh dala waktu ja dan 1, ja, dan harus dilakukan peopaan dala interval tersebut. Lupur akan dipopa dala waktu 5 enit aka kapasitas popa adalah: Kapasitas popa = 0,1557 5nt = 0,06 /enit =,78 /ja 11. Struktur influen Struktur influen terdiri dari pipa inlet dan center feed well. Pipa influen asuk elintang tangki sapai ke center feed well, sehingga air akan keluar di dala V-16

17 center feed well. Untuk enjaga kecepatan aliran dala pipa sebesar 0,5 /detik, aka: 61,1 x luas perukaan pipa inlet = 86400dtk = 1,4148 x 10-0,5 dtk diaeter pipa inlet = 1,4148 x 10-0,5x,14 = 0,0445 = 1,67 inci Pipa yang dipakai adalah pipa 1,5 inci, dengan diaeter dala 1,61 inci (4,089 c) Koreksi kecepatan, v = 61,1 x 86400dtk 0,5x,14 x(0,04089 ) = 0,54 /detik Kecepatan aliran pada tahap II = 81,15 x 86400dtk 0,5x,14 x(0,04089 ) = 0,7 /detik 1. Struktur efluen Struktur outlet terdiri dari baffle, weir V-notch, effluent launder (saluran efluen), dan effluent box. Weir V-notch yang digunakan bersudut 90 o, diletakkan di tepi tangki. Data-data perencanaan struktur efluen terdapat pada Tabel V.10. Tabel V.10 Data Perencanaan Struktur Efluen Paraeter Sibol Besaran Satuan Diaeter tangki d 1,7 Lebar saluran efluen 0,1 Koefisien discharge Cd 0,584 Gaya gravitasi g 9,8 /s Tinggi notch 8 c Besar notch 9,5 /c a) Menentukan tinggi air di atas V-notch Panjang saluran efluen = π (diaeter tangki + lebar saluran efluen) V-17

18 Julah notch Weir loading, W L = π(1,7+(0,1) = 6,09 = panjang saluran efluen / besar notch 6,09 100c = x = 15,5 buah 9,5c = Q/panjang saluran efluen Tahap I, W L = 61,1 6,09 = 10,04 / Tahap II, W L = 81,15 6,09 = 1, / Debit per notch q = Q/julah V-notch Tahap I, q = 0, det ik 15,5 = 4,565 x 10-5 /detik Tahap II, q = 0,00099 det ik 15,5 = 6,06 x 10-5 /detik Tinggi air di atas notch, H = Tahap I, H = Tahap II, H = q ( 9,81 ) tan θ D dtk 0,5 C x x 4,565 x 10 dtk 8 0,584( 9,81 0,5 x ) x tan ,06 x 10-5 dtk -5 dtk dtk 8 0,584( 9,81 0,5 x ) x tan 45 /5 /5 /5 = 1,6 c = 1,81 c V-18

19 b) Menghitung tinggi saluran efluen Menentukan kecepatan aliran dala pipa, v = 0,5 /dtk Luas penapang pipa, A = Q v = 0, / dtk = 1,416 x 10-0,5 / dtk Diaeter pipa keluar, d = = A 0, 5Π 1,416 x 10 0, 5Π = 0,04 = 1,65 inci Pipa yang dipakai adalah pipa 1,5 inci, dengan diaeter dala 1,61 inci (4,089 c). Cek kecepatan dala pipa tahap II, v = Q A = 0,00099 dtk 0,5(,14)(0,04089 ) = 0,715 /detik Diensi effluent box = 0 c x 0 c Tinggi air di effluent box(a) = diaeter pipa keluar + losses + = 6 c Tinggi saluran efluen di atas effluent box(b) = ½(d pipa) + ketebalan saluran efluen =1/(4,c) + c = 4,1c Tinggi air di atas saluran efluen (c) = 6 c-4,1 c = 1,9 c Tinggi saluran efluen = y ' ( ) qln + gb y V-19

20 Aliran terkupul pada bagian tertentu saluran efluen yang dihubungkan dengan pipa keluar air di sapingnya, aka N =1, dan besarnya q = 0,00099 /detik. = ( 0,09) + 0,00099 x 6,09 dtk dtk 9,81 (0,1 ) (0,09 ) = 0,11 Selain itu harus ditabahkan juga faktor losses sebesar 50%, sehingga tinggi saluran efluen total adalah 0, ~ 0 c. E. Rekapitulasi Rekapitulasi diensi tangki prasedientasi dapat dilihat pada Tabel V.11. Tabel V.11 Rekapitulasi Diensi Paraeter Besaran Satuan Diaeter 1,7 Kedalaan air Tinggi akuulasi lupur 40 c Freeboard 7,5 c Tinggi total,5 Diaeter luar pipa inlet 1,5 in Diaeter luar pipa outlet 1,5 in V.. Dissolved Air Flotation (DAF) A. Uu Flotasi dapat digunakan untuk proses klarifikasi air, yaitu eisahkan padatanpadatan dan air enggunakan prinsip pengapungan. Dala desain ini, flotasi dipilih karena air asih engandung inyak dan leak yang apabila tidak disisihkan, selain konsentrasinya belu eenuhi baku utu, dapat enganggu proses biologi pada tahap pengolahan selanjutnya. Jenis flotasi yang digunakan adalah Dissolved Air Flotation (DAF) karena inyak dan leak berada dala bentuk eulsi dan tidak dapat disisihkan dengan gravity flotation. DAF yang digunakan tidak enggunakan resirkulasi aliran, karena konsentrasi inyak dan leak yang tidak terlalu besar. V-0

21 Prinsip dari DAF adalah elarutkan udara dala air pada kondisi bertekanan, sehingga pada saat dilepaskan ke tangki flotasi yang bertekanan atosfer, akan terbentuk gelebung-gelebung udara halus yang akan engapungkan padatanpadatan ringan yang tidak dapat engendap pada unit sebelunya. Padatan-padatan yang engapung (float/scu) ini keudian akan dievakuasi enggunakan skier dan dikupulkan pada scu box sebelu diolah lebih lanjut. Dala perancangan ini, air libah dialirkan secara gravitasi ke dala tangki tekan, dan udara akan dilarutkan ke dala air libah selaa selang waktu tertentu. Suplai udara di dala tangki tekan berasal dari kopresor. Pengendapan tidak boleh terjadi pada DAF, aka kedalaan tangki dipilih 1,5. B. Kriteria desain Kriteria desain tangki flotasi terdapat pada Tabel V.1. Tabel V.1 Kriteria Desain DAF Paraeter Sibol Besaran Satuan Suber Air solid ratio A/S 0, Metcalf & Eddy, 004 Overflow rate OR 0,48-9,6 / ja Metcalf & Eddy, 004 Waktu detensi td - tangki tekan - enit Eckenfelder, tangki flotasi 0-0 enit Eckenfelder Kelarutan gas pada 8 o C Sa 16, l/l Fraksi jenuh f 0,5 Metcalf & Eddy, 004 Solids loading SL 4-18 / ja Napier-Reid 005 Kecepatan naik flok Vv,6-6 /ja Mans-Lundh, 00 Tekanan di tangki tekan P kpa Eckenfelder, 000 Kerapatan udara Ρ ud 1,98 gr/l Metcalf & Eddy, 004 C. Data Perencanaan Tangki flotasi direncanakan berbentuk circular. Data-data yang berhubungan dengan perencanaan tangki DAF terdapat pada Tabel V.1. V-1

22 Tabel V.1 Data Perencanaan DAF Paraeter Sibol Besaran Satuan Tinggi tangki agar tidak terjadi t 1,5 pengendapan Waktu detensi di tangki tekan enit Air solid ratio A/S 0,04 tanpa satuan Solid loading SL,5 / /ja D. Perhitungan 1. Influen DAF Tahap I: Debit, Q = 61,1 / 4,49 / = 56,68 / TSS = 16,61 / 05,78 / = 10,8 / 10,8 g x1000 = 191,07 g/ 56,681 = CODp =,4 / 1,5685 / =11,77 / 11,77 g x1000 = 06,4 g/ 56,681 = Tahap II: Debit, Q = 81,15 / 5,8 / = 75, / TSS = 87,6 / 70,44 / = 17,56 / 17, 56 g x 1000 = 9,1 g/ 75, = CODp = 09,67 / 91,089 / = 18,581 / V-

23 18,581 g x , = = 46,7 g/. Luas perukaan tangki, A = ( SS + ) Tahap I, A = ( + ) ja OG xq SL g 191, x, 4 ja x = 0,4,5 10 g Tahap I, A = 9,1 167 g x,19,5 ( + ) ja ja x = 0,71 10 g. Diensi tangki, d = A 0, 5Π Luas perukaan tangki yang dipakai adalah 0,71 Tahap, d = 0,71 = 0,95 ~ 1 0, 5(,14) Luas perukaan = 0, Volue tangki flotasi, V = A x t V = 0,785 x 1,5 = 1, Cek overflow rate, OR = Q A Tahap I, OR = / ja), 4 ja 0,785 =,07 / ja (eenuhi kriteria desain 0,48-9,6 V-

24 ,19 ja Tahap II, OR = 0,785 = 4,07 / ja eenuhi kriteria desain 0,48-9,6 / ja) 6. Waktu detensi, td = V Q Tahap I, td = 1,1775, 4 ja = 0,48 ja = 9, enit Tahap II, td= 1,775 = 0,116 ja =,11 enit,19 ja 7. Tekanan yang dibutuhkan, P = A/ S + 1 Sa 1, SS 0,5 P = 0,05 16, l / l 1, 9,1 g / l 0,5 + 1 =,08 at = 101,5 x,08 at 101,5 = 10,96 kpa 8. Kapasitas tangki tekan enggunakan debit pada tahap II a) Menghitung volue air yang disipan di tangki tekan V tek =,19 ja xenitx ja = 0,16 60enit b) Menghitung volue dan diensi tangki tekan Tekanan awal adalah tekanan dala tangki kosong. Air libah akan dialirkan ke dala tangki dan diberi tekanan hingga encapai tekanan aksiu yang dibutuhkan yaitu,08 at. Tekanan awal dala tangki adalah nol karena tangki V-4

25 tidak diberi pra tekanan. Dari Tabel V.14 dapat dilihat perbandingan volue air dala tangki tekan. Tabel V. 14 Perbandingan Volue Air dala Tangki Tekan (%) p' p 0,5 1 1,5,5,5 4 4, ,6 49, 59, 65,9 70,8 74,4 77, 79,5 81, 8,9 85, 87,1 86,6 89,7 90,6 0,5 16, 6,9 49, 57,7 6,7 68, 71,7 74,5 76,8 78,7 81, ,8 87, 88,4 0,5 0 4,6 9,5 49,5 56,6 6 66, 69,5 7, 74,6 78, 80,9 8 84, 86,1 0,75 1, 9,6 41, 49,5 55,8 60,7 64,6 67,8 70,4 74,6 77,8 80, 8, ,7 4,5 49,6 55, 59,6 6, 66, 71,1 74,7 77,5 79,7 81,6 1,5 9,9 4,7 5, 4, 49,6 54,6 58,7 6, 67,5 71,6 74,7 77, 79, 1,5 0 16,5 8, 7, 44,1 49,7 54, ,5 7 74,8 77 1,75 8, 1, 1 8,6 44,7 49,7 5,9 60,4 65,4 69, 7,8 74,8 0 14, 4,8,1 9,7 45, 49,7 56,9 6, 66,4 69,8 7,5,5 7,1 18,6 7,6 4,8 40,7 45,6 5, 59,1 6,7 67, 70,,5 0 1,4,1 9,8 6,1 41,4 49, ,9 64,8 68,75 6, 16,5 4,8 1,6 7, 46, 5,9 58,1 6, 65, ,9 7,1, 4,7 49,8 55,4 59,8 6,4,5 5,5 14,9,6 9 9,1 46,7 5,6 57, 61,,5 0 9,9 18,1 4,9 5,5 4,6 49,8 54,8 58,9,75 5 1,6 0,7 40,5 47 5, 56, ,6 8,4 7, 44, 49,8 54,4 4,5 0 8, 1, 1,1 8,7 44,9 49, , 4,9, 9,9 45, (Noerbabang, Moriura, 1984) Maka didapat perbandingan volue air dala tangki tekan sebesar 74,4%. Angka ini enjelaskan bahwa popa air akan ulai engisi tangki kosong, dan pada waktu tekanannya encapai at, volue air telah encapai 74,4% dari volue tangki tekan. Jika air yang harus disipan 0,16, aka: Volue tangki tekan = 0,16 /0,744 = 0,15 Tinggi tangki tekan = 1 Diaeter tangki tekan = 0,5 V-5

26 9. Julah scu yang dihasilkan Tahap I : TSS (persen penyisihan 90%) CODp (persen penyisihan 90%) = 0,9 x 10,8 / = 9,747 / = 0,9 x 11,77 / = 10,6 / Minyak dan leak (persen penyisihan 94%) = 0,94 x 10, / = 9,6 / Tahap II : TSS (persen penyisihan 90%) = 0,9 x 17,56 / = 15,5 / CODp (persen penyisihan 90%) = 0,9 x 18,581 / = 16,7 / Minyak dan leak (persen penyisihan 94%) = 0,94 x 1,55 / = 1,77 / 10. Debit pebuangan scu Konsentrasi solid = 4,5% Berat jenis =0,95 Tahap I: 10 g (9, ,6) x Debit pebuangan lupur = 6 g 10 c 1 x0,95x c = 0,0 / 10 g (15,5 + 1,77) x Tahap II = = 0,0 6 g 10 c 1 x0,95x c V-6

27 11. Diensi scu box Scu box didesain enyerupai bentuk trapesiu, dengan panjang sisi atas 0 c dan panjang sisi bawah 15 c. Kapasitas scu box tidak encukupi volue scu yang dihasilkan dala 1, aka pebuangan scu dilakukan bebrapa kali dala se disesuaikan dengan kapasitas scu box. 1. Struktur Influen Untuk enjaga kecepatan aliran dala pipa sebesar 0,5 /detik, aka: 56,68 x luas perukaan pipa inlet = 86400dtk = 1,x 10-0,5 dtk diaeter pipa inlet = - 1, x 10 0,5x,14 = 0,041 = 1,615 inci Pipa yang dipakai adalah pipa 1,5 inci, dengan diaeter dala 1,61 inci (4,089 c) 56,68 x Koreksi kecepatan, v = 86400dtk 0,5x,14 x(0,04089 ) = 0,5 /detik Kecepatan aliran pada tahap II = 75, x 86400dtk 0,5x,14 x(0,04089 ) = 0,66 /detik.pipa inlet akan asuk elintang dari dasar tangki dan berakhir di dala center feed well. 1. Struktur Efluen Struktur outlet terdiri dari baffle, weir V-notch, saluran efluen, dan effluent box. Weir V-notch yang digunakan bersudut 90 o, diletakkan di tepi tangki. Data-data perencanaan struktur efluen terdapat pada Tabel V.15. V-7

28 Tabel V.15 Data Perencanaan Struktur Efluen Paraeter Sibol Besaran Satuan Diaeter tangki d 1 Lebar saluran efluen 0,1 Koefisien discharge Cd 0,584 Gaya gravitasi g 9,8 /s Tinggi notch 8 c Besar notch 9,5 /c a) Menentukan tinggi air di atas V-notch Panjang saluran efluen = π (diaeter tangki + lebar saluran efluen) = π(1 +(0,1 ) =,768 Julah notch = panjang saluran efluen / besar notch, c = x = 9,6 buah 9,5c Weir loading, W L = Q/panjang saluran efluen Tahap I, W L = Tahap II, W L = 56,68,768 75,,768 = 15,148 / = 19,98 / Debit per notch q = Q/julah V-notch Tahap I, q = Tahap II, q = 0,00066 det ik 9,6 0,00087 det ik 9,6 = 6,6 x 10-5 /detik = 8,71 x 10-5 /detik Tinggi air di atas notch, H = 15 8 q θ D ( 9,81 ) tan dtk 0,5 C x x /5 V-8

29 -5 6,6 x Tahap I, H = dtk 8 0,584( 9,81 0,5 x ) x tan 45 dtk /5 = 1,87c Tahap II, H = 15 8,71 x ,584( 9,81 0,5 x ) x tan 45-5 dtk dtk /5 =,091 c b) Menghitung tinggi saluran efluen Menentukan kecepatan aliran dala pipa, v = 0,5 /dtk Luas penapang pipa, A = Q v = 0,00066 / dtk = 1,8x 10-0,5 / dtk Diaeter pipa keluar, d = = A 0, 5Π - 1,8 x 10 0, 5Π = 0,041 = 1,65 inci. Pipa yang dipakai adalah pipa 1,5 inci, dengan diaeter dala 1,61 inci (4,089 c). Cek kecepatan aliran tahap II, v = Q A = 0,00087 dtk 0,5(,14)(0,04089 ) = 0,67 /detik Diensi box efluen = 0 c x 0 c Tinggi air di effluent box(a) = diaeter pipa keluar + losses + = 6 c V-9

30 Tinggi saluran efluen di atas effluent box(b) = ½(d pipa) + ketebalan saluran efluen =1/(5,5c)+ 1c =,65c Tinggi air di atas saluran efluen (c) = 6 c-,65 c =,75 c Tinggi saluran efluen = y ' ( ) qln + gb y Aliran terkupul pada bagian tertentu saluran efluen yang dihubungkan dengan pipa keluar air di sapingnya, aka N =1, dan besarnya q = 0,00087 /detik. = ( 0,075) + 0,00087 x,768 dtk dtk 9,81 (0,1 ) (0,075 ) = 0,087 Selain itu harus ditabahkan juga faktor losses sebesar 50%, sehingga tinggi saluran efluen total adalah 0, ~ 0 c. E. Rekapitulasi Rekapitulasi diensi DAF dapat dilihat pada Tabel V.16. Tabel V.16 Rekapitulasi Diensi Paraeter Besaran Satuan Diaeter 1 Kedalaan 1,5 Freeboard 10 c Tinggi total 1,6 Diaater pipa inlet 1,5 inci Diaater pipa outlet 1,5 inci V.4. Pengolahan Tahap Kedua Pengolahan tahap kedua erupakan pengolahan biologi dengan anaerobic fixed bed dan sequencing batch activated sludge. V-0

31 Pengolahan secara biologi akan berlangsung optiu pada kondisi lingkungan tertentu. Kondisi lingkungan pada uuya berkaitan dengan teperatur, ph, ketersediaan nutrien, dll. Air libah epunyai ph 5,, sedangkan ikroorganise anaerob dan aerob pada uunya tubuh dengan baik pada ph netral. Untuk enciptakan kondisi yang optiu bagi ikroorganise, diperlukan penabahan basa. Basa yang ditabahkan yaitu NaHCO, tujuannya agar tidak enibulkan scaling pada reaktor dan senyawa ini bukan basa yang kuat, NaHCO epunyai ph sekitar 8,. A. Bak Pebubuh Basa Bak pebubuh basa adalah bak yang digunakan untuk ebuat larutan NaHCO. Kapasitas bak pebubuh saa dengan julah larutan basa yang diperlukan untuk enetralkan ph air libah dala 1. Larutan NaHCO akan dipopakan ke dala tangki netralisasi. Tabel V.17 enunjukkan data-data perencanaan bak pebubuh basa. Tabel V.17. Data-data Perencanaan Bak Pebubuh Basa Paraeter Sibol Besaran Satuan Konsentrasi NaHCO M 0,1 M Perhitungan Debit I, Q 1 =56,68 / 0,0 / = 56,66 / Debit II, Q = 75, / 0,0 / = 75,9 / ~ 75, / a) Menghitung julah ol asa = volue asa x olaritas asa = Q 1 (td) x M asa Untuk debit I = 56,66 / (1enit)(10-5, ) =,8 x 10-7 ol Untuk debit II = 75, / (1enit)(10-5, ) =,15 x 10-7 ol V-1

32 b) Basa yang perlu ditabahkan, Vb ol. asa ol. basa Untuk debit I: = 10-7 Vol. basa + Vol. asa Untuk debit II: -7,8 x 10 ol 0,1 M ( Vb) Vb + 0,04 Vb =,44 x 10-6 =,44 l -7,8 x 10 ol 0,1 M ( Vb) Vb + 0,04 = 10-7 = 10-7 Vb =, x 10-6 =, l Waktu pencapuran di dala tangki netralisasi adalah 1 enit, aka debit pebubuhan basa untuk debit I adalah,44 l/enit dan untuk debit II adalah, l/enit. c) Larutan basa akan dibuat satu sekali, aka: Volue bak pebubuh basa,v = Qb x 1 Untuk debit I, V =,44 l/enit (1) = 51,6 l =,5 liter Untuk debit II, V =, l/enit (1) = 4651, l = 4,65 liter B. Tangki Netralisasi Tangki netralisasi digunakan untuk encapurkan basa NaHCO dengan air libah. Tabel V.18 enunjukkan data-data perencanaan tangki netralisasi. Tabel V.18 Data-Data Perencanaan Tangki Netralisasi Paraeter Sibol Besaran Satuan Waktu detensi 1 enit Rasio tinggi dengan diaeter tangki H/Te 1,1 Kecepatan putaran ixer n 100 rp Viskositas air pada 8 0 C μ 1,746 x 10-5 lb s/ft 0,86 x 10 - N detik/ Gradien kecepatan G 00 /detik Mixer low shear hydrofoil 4 blade N p 0,6 V-

33 Perhitungan a) Menghitung diensi bak 1. Volue bak,v Tahap I, V =56,66 x1enitx 1440enit ~0,04 Tahap II, V = 75, xenitx enit ~0,05 Volue bak yang dibangun engikuti volue bak pada tahap II.. Luas perukaan bak Tinggi bak =0 c Luas perukaan bak = 0,05 0,. Diensi bak V = luas perukaan x tinggi Tinggi = 1,1 panjang bak Bila bak berbentuk lingkaran, aka Diaeter bak = = 0,176 1/ 0,05 1,1(0,5)(,14) = 0,94 ~ 0,4 Tinggi bak = 1,1(0,4) = 0,44 ~0,45 b) Menghitung daya yang dibutuhkan untuk pengadukan, P = G x μ x V 00 N det Tahap I, P = x0,86x10 x0, 04 =,01 N-/det = W =, ft det lb/det Tahap II, P = lb/det 00 N det x0,86x10 x0, 05 =,98 N-/det ~ 4 W =,9 ft det V-

34 Pxgc c. Menghitung diaeter ipeller, D = Npxρxn 1/5 Tahap I, D = ft. lb ft, x,17 det det r lb 0,6x 1,667 x6,4 det ft 1/5 = 0,84 ft = 0,6 Tahap II, D = ft. lb ft,9 x,17 det det r lb 0,6x 1,667 x6,4 det ft 1/5 = 0,89 ft = 0,7 d. Cek rasio diaeter ipeller dengan lebar bak, D/Te Diaeter ipeller yang digunakan = 0,5 D Te = 0, 5 = 0,65 (eenuhi kriteria desain 0,-0,6) 0, 4 e. Cek bilangan reynolds, N RE = N RE = 1,667r x ft x det 5 lb 1,746x10 ft. s lb ft ( 0,8 ) 6, 4 nxd xρ μ = >10000 turbulen f. Struktur Influen Struktur influen enggunakan pipa inlet berdiaeter 1,5 inci, berdiaeter dala 1,61 inci (0,0489 ). Pipa inlet dipasang di tepi atas tangki netralisasi. V-4

35 g. Struktur Efluen Struktur efluen enggunakan pipa outlet berdiaeter 1,5 inci, berdiaeter dalan 1,61 inci (0,0489 ). Pipa outlet dipasang di tepi atas tangki netralisasi, di seberang pipa inlet. V.4.1 Reaktor Fixed Bed A. Uu Reaktor anaerobic fixed bed terdiri dari reaktor, karena tahapan asidogenesis dan etanogenesis dilakukan pada reaktor terpisah. Peisahan tahap ini ditujukan untuk engoptialkan proses degradasi ateri organik oleh ikroorganise anaerob agar konversi COD enjadi biogas sebesar 90% dapat dicapai. 1. Influen Reaktor Fixed Bed Tahap I: Debit, Q = 56,66 / TSS = 10,8 / 9,747 / = 1,08 / 1, 08 g x 1000 = 18,98 g/ 56,66 = CODp = 11,77 / 10,6 / = 1,17 / 1,17 56,66 = g x1000 = 0,5 g/ CODs belu terolah di pengolahan sebelunya, sehingga CODs = 8589 g/ Minyak dan leak = 10, / - 9,6 / = 0,6 / V-5

36 0,6 56,66 = g x1000 = 10,51 g/ Tahap II: Debit, Q = 75, / TSS = 17,56 / 15,5 / = 1,76 / 1, 76 g x 1000 = g/ 75, = CODp = 18,581 / 16,7 / = 1,858 / 1,858 g x 1000 = 4,6 g/ 75, = CODs belu terolah di pengolahan sebelunya, sehingga CODs = 8589 g/ Minyak dan leak = 1,55 / 1,77 / = 0,81 / 0,81 g x 1000 = 10,56 g/ 75, = Reaktor Fixed Bed Asidogenesis A. Uu Reaktor fixed bed ini erupakan reaktor tepat berlangsungnya proses asidogenesis, yaitu proses konversi zat organik sederhana enjadi asa-asa volatil. Proses ini akan enghasilkan gas H dll, oleh karena itu diperlukan pengupul gas untuk engeluarkan gas-gas yang dihasilkan selaa proses. V-6

37 B. Kriteria desain Kriteria desain reaktor fixed bed I terdapat pada Tabel V.19. Tabel V.19 Kriteria Desain Reaktor Fixed Bed Asidogenesis Paraeter Sibol Besaran Satuan Suber Organic loading OR -16 / Malina & Pohland, 199 Rasio tinggi - diaeter 1- tanpa satuan Jordening & Winter, 00 C. Data Perencanaan Data-data yang berhubungan dengan perencanaan terdapat pada Tabel V.0. Tabel V.0 Data Perencanaan Reaktor Reaktor Fixed Bed Asidogenesis Paraeter Sibol Besaran Satuan Organic loading OR 16 / Tinggi edia t 6,5 Waktu detensi td 1- D. Perhitungan 1. Konsentrasi COD biodegradable di influen, So Konsentrasi COD soluble pada tahap I dan tahap II saa, karena tidak ada penyisihan COD soluble pada pengolahan-pengolahan sebelunya. So = 8589 g/l SxQ. Volue reaktor, V = o OR Tahap I, V =56,66 g 8589 x56,66 10 g 16 x = 18 Tahap II, V = g 8589 x75, 10 g 16 x = 18 V-7

38 Reaktor yang dibangun engikuti volue reaktor tahap II yaitu 18. Pori-pori edia yang digunakan yaitu Pall rings dengan bahan plastik sebesar 96,5%, aka julah air yang terolah di dala reaktor : V air = 0,965 x 18 = 176,6 SxQ o 4. Cek organic loading, OR = V Tahap I, OR = g 8589 x56,66 10 g 176,6 x = 1,54 / Tahap II, OR = g 8589 x75, 10 g 176,6 x = 16,58 / 5. Luas perukaan reaktor, A = V t bed A = 18 6,5 = 8, Diaeter reaktor, d = A 0, 5xπ 1/ d = 8,154 0, 5x,14 1/ = 6 7. Cek rasio antara diaeter dan tinggi, T d Tinggi reaktor = tinggi edia + 1. Penabahan tinggi ini ditujukan agar bioassa yang tidak terlekat tidak cepat terbawa efluen ke luar reaktor. V-8

39 T d = 7,5 6 diaeter 1-) = 1,5( eenuhi kriteria desain rasio tinggi reaktor dengan 8. Struktur Inlet Influen harus terdistribusi erata oleh karena itu digunakan siste distribusi yang diletakkan setiap 5-10 dan kecepatan aliran arus dijaga berada dala range 1- /ja (Jordening-Winter, 00). A Julah distribution inlet = 5 = 8,154 5 Inlet yang dipakai sebanyak 5 buah. = 5,6 buah 9. Struktur Outlet Struktur outlet terdiri dari baffle, weir V-notch, saluran efluen, dan effluent box. Weir V-notch yang digunakan bersudut 90 o, diletakkan di tepi tangki. Data-data perencanaan struktur efluen terdapat pada Tabel V.1. Tabel V.1 Data Perencanaan Struktur Efluen Paraeter Sibol Besaran Satuan Diaeter tangki d 6 Lebar saluran efluen 0, Koefisien discharge Cd 0,584 Gaya gravitasi g 9,8 /s Tinggi notch 8 c Julah notch / Perhitungan a) Menentukan tinggi air di atas V-notch Panjang saluran efluen = (diaeter tangki ) = (6) = 1 Julah notch = panjang saluran efluen / besar notch = (1 ) = 4 buah V-9

40 Weir loading, W L = Q/panjang saluran efluen 56,66 Tahap I, W L = 1 Tahap II, W L = 75, 1 Debit per notch q = Q/julah V-notch = 4,755 / = 6,75 / Tahap I, q = Tahap II, q = 0,00066 det ik 4 0,00087 det ik 4 = 6,6 x 10-5 /detik = 8,71 x 10-5 /detik Tinggi air di atas notch, H = 15 8 q ( 9,81 ) tan θ D dtk 0,5 C x x /5 Tahap I, H = 15 6,6 x ,584( 9,81 0,5 x ) x tan 45 = 1,87 c -5 dtk dtk /5 Tahap II, H = 15 8,71 x ,584( 9,81 0,5 x ) x tan 45-5 dtk dtk /5 =,091 c b) Menghitung tinggi saluran efluen Menentukan kecepatan aliran dala pipa, v = 0,5 /dtk Luas penapang pipa, A = Q v V-40

41 0,00066 / dtk = = 1, x 10-0,5 / dtk Diaeter pipa keluar, d = A 0, 5Π = - 1, x 10 0, 5Π = 0,041 = 4,1 c. Pipa yang dipakai adalah pipa 1,5 inci, dengan diaeter dala 1,61 inci (4,089 c). Cek kecepatan aliran tahap II, v = Q A = 0,00087 dtk 0,5(,14)(0,041 ) = 0,66 /detik Diensi effluent box 0 c x 0 c Tinggi air di effluent box = diaeter pipa keluar + losses = 1,91 inci(,54c)= 6 c Tinggi saluran efluen di atas effluent box = ½(d pipa) + ketebalan saluran efluen =1/(4,85c) + 1c =,45 c Tinggi air di atas saluran efluen = 6 c-,45 c =,575 c Selain itu harus ditabahkan juga tinggi jatuh bebas 0,1 dan faktor losses sebesar 50%, sehingga tinggi saluran efluen total adalah 0,5. E. Rekapitulasi Rekapitulasi diensi reaktor fixed bed asidogenesis dapat dilihat pada Tabel V.. V-41

42 Tabel V. Rekapitulasi Diensi Paraeter Besaran Satuan Diaeter 6 Kedalaan total 7,5 Diaeter pipa inlet 1,5 inci Diaeter pipa outlet 1,5 inci Reaktor Fixed Bed Metanogenesis A. Uu Reaktor fixed bed ini erupakan reaktor tepat berlangsungnya proses etanogenesis, diana sebanyak 90% COD yang asuk akan dikonversi enjadi biogas. Proses sebelunya yaitu asidogenesis akan enurunkan ph hingga 4, aka sebelu air libah diolah di reaktor ini, diperlukan penabahan basa untuk enetralkan ph, karena bakteri etan yang epunyai peranan penting dala proses etanogenesis dapat bekerja optiu pada ph netral. Julah basa yang diperlukan akan dihitung setelah perhitungan diensi reaktor fixed bed etanogenesis. B. Kriteria Desain Kriteria desain reaktor fixed bed etanogenesis terdapat pada Tabel V.. V-4

43 Tabel V. Kriteria Desain Reaktor Fixed Bed Metanogenesis Paraeter Sibol Besaran Satuan Suber Organic loading OR -16 / Malina & Pohland, 004 Rasio tinggi - diaeter 1- tanpa satuan Jordening & Winter, 00 Yield Y 0,0-0,06 g VSS/g COD Metcalf & Eddy, 004 Koefisien decay kd 0,01-0,04 g/g Metcalf & Eddy, 004 Laju pertubuhan spesifik μ 0,-0,8 g/g Metcalf & Eddy, 004 Konsentrasi jenuh Monod Ks g/l Metcalf & Eddy, 004 Fraksi sel yang ati fd 0,15 Metcalf & Eddy, 004 Konsentrasi bioassa X 4,9-5 VSS/ Malina & Pohland, 199 Produksi gas etan pada 0,4 / COD Metcalf & Eddy, o C Kerapatan gas etan pada 0,646 / Metcalf & Eddy, o C Persen gas etan di udara % Metcalf&Eddy,004 C. Data Perencanaan Data-data yang berhubungan dengan perencanaan terdapat pada Tabel V.4. Tabel V. 4 Data Perencanaan Reaktor Fixed Bed Metanogenesis Paraeter Sibol Besaran Satuan Waktu detensi td 5 Tinggi edia t 8 Yield Y 0,04 g VSS/g COD Konsentrasi bioassa dala reaktor X vss 1000 g/l Rasio TSS dengan VSS 0,85 tanpa satuan Kandungan gas etan di udara 65 % D. Perhitungan 1. Konsentrasi COD biodegradable di influen, So So = 8589 g/l. Konsentrasi COD tersisihkan, So-S Proses etanogenesis akan engkonversi COD enjadi 90% biogas. So-S = η x COD s + 0,5 COD p = (0,9 x 8589) g l + 0,5 (0,5) g l = 4740,5 g/l V-4

44 . Konsentrasi COD efluen, S S = 8589 g l ,5 g l = 848,65 g/l 4. Volue reaktor, V = Q x td Tahap I, V = 56,66 x 5 = 8, Tahap II, V = 75, x 5 = 76,5 Reaktor yang dibangun engikuti volue reaktor tahap II yaitu 76,5 5. Luas perukaan reaktor, A = V t 76,5 A = 8 = 47,06 6. Diaeter reaktor, d = A 0, 5xπ 1/ d = 47,06 0,5x,14 1/ = 7,74 ~ 7,8 CODinf xq 7. Cek organic loading, OR = V Pori-pori edia yang digunakan yaitu Pall rings sebesar 96,5%, aka organic loading dihitung berdasarkan volue tangki yang berisikan edia pertubuhan, diana ikroorganise berada dala konsentrasi aksiu. Tahap I, OR = g 8589 x57,06 10 g 76,6 x0,965x = = 6,05/ V-44

45 g 8589 x75, Tahap II, OR = 10 g 76,6 x0,965x = 8 / 8. Cek rasio antara diaeter dan tinggi reaktor, T d Tinggi reaktor = tinggi edia + 1. Penabahan tinggi ini ditujukan agar bioassa yang tidak terlekat tidak cepat terbawa efluen ke luar reaktor. T total d = 9 = 1,15 ( eenuhi kriteria desain rasio tinggi reaktor dengan 7,8 diaeter 1-) 9. Rasio F/M g 8589 x56, 66 Tahap I, F/M = 56,66 g 76, 6x0,965x10000 = 0,6/ Tahap II, F/M = g 8589 x75, g 76,6 x0,965x10000 = 0,8/ 10. Produksi gas etan Neraca assa : COD inf - COD ef COD yang enjadi sel baru- COD yang dikonversi enjadi gas etan =0 a) Menentukan COD inf g Tahap I, COD inf = 8589 x56,66 x 10 g = 01,88 / V-45

46 g Tahap II, COD inf = 8589 x75, x = 905,75 / 10 g b). Menentukan COD ef Tahap I, COD ef = g 850 x56, 66 x 10 g = 19,7 / g Tahap II, COD ef = 850 x75, x = 90 / 10 g c). Menentukan COD yang dikonversi enjadi sel baru: gcod gvss Tahap I = 1,4 x0,04 x0,9x01,88 = 11,56 / gvss gcod gcod gvss Tahap II, = 1,4 x0,04 x0,9x905,75 = 148,54 / gvss gcod d). Menentukan COD yang dikonversi enjadi gas etan : Tahap I = 01,88 / - 19,7 / - 11,56 / = 1869,6 / Tahap II= 905,75 / 90 / 148,54 / = 467,1 / Total gas yang diproduksi : gas Tahap I = 1869, x 0,65 CH = 876,4 / 4 Tahap II = gas 467, 1 x 0,65 CH = 795,7 / Gas Storage a) Menghitung julah gas yang dapat disipan di dala gas storage Gas yang dihasilkan dari proses etabolise ikroorganise akan dikupulkan di gas storage ini, selanjutnya dikeluarkan enggunakan kopresor untuk keperluan pabrik. Gas storage berbentuk elipsoidal, aka diaeter gas storage V-46

47 akan saa dengan diaeter reaktor, yaitu 7,8. Sedangkan tingginya adalah ¼ diaeter, yaitu 1,95. Volue gas storage akan enunjukkan julah gas yang dapat ditapung. π Volue gas storage = (diaeter) 4 π = (7,8) = 6 4 PV T1 Volue gas yang dapat disipan, V 1 = PT Diana : P 1 = tekanan gas yang diproduksi (1 at) V 1 = volue gas yang diproduksi T 1 = suhu gas yang diproduksi (0 0 ) P = tekanan gas yang akan disipan V = volue storage gas T = suhu gas yang akan disipan (0 0 ) 0 6 (5,1 at)(7 + 0) K V 1 = 0 = 85 1 at(7 + 0) K Volue gas yang dapat tersipan di gas storage adalah 85, sedangkan gas yang diproduksi pada tahap I, adalah 876,4 / dan pada tahap II gas yang diproduksi 795,7 /, jadi dilakukan peapatan udara oleh kopresor setiap ja, sedangkan untuk tahap II, peapatan gas oleh kopresor dilakukan setiap 1,5 ja. b) Menghitung kapasitas kopresor Massa jenis gas adalah 1,16 /, aka berat total gas yang disipan dala gas storage dala kondisi standar = 85 ( 1,16 / ) = 1,17 Asusi berat gas yang dikopres adalah 00% dari yang dihasilkan 1,17 ja Tahap I, w = x = 9 g/detik ja 600 dtk 1 Tahap II, w = 1,17 ja x 1,5 ja 600 dtk = 1,65 g/detik V-47

48 wr ( )( T) o P Kapasitas kopresor, P w = x 8, 41( E) P o diana : R = 8,14 kj/kol 0 K e = efisiensi kopresor (75%) T o P o P Tahap I, P w = x 0,8 = teperatur inlet (7+5) o K = 1,0 at = 5,1 at 1 kj 0,8 det ik kol K 5,1 1 8, 41(0,75) 1, 0 kol o 9 10 (8,14 )(7+5) K o = 1,8 kw kj o 1,65x10 (8,14 )(7+5) K 0,8 o 5,1 Tahap II, P w = detik kol K 1 8, 41(0,75) 1, 0 kol = 8,5 kw 1. Struktur influen Influen harus terdistribusi erata, oleh karena itu digunakan siste distribusi yang diletakkan setiap Kecepatan aliran arus dijaga berada dala range 1- /ja. A Julah distribution inlet = 5 = 47,06 = 9,41 buah ~ 9 buah 5 1. Struktur efluen Struktur efluen terdiri dari weir V-notch, saluran efluen, dan effluent box. Weir V- notch yang digunakan bersudut 90 o, diletakkan di tepi tangki. Data-data perencanaan struktur efluen terdapat pada Tabel V.5. V-48

49 Tabel V.5 Data Perencanaan Struktur Efluen Paraeter Sibol Besaran Satuan Diaeter tangki d 7,8 Lebar saluran efluen 0,5 Koefisien discharge Cd 0,584 Gaya gravitasi g 9,8 /s Tinggi notch 8 c Julah notch / Perhitungan a) Menentukan tinggi air di atas V-notch Panjang saluran efluen = (diaeter tangki ) = (7,8) = 15,6 Julah notch = x panjang saluran efluen = (15,6 ) = 1, buah Weir loading, W L = Q/panjang saluran efluen Tahap I, W L = 56,66 15,6 =,6 / Tahap II, W L = 75, 15,6 = 4,8 / Debit per notch q = Q/julah V-notch Tahap I, q = 0,00066 det ik 1, =,11 x 10-5 /detik Tahap II, q = 0,00087 det ik 1, =,78 x 10-5 /detik Tinggi air di atas notch, H = 15 8 q ( 9,81 ) tan θ D dtk 0,5 C x x /5 V-49

50 -5,11 x Tahap I, H = dtk 8 0,584( 9,81 0,5 x ) x tan 45 dtk Tahap II, H = = 1,4 c 15,78 x ,584( 9,81 0,5 x ) x tan 45-5 dtk b) Menghitung tinggi saluran efluen Menentukan kecepatan aliran dala pipa, v = 0,5 /dtk dtk /5 /5 = 1,611 c Luas penapang pipa, A = Q v = 0,00066 / dtk = 1, x 10-0,5 / dtk Diaeter pipa keluar, d = A 0, 5Π = - 1, x 10 0, 5Π = 0,041 = 4,1 c = 1,614 inci. Pipa yang dipakai adalah pipa 1,5 inci, dengan diaeter dala 1,61 inci (4,089 c). Cek kecepatan aliran tahap II, v = Q A = 0,00087 dtk 0,5(,14)(0,041 ) = 0,66 /detik Diensi effluent box 0 c x 0 c Tinggi air di effluent box = diaeter pipa keluar + losses = 1,91 inci(,54c)= 6 c V-50

51 Tinggi saluran efluen di atas effluent box = ½(d pipa) + ketebalan saluran efluen =1/(4,85c) + 1 c =,45 c Tinggi air di atas saluran efluen = 6 c-,45 c =,575 c Selain itu harus ditabahkan juga tinggi jatuh bebas 0,1 dan faktor losses sebesar 50%, sehingga tinggi saluran efluen total adalah 0,5. E. Rekapitulasi Rekapitulasi diensi reaktor fixed bed etanogenesis dapat dilihat pada Tabel V.6. Tabel V.6 Rekapitulasi Diensi Paraeter Besaran Satuan Diaeter 7,8 Kedalaan 9 Diaeter pipa inlet 1,5 inci Diaeter pipa outlet 1,5 inci Bak Pebubuh Basa Proses asidogenesis di dala reaktor akan enurunkan ph karena dihasilkan asaasa volatil, sedangkan proses berikutnya yaitu etanogenesis akan berlangsung optial pada ph 6,5-7,7. Proses asidogenesis dapat enurunkan ph hingga 4, oleh karena itu, diperlukan pebubuhan basa untuk enaikkan ph enjadi 7. Tabel V.7 enunjukkan data-data perencanaan bak pebubuh basa. Tabel V.7. Data-data Perencanaan Bak Pebubuh Basa Paraeter Sibol Besaran Satuan Konsentrasi NaHCO M 0,1 M A. Perhitungan a) Menghitung julah ol asa = volue asa x olaritas asa = Q 1 (td) x M asa V-51

52 Untuk debit I = 56,66 / (1enit)(10-4 ) =,96 x 10-6 ol Untuk debit II = 75, / (1enit)(10-4 ) = 5, x 10-6 ol b) Basa yang perlu ditabahkan, Vb Untuk debit I: ol. asa ol. basa = 10-7 Vol. basa + Vol. asa 6,96x10 0,1M ( Vb) = 10-7 Vb + 0,04 Vb =,956x 10-5 = 9,56 l Untuk debit II: 6 5,x10 0,1M ( Vb) = 10-7 Vb + 0,05 Vb = 5, x 10-5 = 5,5 l Waktu pencapuran di dala tangki netralisasi adalah 1 enit, aka debit pebubuhan basa untuk debit I adalah 9,56 l/enit dan untuk debit II adalah 5,5 l/enit. c) Larutan basa akan dibuat satu sekali, aka: Volue bak pebubuh basa,v = Qb x 1 Untuk debit I, V = 9,56 l/enit (1) = 57 liter = 0,57 Untuk debit II, V = 5,5 l/enit (1) = 75,4 liter = 0,75 Tangki Netralisasi Tangki netralisasi erupakan tangki pencapuran basa NaHCO dengan air. Larutan NaHCO dari bak pebubuh akan dipopa dengan popa dosing ke dala tangki netralisasi. Tabel V.8 enunjukkan data-data perencanaan tangki netralisasi. V-5

53 Tabel V.8 Data-Data Perencanaan Tangki Netralisasi Paraeter Sibol Besaran Satuan Waktu detensi 1 enit Rasio tinggi dengan diaeter tangki H/Te 1,1 Kecepatan putaran ixer n 100 rp Viskositas air pada 8 0 C μ 1,746 x 10-5 lb s/ft 0,86 x 10 - N detik/ Gradien kecepatan G 00 /detik Mixer low shear hydrofoil 4 blade N p 0,6 A. Perhitungan a) Menghitung diensi bak 1. Volue bak,v Tahap I, V =56,66 x1enitx 1440enit ~0,04 Tahap II, V = 75, xenitx enit ~0,05 Volue bak yang dibangun engikuti volue bak pada tahap II.. Luas perukaan bak Tinggi bak =0 c Luas perukaan bak = 0,05 0,. Diensi bak V = luas perukaan x tinggi Tinggi = 1,1 panjang bak Bila bak berbentuk lingkaran, aka Diaeter bak = = 0,176 1/ 0,05 1,1(0,5)(,14) = 0,94 ~ 0,4 Tinggi bak = 1,1(0,4) = 0,44 ~0,45 b) Menghitung daya yang dibutuhkan untuk pengadukan, P = G x μ x V V-5

54 00 N det Tahap I, P = x0,86x10 x0, 04 =,01 N-/det = W =, ft det lb/det Tahap II, P = lb/det 00 N det x0,86x10 x0, 05 =,98 N-/det ~ 4 W =,9 ft det c. Menghitung diaeter ipeller, D = Pxgc Npxρxn 1/5 Tahap I, D = ft. lb ft, x,17 det det r lb 0,6x 1,667 x6,4 det ft 1/5 = 0,84 ft = 0,6 Tahap II, D = ft. lb ft,9 x,17 det det r lb 0,6x 1,667 x6,4 det ft 1/5 = 0,89 ft = 0,7 d. Cek rasio diaeter ipeller dengan lebar bak, D/Te Diaeter ipeller yang digunakan = 0,5 D Te = 0, 5 = 0,65 (eenuhi kriteria desain 0,-0,6) 0, 4 e. Cek bilangan reynolds, N RE = N RE = 1,667r x ft x det 5 lb 1,746x10 ft. s lb ft ( 0,8 ) 6, 4 nxd xρ μ = >10000 turbulen V-54

55 f. Struktur Influen Struktur influen enggunakan pipa inlet berdiaeter 1,5 inci, berdiaeter dala 1,61 inci (0,0489 ). g. Struktur Efluen Struktur efluen enggunakan pipa outlet berdiaeter 1,5 inci, berdiaeter dalan 1,61 inci (0,0489 ). V.4. Reaktor Sequencing Batch Activated Sludge A. Uu Pengolahan secara aerob dibutuhkan karena proses anaerob tidak dapat berdiri sendiri karena kualitas efluen dari reaktor anaerob tidak akan dapat eenuhi baku utu, sehingga proses secara aerob bertindak sebagai effluent polishing. Sequencing batch activated sludge erupakan proses lupur aktif yang dioperasikan secara batch, naun resirkulasi efluen tidak dibutuhkan karena klarifikasi antara air dengan lupur aktif terjadi dala 1 tangki. B. Kriteria desain Kriteria desain sequencing batch activated sludge terdapat pada Tabel V.9. Tabel V.9 Kriteria Desain Sequencing Batch Activated Sludge Paraeter Sibol Besaran Satuan Suber Rasio volue total terhadap Vt/Vf 0, tanpa satuan Metcalf & Eddy, 004 volue air libah yang diolah Yield Y 0,-0,5 g VSS/g COD Metcalf & Eddy, 004 Koefisien decay kd 0,06-0, g/g Metcalf & Eddy, 004 Laju pertubuhan spesifik μ -1, g/g Metcalf & Eddy, 004 Fraksi sel yang ati fd 0,08-0, Metcalf & Eddy, 004 Rasio F/M 0,15-0,6-1 Beban voluetrik BOD L org 0,1-0, BOD/ Metcalf & Eddy, 004 Uur lupur SRT 10-0 Metcalf & Eddy, 004 V-55

56 C. Data Perencanaan Pada desain ini, sequencing batch activated sludge enggunakan reaktor, ditujukan agar proses tetap bisa berjalan ketika salah satu reaktor tidak dapat beroperasi. Reaktor ini dilengkapi dengan decanter dan surface aerator untuk suplai oksigen ke dala reaktor. Data-data yang berhubungan dengan perencanaan reaktor sequencing batch activated sludge terdapat pada Tabel V.0. Tabel V.0 Data Perencanaan Sequencing Batch Activated Sludge Paraeter Sibol Besaran Satuan Julah bak Julah siklus siklus/ Tinggi reaktor H 4,5 Waktu pengisian t f 8 Waktu aerasi t a 6 ja Waktu pengendapan t s 1 Waktu pengosongan t d 0,5 Rasio BOD dengan COD 0, tanpa satuan Yield Y 0, g VSS/g COD Koefisien decay kd 0,1 g/g Laju pertubuhan spesifik μ 10,1 g/g Fraksi sel yang ati fd 0,15 Sludge Volue Index SVI 150 l/g Konsentrasi MLSS saat volue penuh X 500 g/ D. Perhitungan 1. Influen Reaktor Sequencing Batch Activated Sludge Tahap I: Debit, Q = 56,66 / TSS = 0,5415 / 0,5(0,5415)/ = 0,7 / 0,7 g x1000 = 4,745 g/ 56,66 = CODp = 0,585 / 0,5(0,585) / = 0,95 / V-56

57 0,95 g x 1000 = 5,16 g/ 56,66 = CODs = 01,88 / 0,9 (01,88) / = 19,6 / Tahap II: 19, 6 g x 1000 = 48,15 g/ 56,66 = Debit, Q = 75, / TSS = 0,86 / 0,5(0,86) / = 0,415 / 0,415 g x 1000 = 5,7 g/ 75, = CODp = 0,99 / 0,5(0,99) / = 0,4645 / 0,4645 g x 1000 = 6,168 g/ 75, = CODs = 7,05 / 0,65(7,05) / = 56,1 / 56, 1 g x , = = 48,15 g/. Konsentrasi COD biodegradable di influen, So So = 48,15 g/l V-57

58 . Konsentrasi COD di efluen yang diinginkan < 00 g/l,aka % penyisihan η = COD, η g g 48,15 00 l l = 0,94 g 48,15 l 4. Konsentrasi COD tersisihkan, So-S So-S = (0,94 x 48,15 ) g l + 0,5(6,15) g l = 194 g/l 4. Konsentrasi COD di efluen sebenarnya, S S = 48,15 g l g l + 0,5(6,168) g l = 157,5 g/l 5. Volue reaktor, V F Waktu yang dibutuhkan untuk 1 siklus = 16 ja, terdiri dari: waktu pengisian : 8 ja waktu reaksi : 6 ja waktu pengendapan: 1 ja waktu pengurasan : 0,5 ja waktu dia (idle) : 0,5 ja Banyaknya siklus/reaktor = 4 ja / = 1,6 siklus/reaktor/ 16 ja / siklus Reaktor yang digunakan buah, aka total siklus dala 1 : 1, 6 siklus / = reaktor reaktor = siklus/ 56,66 / Tahap I, V F = siklus / Tahap II, V F = 75, / = 19 5, siklus / = V-58

59 Untuk dapat elayani debit libah aksiu, yaitu pada tahap II, kapasitas reaktor (V F ) = 5, 6. Penentuan kapasitas reaktor terhadap volue total reaktor (V F /V T ) Data perencanaan V F /V T aadalah 0, akan dibandingkan dengan hasil perhitungan berikut: a. Kesetibangan assa solid di dala reaktor Massa solid pada volue total = Massa solid yang engendap V T X = V S X S Diana : V T = volue total ( ) X = konsentrasi MLSS pada volue total (g/ ) V S = volue setelah air dikeluarkan ( ) X S = konsentrasi MLSS pada V S Dengan enyelesaikan kesetibangan assa di atas, V F /V T dapat ditentukan. (i) Meperkirakan X S dari harga SVI yang diasusikan, yaitu 100 L/g ( 10 g / g )( 10 L / L ) X S = 150 L / g (ii) Fraksi yang engendap, V S /V T V g 500 S V = X T Xs = 6666,667 g = 6666,667 g/ = 0,55 Faktor keaanan 1, untuk enjain bahwa MLSS tidak terbawa saat ekanise pengeluaran air dari reaktor, aka: V V S T = 1,(0,55) = 0,6 (iii) Fraksi pengisian, V F /V T V F + V S = V T V V F T V V = 1 + S T V-59

60 V V F T = 1-0,6= 0,7 Maka V F /V T perencanaan yaitu 0, dapat digunakan. 7. Volue total reaktor, V T Rasio V F /V T = 0, aka Tahap I, V T = Tahap II, V T = 19 0, = 6, 5, 0, = 84, 8. Luas perukaan reaktor, A = V H Reaktor yang dibangun harus dapat elayani julah air libah pada tahap II, aka: A = 84, 4,5 = 18,8 9. Diensi reaktor Reaktor berbentuk lingkaran, aka ukuran diaeternya, d d = d = A 1/4π 18,8 1/4π = 4,9 ~ Ketinggian lupur saat air sudah dikeluarkan, T S Rasio V S /V T = T S /T T = 0,6 T S = 0,6(4,5) =,85 V-60

61 11. Waktu detensi keseluruhan di tangki, td Tahap I, td = reaktor 6, reaktor = 5,6 ja 56,66 reaktor 84, reaktor Tahap II, td = = 5,75 ja 75, Untuk air libah industri, waktu detensi bervariasi, tidak ada range khusus. 1. Uur lupur Persaaan 1: P XTSS = A + B + C + D Persaaan : P XTSS = Tahap I : A = B = XTssxV SRT g 8,5 x0,x194 QxYx( So S) = 1+ kdxsrt 0, 1+ xsrtx0,85 10 fdxkdxqxyx( So S) SRT 1+ kdxsrt T x g 0, g 0,15x x8,5 x0,x194 xsrt = x 0, 1+ xsrtx0,85 10 g = 1,0778 xsrt / 1+ 0,xSRT =, ,SRT / C = Q x nbvss = 8,5 x (0,5 x (0,85 x 6,15)) g x 10 g = 0,1045 / V-61

62 D = Q (TSS o -VSS o ) = g 8,5 x (6,15 5, 75) x 10 g = 0,069 / Substitusi persaaan 1 dan enjadi: XtssxV SRT = A + B + C g 500 x47,7 x 10 g SRT / =,487 1, 0778xSRT + + 0, , ,SRT 1+ 0,xSRT Dari penyelesaian persaaan di atas, akan didapat persaaan kuadrat : 1,109 SRT -4,58 SRT 166,9 = 0 Maka didapat SRT = 14,51 (eenuhi kriteria desain uur lupur 10-0 ) Tahap II : A = B = g 7,65 x0,x194 QxYx( So S) = 1+ kdxsrt 0, 1+ xsrtx0,85 10 fdxkdxqxyx( So S) SRT = 1+ kdxsrt x g 0, g 0,15x x7,65 x0,x194 xsrt x 0, 1+ xsrtx0,85 10 g 1,45xSRT = / 1+ 0,xSRT = 4, ,SRT / C = Q x nbvss = 7,65 x (0,5 x (0,85 x 6,15) g x 10 g = 0,185 / V-6

63 D = Q (TSS o -VSS o ) g = 7,65 x (6,15 5, 75) x 10 g = 0,0489 / Substitusi persaaan 1 dan enjadi: XtssxV SRT = A + B + C g 500 x84,1 x 10 g SRT / = 4, 767 1, 45xSRT + + 0, , ,SRT 1+ 0,xSRT Dari penyelesaian persaaan di atas, akan didapat persaaan kuadrat : 1,466 SRT -,58 SRT 95,09 = 0 Maka didapat SRT =,85 (eenuhi kriteria desain uur lupur 10-0 ) 1. Konsentrasi MLVSS P XVSS (SRT) = V T (X MLVSS ) Tahap I :,487 ( 1+ 0,SRT + 1,0778 xsrt 1+ 0,xSRT +0,1045)/ (0,85)(14,51 )=47,7 (X MLVSS ) (6,5114 +, ,1045) / x 14,51 = 47,7 (X MLVSS ) 9,768 x 14,51 X MLVSS = = 971 g/ 47,7 Fraksi MLVSS terhadap MLSS g 971 X MLVSS = = 0,848 X g MLSS 500 V-6

64 Tahap II : 4, 767 ( 1+ 0,SRT + 1,45xSRT 1+ 0,xSRT +0,185)/(0,85)(,85)=84,1 (X MLVSS ) (5,77 + 4,58 +0,185 ) / x,85 = 84,1 (X MLVSS ) 10,5 x,85 X MLVSS = = 970 g/ 84,1 Fraksi MLVSS terhadap MLSS X X MLVSS MLSS g 970 = = 0,848 g Laju peopaan pengosongan reaktor Waktu pengisian = waktu pengosongan Tahap I, V F = 19 Waktu pengosongan = 0,5 ja 19 Laju peopaan = 0nt = 0,64 /enit Tahap II, V F = 5, Waktu pengosongan = 0,5 ja Laju peopaan = 5, 0nt = 0,84 /enit 15. Waktu aerasi Waktu aerasi selaa 6ja, tetapi pada saat pengisian reaktor juga diperlukan aerasi, sesedikitnya aerasi dilakukan selaa setengah dari waktu pengisian reaktor yaitu dengan cara ixing, aka: V-64

65 Waktu aerasi total = 6 ja ( siklus) = 9 ja 16. Julah lupur yang dihasilkan, P XTSS Tahap I, P XTSS = Tahap II, P XTSS = ( reaktor) g 6, 500 reaktor 10 g = / 14,51 ( reaktor) g 84, 500 reaktor 10 g = 4,74 /,85 PXTSS 17. Debit pebuangan lupur,q W = X 10 Tahap I, Q W = g x =,45 / g 6666, 667 4,74 10 Tahap I, Q W = g x =,7 / 500g QSo 18. Cek rasio F/M = XV Tahap I, F/M = desain 0,15-0,6) g 8,5 x48,15 g 971 6, x = 0,67 (eenuhi kriteria V-65

66 Tahap II, F/M g 7,65 x48,15 = g , x = 0,5 (eenuhi kriteria desain 0,15-0,6) 19. Cek beban COD voluetrik, L org = Tahap I, L org = (47,7 ) ( ) QS o V g 8,5 x0,(48,15 ) = 0,66 / Tahap II, L org = g 7,65 x0,(48,15 ) = 0,5 / (84, ) 0. Kebutuhan nutrien Rasio C:N:P = 100:5:1 5 g N yang dibutuhkan = x48,15 168,1 100 = g/ 1 g P yang dibutuhkan = x48,15,6 100 = g/ Nutrien pada influen : g N = 11,68 - konsentrasi N yang digunakan di proses anaerob g = 11,68-0 g = 11,68 g/ Air libah yang asuk ke proses aerob tidak engandung phosphor dan konsentrasi nitrogen tidak encukupi bagi kebutuhan ikroorganise, aka nutrien harus ditabahkan. V-66

67 Nutrien yang perlu ditabahkan: Tahap I : g Nitrogen yang ditabahkan = (168,1-11,68) / x 56,66 x 10 g =,14 g Phosphor yang ditabahkan =,6 Tahap II : x 56,66 g x 10 = 1,94 / g Nitrogen yang ditabahkan = (168,1-11,68) / x 75, x 10 g = 4,16 g Phosphor yang ditabahkan =,6 x 75, g x 10 =,55 / 1. Kebutuhan oksigen,r o = Q(S o -S) 1,4P x Tahap I, R o = 8,5 x 194 g - 1,4 (9,716) x 10 g = 78 / Tahap II, R o = 7,65 = 107 / x 194 g - 1,4 (10,5) x 10 g. Laju transfer oksigen Waktu aerasi total selaa 9 ja, aka laju tranfer oksigen: Tahap I = 78 = 8,66 /ja ja Tahap II = = 1 /ja ja 9 V-67

68 . Menghitung kebutuhan standar oksigen/standard oxygen requireent (SOR) Ro SOR (/) = 0 ( Csw ' Fa C) / Csw (1,04) T β X diana: Ro C sw Csw β = kebutuhan oksigen teoritis ( O /) = kelarutan oksigen pada teperatur lapangan 7 0 C ( 8,08 g/l) = kelarutan oksigen di dala air pada suhu 5 0 C ( 8,8 g/l) = tegangan perukaan salinitas, pada uunya 0,9 untuk air libah C = Konsentrasi dissolved oksigen iniu yang harus dipertahankan ( g/l) ά = faktor koreksi transfer oksigen biasanya 0.8-0,9 ( 0,85) f = faktor proporsional (0,5) A = luas perukaan reaktor ( 18,8 ) T a = teperatur rata-rata udara abien (7 0 C) T i = teperatur rata-rata air libah influen (5 0 C) Q = debit air libah ( / ) Fa = faktor koreksi kelarutan oksigen untuk ketinggian tertentu = ketinggian( ) 1 = = 0, T = teperatur rata-rata air libah di dala reaktor untuk kondisi lapangan = Af. Ta+ QTi. Af + Q ,8x0,5x7 C+ 57, x5 C Tahap I, T = = 5,8 o C 18,8x0,5+ 57, SOR = 7 0 [ ] 78 (8, 08x0,9x0,996 ) / 8,8 x(1, 04) x0,85 = 14,8 O / = 5,0 O /ja V-68

69 0 0 18,8x0,5x7 C+ 75,88 x5 C Tahap II, T = 18,8x0,5+ 75,88 = 5, o C 107 SOR = 7 0 [ ] (8, 08x0,9x0,996 ) / 8,8 x(1, 04) x0,85 = 171,56 O / = 7,1 O /ja Dengan elihat tingkat kebutuhan oksigen, aka dipilih aerator yang dapat eenuhi suplai oksigen ke dala tangki. Berbagai kapasitas aerator dapat dilihat pada Tabel V.1. Tabel V.1 Tipe Surface Aerator Motor Aerator Model DM D Puping rate Hp Pole Kg O /hr DZ () () ( /in) SFA SFA SFA SFA-07 7 ½ SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA SFA Maka aerator yang akan digunakan yaitu aerator : Tipe : Surface aerator, SFA-07 Kapasitas : 11 /enit Oksigen transfer rate : 9,6 O /ja V-69

70 Diaeter ixing area : 16 Kedalaa ixing area : 5-6 Daya : 7,5 HP Julah aerator yang dibutuhkan = 1unit aerator/tanki Daya yang diperlukan = 7,5 HP x unit = 15 HP E. Rekapitulasi Rekapitulasi diensi reaktor sequencing batch activated sludge dapat dilihat pada Tabel V.. Tabel V. Rekapitulasi Diensi Paraeter Besaran Satuan Diaeter 5 Kedalaan 4,5 Freeboard 50 c Tinggi total 5 Diaeter pipa inlet 1,5 inci Diaeter pipa outlet 1,5 inci Bak Pebubuh Nutrien Nutrien yang dibutuhkan ikroorganise adalah nitrogen dan fosfor. Dua unsur ini akan disuplai dengan pebubuhan pupuk urea sebagai suber nitrogen dan asa fosfat atau suber fosfor. Tangki nutrien terdiri dari bak pebubuh urea dan bak pebubuh asa fosfat. Tangki ini berfungsi sebagai tepat pebuatan dan penyipanan larutan urea serta asa fosfat dala 1. Popa dosing akan eopakan larutan urea dan asa fosfat dari tangki ini ke tangki nutrien untuk enyuplai kebutuhan nutrien bagi ikroorganise aerob. B. Data Perencanaan Data-data yang berhubungan dengan perencanaan bak pebubuh nutrien terdapat pada Tabel V.. V-70

71 Tabel V. Data Perencanaan Bak Pebubuh Nutrien Paraeter Sibol Besaran Satuan Berat jenis CO(NH ) ρ 1,4 /L Berat jenis H PO 4 1,6 /L Konsentrasi CO(NH ) C 5 % Konsentrasi H PO 4 5 % Perhitungan a) Menghitung volue dan diensi bak pebubuh Bak pebubuh untuk urea dan asa fosfat dibedakan enjadi bak. 1. Kebutuhan nutrien Tahap I: Kebutuhan nitrogen =,14 / Konsentrasi nitrogen dala urea 46%, aka kebutuhan urea = 100% 46% (,14 /)= 6,8 / Kebutuhan asa fosfat = 1,94 / Konsentrasi phosphor dala H PO 4 = 1,6%, aka kebutuhan asa fosfat = 100% 1,6% (1,94 /) = 6,088 / Tahap II: Kebutuhan nitrogen = 4,16 / Konsentrasi nitrogen dala urea 46%, aka kebutuhan urea = 100% 46% (4,16 /)= 9,04 / Kebutuhan asa fosfat =,55 / Konsentrasi phosphor dala asa fosfat = 1,6%, aka kebutuhan asa fosfat = 100% (,55 /) = 8,07 / 1,6%. Debit, q = kebutuhan nutrien / ρ V-71

72 Tahap I: q urea = q asa fosfat = 6,8 = 5,1 liter/ ~ 5 liter/ 1,4 liter 6,088 =,76 liter/ ~,8 liter/ 1, 6 liter Tahap II: q urea = q asa fosfat = 9,04 = 6,75 liter/ ~6,8 liter/ 1,4 liter 8,07 = 4,98 liter/ ~5liter/ 1, 6 liter 1 C xkeb. nutrien. Volue pelarut, V air = C xtd ρ Tahap I: 1 0,05 x 6,8 0,05 V air untuk urea= x 1 = 0,1 997,7 1 0,05 x 6,088 0,05 V air untuk asa fosfat = x 1 = 0, ,7 air V-7

73 Tahap II: 1 0,05 x 9,04 0,05 V air untuk urea= x 1 = 0,17 997,7 1 0,05 x 8,07 0,05 V air untuk asa fosfat = x 1 = 0, ,7 4 Volue larutan Tahap I: Volue larutan urea = 5 liter + 0,1 = 15 liter Volue larutan asa fosfat =,48 liter +0,116 = 119,5 liter Tahap II: Volue larutan urea = 6,8 liter + 0,17 = 178,8 liter ~ 180 liter Volue larutan asa fosfat = 5 liter +0,154 = 159 liter ~160 liter 10. Diensi bak pebubuh Kapasitas bak pebubuh disesuaikan dengan kebutuhan nutrien sapai tahap II Tinggi bak pebubuh = 0,5 Sisi bak pebubuh urea = 0,18 0,5 = 0,6 ~ 0,6 Sisi bak pebubuh asa fosfat = 0,16 0,5 = 0,56 ~ 0,6 Tangki Nutrien Tangki nutrien digunakan untuk encapurkan asa fosfat dan urea dengan air libah Tabel V.4 enunjukkan data-data perencanaan tangki nutrien. V-7

74 Tabel V.4 Data-Data Perencanaan Tangki Nutrien Paraeter Sibol Besaran Satuan Waktu detensi 1 enit Rasio tinggi dengan diaeter tangki H/Te 1,1 Kecepatan putaran ixer n 100 rp Viskositas air pada 8 0 C μ 1,746 x 10-5 lb s/ft 0,86 x 10 - N detik/ Gradien kecepatan G 00 /detik Mixer low shear hydrofoil 4 blade N p 0,6 A. Perhitungan a) Menghitung diensi bak 1. Volue bak,v Tahap I, V =56,66 x1enitx 1440enit ~0,04 Tahap II, V = 75, xenitx enit ~0,05 Volue bak yang dibangun engikuti volue bak pada tahap II.. Diensi bak V = luas perukaan x tinggi Tinggi = 1,1 panjang bak Bila bak berbentuk lingkaran, aka Diaeter bak = 1/ 0,05 1,1(0,5)(,14) = 0,94 ~ 0,4 Tinggi bak = 1,1(0,4) = 0,44 ~0,45 b) Menghitung daya yang dibutuhkan untuk pengadukan, P = G x μ x V 00 N det Tahap I, P = x0,86x10 x0, 04 =,01 N-/det = W =, ft det lb/det V-74

75 00 N det Tahap II, P = x0,86x10 x0, 05 =,98 N-/det ~ 4 W =,9 ft det lb/det c) Menghitung diaeter ipeller, D = Pxgc Npxρxn 1/5 Tahap I, D = ft. lb ft, x,17 det det r lb 0,6x 1,667 x6,4 det ft 1/5 = 0,84 ft = 0,6 Tahap II, D = ft. lb ft,9 x,17 det det r lb 0,6x 1,667 x6,4 det ft 1/5 = 0,89 ft = 0,7 Cek rasio diaeter ipeller dengan lebar bak, D/Te Diaeter ipeller yang digunakan = 0,5 D Te = 0, 5 = 0,65 (eenuhi kriteria desain 0,-0,6) 0, 4 d) Cek bilangan reynolds, N RE = N RE = 1,667r x ft x det 5 lb 1,746x10 ft. s lb ft ( 0,8 ) 6, 4 nxd xρ μ = >10000 turbulen e) Struktur Influen Struktur influen enggunakan pipa inlet berdiaeter 1,5 inci, berdiaeter dala 1,61 inci (0,0489 ). V-75

76 f) Struktur Efluen Struktur efluen enggunakan pipa outlet berdiaeter 1,5 inci, berdiaeter dala 1,61 inci (0,0489 ). V.5. Bak Pengupul Akhir A. Uu Bak pengupul akhir berfungsi untuk enapung air hasil proses biologi pada reaktor sequencing batch activated sludge. Bak ini diperlukan karena julah air yang dikeluarkan dari reaktor sebelunya sangat besar dan tidak kontinyu, hal ini dapat enyebabkan shock load bagi badan air peneria (Sungai Cijengkol). Data-data perencanaan bak pengupul akhir terdapat pada Tabel V.5. Tabel V.5 Data-data Perencanaan Bak Pengupul Akhir Paraeter Sibol Besaran Satuan Waktu detensi td 10 enit Kedalaan air H 1 B. Perhitungan 1. Influen Bak Pengupul Akhir Tahap I: Debit, Q = 56,66 /,45 / = 5,1 / TSS = 0,7 / 0,5(0,7)/ = 0,15 / 0,15 g x 1000 =,5 g/ 5,1 = CODp = 0,95 / 0,5(0,95) / = 0,1465 / 0,1465 g x ,1 = =,74 g/ V-76

77 CODs = 19,6 / 0,95(19,6) / = 9,66 / Tahap II: 9,66 g x1000 = 181,1 g/ 5,1 = Debit, Q = 75, /,7 / =71,6 / TSS = 0,415 / 0,5(0,415) / = 0,16 / 0,16 g x 1000 =,017 g/ 71,6 = CODp = 0,4645 / 0,5(0,4645) / = 0, / 0, g x 1000 =,4 g/ 71,6 = CODs = 56,1 / 0,95(56,1) / = 1,8 / 1,8 g x ,6 = = 178,9 g/. Volue bak pengupul akhir, V V = Q x td Tahap I, V = 0,6 x 10 enit = 6 enit Tahap II, V= 0,84 x 10 enit enit = 8,4 V-77

78 . Diensi bak pengupul akhir Bak yang dibangun akan eiliki volue sebesar 8,4. Sisi bak = 8,4 1 =,89 ~ 4. Struktur Influen Sruktur influen berupa pipa inlet yang berukuran saa dengan pipa outlet SBR, yaitu 4 inci. 5. Struktur Efluen Struktur efluen bak pengupul akhir berupa pipa outlet. Kecepatan aliran di dala pipa inial 0,7 /detik, aka: luas perukaan pipa outlet = enit 0,64 x enit 60dtk 0,7 dtk =0,015 diaeter pipa outlet = 0,015 (,14)(0,5) = 0,14 Ukuran pipa di pasaran = 6 inci dengan diaeter dala 6,065 in (0,154) Koreksi kecepatan, v = enit 0,64 x enit 60dtk 0,5(,14)(0,154 ) = 0,57 /detik Kecepatan aliran pada tahap II = enit 0,84 x enit 60dtk 0,5(,14)(0,154 ) = 0,75 /detik C. Rekapitulasi Rekapitulasi diensi bak pengupul akhir dapat dilihat pada Tabel V.6. V-78

79 Tabel V.6 Rekapitulasi Diensi Paraeter Besaran Satuan Sisi Kedalaan 1 Freeboard 0 c Tinggi total 1, Diaater pipa inlet 4 inci Diaater pipa inlet 6 inci V-79