Pendahuluan. Prinsip Dasar. RBC (Rotating Biological Contractor) Marisa Handajani. Ukuran standar: Putaran 1,0-1,6 rpm

Transkripsi

1 Pendahuluan RBC (Rotating Biological Contractor) Marisa Handajani Dibangun pertama kali di Jerman (Barat) pada tahun 1960 diperkenalkan di Amerika Serikat Di AS dan Kanada, 70% menyisihkan karbon organik saja, 25% kombinasi penyisihan organik dan nitrifikasi, 5% nitrifikasi sesudah pengolahan sekunder Prinsip Dasar Suatu RBC terdiri dari serangkaian piringan bundar (polystyrene atau polyvinyl chloride) yang diletakan berdekatan, yang terendam dalam air buangan dan berputar melaluinya. Piringan ini terpasang ada sebuah shaft (as) horizontal Ukuran standar: Diameter 3,5m Panjang 7,5 m Luas permukaan piringan m2 Putaran 1,0-1,6 rpm 40% 70-90% 1

2 Pertimbangan Desain Proses Dengan desain yang tepat, sistem RBC dapat menjadi yang terbaik kinerjanya dibanding dengan sistem fixed film lainnya Sesuai dengan: organik loading yang rendah per massa solid biologi, waktu detensi dalam tahap proses biologi, serta pengendalian short-circuiting Pertimbangan dalam desain RBC: 1. Tahapan unit RBC 2. Kriteria pembebanan (loading) 3. Karakteristik efluen 4. Kebutuhan bak pengendap Standar Desain RBC Tahapan (staging) unit RBC Konfigurasi tahapan sistem RBC merupakan bagian internal dari proses desain keseluruhan. Tahapan dalam sistem RBC ini merupakan pengelompokan media RBC menjadi sel-sel yang independen dalam susunan seri Penahapan dapat dilakukan dengan menggunakan baffle (jika menggunakan tangki tunggal) atau menggunakan tangki yang terpisah secara seri Penahapan akan meningkatkan perubahan kondisi dimana organisme yang berbeda dapat berkembang dalam berbagai tingkat tingkat perkembangan tiap tahap tergantung terutama pada konsentrasi bahan organik terlarutnya dalam setiap tahapan. 2

3 Susunan Rangkaian & Tahapan RBC Laju penyisihan substrat spesifik yang tinggi akan terjadi apa biofilm RBC bila konsentrasi substrat air limbah tinggi Flow Parallel Flow Perpendicular Step Feeding Tapered feed flow parallel Begitu air buangan mengalir masuk ke dalam sistem, setiap tahap berikutnya akan menerima influen dalam konsentrasi organik yang lebih rendah Pembebanan yang berlebihan dapat diatasi dengan menyingkirkan baffle-baffle penyekat antara tahap satu dengan tahap dua guna menurunkan beban permukaan dan meningkatkan transfer oksigen. Pendekatan lain dapat dilakukan dengan menambahkan sistem pemberian udara, pengumpanan bertahap atau resirkulasi dari tahap terakhir. Kriteria Pembebanan Kinerja RBC dipengaruhi specific surface loading rate BOD terlarut untuk penyisihan organik NH4-N untuk nitrifikasi Loading rate harus disesuaikan dengan kapasitas transfer oksigen dari sistem masalah penurunan kinerja, bau, pelepasan biofilm BOD loading untuk tahap pertama harus cukup rendah mencegah overloading sbod : 12-20g/m2.hari atau BOD : 24-30g/m2.hari Karakterisktik Efluen Sistem RBC dapat didesain sebagai pengolahan sekunder ataupun pengolahan lanjut Karakterisktik BOD efluen pada pengolahan sekunder sebanding dengan proses lumpur aktif yang dioperasikan dengan baik Untuk nitrifikasi sbod < 15mg/L Maksimum Nitrogen surface removal rate = 1,5g N/m2.hari 3

4 Fasilitas Fisik pada Sistem RBC Shaft Material Piringan Sistem Pemutar Tangki Penutup Bak pengendap Shaft Sebagai pendukung dan pemutar media kontraktor. Panjang maksimum dibatasi pada 8,23m dengan 7,62m yang dipergunakan untuk media kontraktor Panjang yang lebih pendek : 1,52-7,62m Bentuk dan desain detailnya sangat beragam (Manufaktur) Harus dilapisi pelindung korosi dengan ketebalan mm Kendala operasional : kesalahan atau kegagalan shaft. Kegagalan shaft meruakan masalah peralatan yang paling serius mengurangi unit proses yang beroperasi dan penyebab kemungkinan kerusakan bagian dari media. Material Piringan Penyebab kerusakanan shaft antara lain: Desain struktur tidak cukup Kejenuhan /kelelahan metal Akumulasi biomassa pada permukaan media yang berlebihan Panas Solven organik Radiasi UV Kesalahan perhitungan desain struktur HDPE corrugation pattern Tipe Disk : (total luas permukaan disk pada shaft) Low (standar) density 9300 m2 per 8,23 m shaft Medium density High density m2 per 8,23 m shaft Middle final stage 4

5 Tangki Ukuran optimum 0,0049 m3/m2 luas piringan Untuk shaft dengan 9300m2 luas piringan Volume tangki 45 m3 Waktu detensi 1,44 jam HLR 0,08m3/m2.hari Kedalaman air di sisi piringan 1,5m (40% submerged) Penutup Unit RBC biasanya diberi tutup di bagian atasnya, Untuk menjaga terhadap: Temperatur yang rendah Kerusakan oleh sinar UV terhadap media plastik Kerusakan-kerusakan lain terhadap media dan peralatan Pertumbuhan algae dalam proses Bak Pengendap Overflow rate = trickling filter dengan media plastik Lumpur yang terkumpul instalasi pengolahan lumpur Perancangan Proses RBC Didasarkan atas penggunaan parameter desain yang diperoleh dari berbagai pengalaman dalam mengevaluasi catatan-catatan operasi pada bebagai unit RBC full-scale Faktor utama yang harus dipertimbangkan: Spesific loading (g/m2) luas piringan per hari Luas permukaan piringan 5

6 Penyisihan BOD Tentukan dimensi RBC S n 1 1 (4)(0,00974)( As / Q) Sn 1 (2)(0,00974)( A / Q) s Parameter Satuan Primary Effluen Debit M3/hari 4000 Target Efluen Sn = konsentrasi sbod pada tahap ke n (mg/l) As = luas permukaan piringan pada tahap ke n (m2) Q = debit (m3/hari) BOD g/m sbod g/m TSS g/m Tahapan Perhitungan 1. Tentukan konsentrasi sbod pada influen dan efluen serta debit air buangan 2. Tentukan luas piringan RBC untuk tahap I dengan sbod maksimum g sbod/m3.hari 3. Tentukan jumlah shaft dengan menggunakan standard disk density (9300m2/shaft) 4. Pilih jumlah train untuk desain, debit per train, jumlah tahapan, dan luas disk/shaft dalam setiap tahap. (pada tahap dengan beban yang rendah dapat digunakan high density disk) 5. Dari asumsi 4, Hitung konsentrasi sbod pada setiap tahap. Periksa apakah konsentrasi sbod pada efluen dapat dicapai bila tidak modifikasi tahapan 6. Desain bak pengendap Penentuan jumlah shaft untuk tahap pertama Asumsi sbod tahap pertama 15 g/m2.hari sbod loading = 90 g/m3 x 4000 m3/hari = g/hari Luas piringan yang diperlukan = ( g/hari)/(15 g/m2.hari) =24.000m2 Standard disk density 9300 m2/shaft Jumlah shaft = (24000m2)/(9300 m2/shaft) = 2,6 3 shaft untuk tahap 1 dengan 9300 m2/shaft 6

7 Desain train dan tahapan 1. Asumsi 3 train dgn 3 tahap/train 2. Debit/train = (4000 m3/hari)/3 train = m3/hari Konsentrasi sbod tiap tahap Tahap (4)(0,00974)( As / Q) Sn 1 Sn (2)(0,00974)( A / Q) S0 = 90 g/m3 As/Q = 9300m2/1333,3 m3/hari = 6,97 hari/m S1 = 29,8 g/m3 Tahap 2 S2 = 14,8 g/m3 Tahap 3 S3 = 9,1 g/m3 target 10 g/m3 tercapai s OLR Tahap I Lorg = {(4000 m3/hari)(90g/m3)}/{(3)(9300m2)} = 12,9 g sbod/m2.hari Overall Organik loading Lorg ={(4000 m3/hari)(140}g/m3)}/{(3 stage)(3 shaft)(9300m2)} = 6,7 g sbod/m2.hari 7

8 HLR HLR = (4000m3/hari)/{(3stage)(3 shaft/stage)(9300m2/shaft) = 0,05m3/m2.hari 8