Desain Dan Optimalisasi Skala Rumah Greywater.docx

Desain dan Optimalisasi Skala Rumah Greywater Paket Daur Ulang

Abstrak. Krisis air menjadi salah satu tantangan terbesar di Indonesia beberapa negara karena kelebihan penduduk dan kekeringan. Karena itu, organisasi pemerintah dan non-pemerintah yang berkembang dengan baik negara mendorong industri untuk memasang daur ulang air paket untuk mengurangi penggunaan air dan mengkonsumsi greywater sebagai gantinya. Namun skala rumah belum tersedia di pasar. Ini penelitian berfokus pada desain perawatan greywater skala rumah sistem untuk menyiram toilet dalam 3.000 hingga 5.000 USD sebagai bekerja sama dengan DD Techniche Sdn Bhd. Greywater adalah limbah air yang dihasilkan dari binatu, dapur dan kamar mandi kecuali toilet limbah dan mengandung padatan tersuspensi, mikroorganisme, minyak, nitrat dan fosfor yang perlu dirawat menggunakan jenis yang sesuai pengobatan untuk penggunaan kembali yang aman. Perawatan termasuk fisik, kimia dan pengolahan air biologis yang dalam penelitian ini yang diusulkan sistem adalah kombinasi dari ketiganya. Desain dievaluasi menggunakan metode eksperimental untuk memenuhi standar kualitas pembilasan toilet. Sistem greywater terdiri dari bagian mekanis yang dikontrol aliran greywater dan menyimpan air yang diolah termasuk pompa, tangki filtrasi pasir, sasis kawat dan tangki koleksi. Akhir desain memiliki dimensi 6 m3 dan harga yang dioptimalkan dalam anggaran.

1. Perkenalan Krisis air menjadi salah satu ancaman terbesar di beberapa negara. Terutama, negara-negara di Timur Tengah menghadapi krisis air yang parah akibat kekeringan. Negaranegara dengan populasi tinggi juga menghadapi krisis air karena penggunaan air yang tinggi [1]. Krisis air dapat dikurangi dengan mengendalikan penggunaan air. Salah satu metode yang berhasil untuk mengendalikan penggunaan air adalah dengan daur ulang air hujan dan greywater. Organisasi pemerintah dan non-pemerintah adalah mendorong industri untuk memiliki sistem daur ulang air untuk mengurangi krisis air. DD Techniche Sdn Bhd adalah Perusahaan paket daur ulang air Installer Company telah melihat potensi untuk memasarkan a perawatan greywater skala rumah untuk penyiraman toilet dalam anggaran berkisar antara 3.000 USD hingga 5.000 USD. Perusahaan telah keluar dengan inisiatif ini karena perhatian yang diperoleh oleh industri skala paket perawatan greywater dan tidak adanya perawatan greywater skala rumah sistem. Greywater adalah air yang dihasilkan dari binatu, dapur dan toilet kecuali

limbah toilet [2]. Greywater mengandung fosfor dan nitrat karena penggunaan deterjen, sampo dan cairan pencuci piring [3]. Greywater juga mengandung bakteri, total tersuspensi padatan, minyak dan lemak. Total padatan tersuspensi (TSS) adalah rambut dari kamar mandi, kotoran dari cucian dan partikel makanan dari dapur. Isi ini dalam penyebab greywater infeksi kepada pengguna jika tidak diobati. Oleh karena itu, greywater harus dirawat sebelum digunakan kembali untuk pembilasan toilet. Ada tiga jenis perawatan, yaitu perawatan fisik, perawatan kimia dan perawatan biologis. Perawatan fisik melibatkan penyaringan keluar partikel dari air berdasarkan ukuran menggunakan kawat atau membran [4]. Perawatan ini berlaku untuk menyaring ditangguhkan padat dan mengurangi kekeruhan. Perawatan kimia adalah proses penambahan bahan kimia ke dalam air untuk menetralkan bakteri melalui penambahan garam [5]. Bahan kimia pengobatan juga melibatkan proses koagulasi. Koagulasi adalah proses mengakumulasi Bakteri bersama untuk meningkatkan ukuran dan menyaring menggunakan perawatan fisik [2]. Perawatan biologis adalah reaksi mikroba menggunakan mikroorganisme untuk mengubah bakteri menjadi gas, air dan biomassa [6]. Perlakuan greywater harus terdiri dari setidaknya dua jenis perawatan karena kimia atau pengobatan biologis dapat mengobati bakteri tetapi perlu didukung oleh perawatan fisik untuk menyaring partikel padat. Desain paket perawatan greywater untuk proyek ini membutuhkan memiliki dimensi 2 mx 2 mx 2 m dan anggaran dalam 3.000 USD dan 5.000 USD. Itu desain untuk proyek ini terinspirasi dari daur ulang air skala industri yang ada sistem. Desain industri yang ada untuk sistem daur ulang greywater adalah pasir lambat filtrasi, bioreaktor membran dan pengolahan air dengan clarifiers. Desain akhir paket perawatan greywater untuk proyek ini terdiri dari pratahap perawatan dengan wire mesh dan diikuti dengan filtrasi pasir lambat. Desain ini terdiri ketiga jenis pengolahan air yang disebutkan di atas. Pra-perawatan dengan melibatkan wire mesh perawatan fisik untuk menyaring partikel makanan, rambut dan padatan tersuspensi lainnya. Yang lambat filtrasi pasir melibatkan perawatan fisik, perawatan biologis dan perawatan kimia. Air terakumulasi di bagian atas pasir untuk membentuk platform untuk perawatan biologis. Kemudian, air melewati pasir dan limbah dari pengolahan biologis disaring oleh lapisan pasir. Nitrat dalam air diperlakukan melalui denitrifikasi oleh pasir lapisan.

Paket perawatan greywater terdiri dari bagian mekanik untuk mengontrol aliran dan menyimpan greywater untuk membersihkan toilet. Bagian mekanis adalah pompa, tangki penyaringan pasir, sasis kawat dan tangki koleksi. Bagian mekanis dirancang berdasarkan aliran tingkat greywater. Pompa digunakan untuk memompa air dari tangki pengumpul ke tangki penyimpanan di atas atap untuk distribusi. Tangki penyaringan pasir dirancang berdasarkan pada laju aliran memasuki filtrasi pasir dan kebutuhan tinggi pasir oleh lingkungan organisasi. Wire mesh dirancang berdasarkan ukuran partikel yang akan disaring dan anggaran. Desain dievaluasi dengan membandingkan air yang diolah dengan kualitas air standar untuk toilet disiram. Sistem harus dapat memenuhi kualitas air untuk pembilasan toilet. Itu kualitas air dibandingkan dengan mengukur total suspended solid (TSS), oksigen kimia demand (COD) dan kekeruhan. Ketiga parameter ini harus memenuhi standar kualitas air untuk pembilasan toilet. Desain akhir direpresentasikan dalam model 3D dengan semua bagian mekanis. Tujuan dari proyek ini adalah untuk merancang paket daur ulang greywater skala rumah dan mengoptimalkan desain dengan biaya rendah dibandingkan dengan desain yang ada di pasar. Itu desain akhir mampu mengobati greywater untuk penyiraman toilet. Desain dioptimalkan oleh memiliki biaya lebih rendah daripada paket greywater skala rumah yang ada. Proyek ini menciptakan peluang bagi publik untuk menggunakan sistem pengolahan greywater untuk rumah tangga. Ini mengurangi penggunaan air untuk publik, yang akan mengurangi biaya jika sistem digunakan untuk jangka panjang. Mengurangi penggunaan air menghasilkan pengurangan krisis air. Ini sistem dapat secara bertahap membawa keuntungan bagi ekonomi dan lingkungan. Sejak, publik tidak menggunakan sistem daur ulang air saat ini karena sistem daur ulang air hanya diproduksi dalam skala industri, proyek ini mampu memenuhi kesenjangan merancang rumah sistem daur ulang air skala. 2. Metodologi Proyek ini melibatkan perancangan, pemodelan 3D, prototipe dan evaluasi eksperimental. Perancangan melibatkan perancangan tahap pra-perawatan dengan jaring kawat, pasir lambat filtrasi dan pompa. Desain dimodelkan ke dalam prototipe 3D menggunakan SolidWorks Ver. 2016. Kinerja desain dievaluasi menggunakan prototipe 2.1 Tahap Merancang Sistem pengolahan greywater terdiri dari filter pra-perawatan, filtrasi pasir lambat, pompa, dan tangki koleksi. Greywater masuk ke filter pra-perawatan dan diikuti oleh lambat

penyaringan pasir. Air yang diolah dikumpulkan di tangki penampungan. Kemudian, air yang diolah dipompa ke tangki penyimpanan menggunakan pompa air otomatis. Air yang diolah didistribusikan ke toilet dari tangki penyimpanan. Filter pra-perawatan terdiri dari kawat kasar dan kawat halus. Ukuran pori kawat kasar mesh adalah 1 mm dan ukuran pori untuk wire mesh halus adalah 0,5 mm. Mesh kasar digunakan untuk menyaring rambut dan partikel yang lebih besar dari 1 mm. Jaring halus digunakan untuk menyaring kotoran dan partikel lebih besar dari 0,5 mm. Tahap pra-perawatan dirancang secara vertikal untuk digunakan gaya gravitasi selama penyaringan. Gaya gravitasi memberikan dukungan ekstra untuk mendorong air melalui pori-pori kawat. Wire mesh dirancang untuk dimiliki Permukaan hemispherical untuk menyediakan area filtrasi yang lebih besar. Bentuk hemisfer juga memberikan kemiringan licin untuk pergerakan partikel yang difilter melalui pipa drainase. Penyaringan pasir lambat terdiri dari lapisan pasir dan kerikil. Air yang lambat mengalir di atas pasir menyebabkan air menumpuk di bagian atas untuk membentuk tempat tidur air bagi biologis pengobatan [7]. Perlakuan biologis mengubah bakteri menjadi gas, air dan biomassa. Itu biomassa disaring oleh pori-pori di antara pasir. Pasir juga melibatkan zat kimia pengobatan. Pasir akan menetralkan nitrat melalui denitrifikasi [8]. Penyaringan pasir lambat dirancang berdasarkan persamaan laju aliran volumetrik dan persyaratan oleh organisasi lingkungan [8]. Persamaan laju aliran volumetrik adalah diterapkan untuk menghitung area filtrasi dari pasir. Laju aliran volumetrik berarti volume air melewati medium per satuan waktu. Persamaan laju alir volumetrik ditampilkan di bawah. Q

𝐴= v Dimana, A = luas permukaan saringan pasir (m2) Q = laju aliran ke permukaan filter (L / h) v = loading rate of sand (L / hm2) Laju aliran greywater dalam rumah tangga diperoleh dari jurnal yang diterbitkan oleh Texas A & M University dari Amerika Serikat [9]. Data ditunjukkan pada Tabel 2. Pemuatan laju ditetapkan pada 400 L / hm2 karena itu adalah tingkat pemuatan optimal untuk filtrasi pasir berdasarkan organisasi lingkungan dari Amerika Serikat dan Inggris. Oleh karena itu, luas permukaan filter pasir dapat dihitung dengan mengganti parameter. Ketinggian filtrasi pasir dan kerikil dirancang berdasarkan dimensi standar ditetapkan oleh organisasi lingkungan dari negara maju. Dimensi ini ditetapkan oleh organisasi berdasarkan masukan yang dikumpulkan dari pasir lambat yang ada

penyaringan. Dimensi tercantum dalam Tabel 3. Table 1 Parameter untuk sistem filtrasi pasir