Teknologi Pengelolaan Air Limbah

Teknik Pengolahan Air Limbah sebagai salah satu teknologi pengelolaan kualitas air

Oleh : Sugeng Abdullah, SST, MSi (Politeknik Kesehatan Semarang)

Metode Pengolahan Air Limbah • • • •

Pengolahan limbah secara fisik-mekanik Pengolahan limbah secara kimia Penholahan limbah secara biologis Pengolahan lumpur

IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) • Prelimanary treatment : Bar rack, Screening, equalization, Grit Chamber, Floatation tank, pra sedimentation) • Primary Treatment : Sedimantation tank. • Secondary treatment : Pengolahan secara biologis (intinya : aeration tank dan secondary sedimentation) • Tertiary treatment : chemical coagulation, activated carbon, osmosis, land irigation.

Pengolahan secara fisik-mekanik Prinsip : memisahkan /menghancurkan / mengurangi jumlah impurities pada limbah cair, tanpa disertai penambahan bahan kimia atau keterlibatan mikroorganisme.

unit pengolah limbah secara fisik-mekanik, al. sbb. : • • • • • • •

bar rack screening filtration macerator grit chamber floatation sedimentation / crarifier

• Dewatering (compactor, evaporating, centrifuge) • electro coagulation • Radiasi • Plasma • Membran RO

Pembersih otomatis

Penampung sampah

Bar screen (jeruji)

BAR RACK / BAR SCREEN

Screen / micro strainner (RSMS)

Screen • Spasi (celah antar jeruji besi(s)) : 20 -40 mm • sudut (Q): 60o • frekwensi (fb)pembersihan (manual) : 2x/hari atau stiap 20-30 menit(bila dengan sistem mekanik/mesin) • Kecepatan aliran (v) : 0,6 (0,3-1,0) m/dt • Jumlah : 2 buah (satu untuk cadangan) • Lebar saluran screen -- dg rumus

Rumus Lebar Saluran Screen (mekanik) B = Q/(V.d) - (b+s)/s dimana : • B= lebar saluran segi empat (m) • Q= debit aliran maksimum (m3/dt) • v= kecepatan aliran (mt/dt) • d= kedalaman air maksimum (m) • s= spasi terali • b= tebal terali (10mm)

Pintu pengatur aliran Flume

Selokan pengumpul pasir

Partikel diskrit GRIT CHAMBER

Grit Chamber • Partikel terendap : diskrit • Kecepatan horisontal (Vh) : 0,3 (0,15 0,30) m/dt • Kecepatan mengendap : 30 mm/dt • Waktu detensi : 20 -60 detik • Pembebanan : 20-60 m3/m2 jam • akumulasi pasir : 0,17 m3/1000m3 air • jumlah Grit chamber : 2 buah

Grit chamber (keperluan praktis): • Panjang = 10 - 20 kali kedalaman air • Lebar pada permukaan air (m) = 5/d, dimana d= kedalaman air (M) CONTOH SOAL : • kedalaman air 60 cm • Panjang =? m Lebar =? m

Pengolahan secara biologi Prinsip : mendegradasi impurities (bahan pencemar) pada limbah cair dengan memanfaatkan peran jasad pengurai (mikroorganisme). • Impurities : berupa zat organik biodegradeable (BOD) • Mikroorganisme : terutama bakteri aerobik, anaerobik, fakultatif.

Unit pengolah limbah secara biologis antara lain : • Intermittent slow sand filter • RBC (rotating biolocal contactor) • Tricling filter (saringan tetes) • Activated sludge (lumpur aktif)

• • • • • •

Stabilization pond Oxidation ditch Aerated lagoon Septick tank Imhof tank Anaerobic digestion (biogas)

Activated sludge (lumpur aktif) Lumpur aktif = flok / gumpalan koloni bakteri PRINSIP KERJA : ZO + O2+ Nutrien --bakteri------> CO2 + H2O + Sel baru • proses degradasi aerobik (sehingga tidak menimbulkan bau) • bakteri perlu nutrien, utamanya N dan P

Lumpur aktif • BOD influen : <4000 mg/lt (s/d 10.000 mg/lt masih bisa, tapi mahal) • waktu detensi : 4-8 jam • umur lumpur : 5 -15 hari • aerator loading : 0,3-0,6 kg/m3 hari • Rasio resirkulasi lumpur : 0,25-0,5 • MLSS, MLVSS, SVI, dll =====> Baca buku wajib, atau Problem&Solusi IPAL

Skema IPAL Lumpur aktif Influen

Bak aerasi

Bak Sedimentasi II Efluen

Udara (O2) dari blower dikembalikan

lumpur

dibuang

Tampak atas

Tampak samping

Bafle Inlet Endapan lumpur

CLARIFIER

Partikel flokulen

Biofilter (BPPT)

RBC (Metcalf & Eddy)

Brush aerator

Clarifier II

Resirkulasi lumpur

dibuang Penyedot lumpur

OXIDATION DITCH

Oxidation Ditch / Parit oksidasi (Surabaya)

Aerated Lagoon (Bantul)

Kolam Stabilisasi (AKL)

Sistem Irigasi (land treatment)

Pengolahan limbah secara kimia Prinsip : mengurangi atau menghilangkan bahan pencemar dengan cara menambahkan bahan kimia untuk menggumpalkan / menetralkan bahan pencemar atau untuk membunuh patogen.

Unit pengolah limbah secara kimia antara lain : • Chemical coagulation (dengan : FeCl3, AlSO4, PAC, superPAC) • Chemical neutralization (dengan : NaOH, HCl, larutan Kapur, dll)

• • • •

Degreasing Defoaming Chlorination Dll

Coagulation & Floculation Mixing (pencampuran koagulan) : • Hydrolic jump, parshal flume, weir. • Bafle (penyekat)--> horisontal / vertikal • Propelar • Pedal Pengadukan : • Cepat --> pencampuran bahan kimia (30, 25 rpm) • Lambat --> pembentukan flok (19, 10 rpm)

Ke Bak Pengendap Area pencampuran (pengadukan cepat)

Tangki koagulan

Area pembentukan flok (pengadukan lambat) Bafle

Bafle coagulation & floculation tank

Koagulan Aduk Cepat

Aduk lambat Ke Bak Pengendap

Bila 4 bak --> rpm 30, 25, 19, 10 masing-masing 5 menit Propelar mixing

Pengaduk bahan kimia

Sedimentation • Partikel terendap : suspensi • Waktu detensi : 1-3 jam, bila diikuti dengan pengolahan kedua, maka cukup 2 jam • Kedalaman (H): 2,5 - 5 m • Panjang (L) : 25 - 60 m • Lebar (B) : 6 - 10 m • Ratio L/B : 1 - 7,5 dan Ratio L/H : 7 - 18 • Slope : 1 - 2% • Weir loading rate : 180 m3/m hari • Area scum : 20% luas bak sedimentasi

Baffle

Plate settler

lubang

Partikel flokulen Endapan lumpur

Penyedot lumpur RECTANGULAR SEDIMENTATION TANK

Pengolahan lumpur Prinsip : mengurangi kadar air dan volume lumpur melalui pengeringan / pemadatan, atau untuk menghancurkan racun melalui pembakaran, atau membunuh patogen melalui dekomposisi / degradasi fisik.

Unit pengolah lumpur antara lain: • Sludge conditioning (pemisahan air) • Sludge thikening (pengentalan lumpur) • Sludge stabilitation (pemecahan bahan organik)

• • • • •

Sludge drying bed Compactor Centrifuge Incenerator Dewatering lainnya

Sludge drying bed • • • •

Panjang : 30 - 60 m Lebar : 5 - 7,5 m Tebal lapisan lumpur : 15 - 25 cm Tebal lapisan pasir : 23 - 30 cm ( dengan ES 0,3-0,75mm dan UC <0,4) • BJ lumpur : 1,03 • Periode pengeringan : 15 - 25 hari • Sludge loading rate : 60-100 kg/m2 hari

Sludge Drying Bed

Ultimate dispossal • Land fill • Sanitary land fill