Tugas 2

Kelompok 10 1. A Huda Fauzi Adzima(1106001321) 2. Haisa Yuana (1106010061)

3. Lita Lianti (1106011120) 4. Muslimah (1106017622)

7.1 LAGOONS DAN STABILIZATION BASINS Stabilization basins merupakan metode yang umum pada organik waste water treatment dimana lahan yang digunakan tersedia dan polusi air tanah dari bahan organik beracun dan logam berat tidak menjadi masalah. Terdapat dua klasifikasi stabilization basins yaitu impounding and adsorption lagoons dan flow-through lagoon. Impounding and adsorption lagoons memiliki kapasitas volumetrik yang sama dengan total limbah yang hilang karena penguapan dan pembuangan. Hal ini karena saat aliran limbah masuk terlalu banyak maka ada limbah yang dibuang keluar lagoon. Jenis ini biasanya digunakan untuk industri dengan volume limbah harian sedikit dan operasi pengolahannya secara periodik. Flow-through lagoon digolongkan menjadi tiga kategori berdasarkan jenis aktivitas biologis yang lebih dominan. Tipe I. Facultative Ponds Facultative ponds lapisannya terbagi berdasarkan kapasitas dan stratifikasi panas yaitu bagian aerobik di permukaan dan anaerobik di dasar kolam. Bagian lapisan aerobik akan mengalami perubahan kondisi harian, dimana pada siang hari kandungan oksigen meningkat karena fotosintesis alga dan pada malam hari akan menurun. Sludge di dasar kolam akan mengalami dekomposisi secara anaerobik dan menghasilkan metana dan beberapa gas lain. Bau akan timbul bila bagian aerobik tidak di kelola dengan baik. Kedalaman kolam berfariasi antara 3-6 ft (0,9-1,8 m). Tipe ini kurang cocok untuk industri tekstil dan kertas karena penetrasi cahaya membutuhkan kondisi kolam yang tidak terlalu keruh. Tipe II. Anaerobic Ponds Proses biologis yang terjadi sama dengan proses biologis di dalam anaerobic digestion tank. Asam organik terbentuk dari fermentasi metana. Kedalaman kolam didesain khusus agar perbandingan luas area permukaan dan volume dapat seminimal mungkin dengan penyimpanan panas maksimum. Tipe III. Aerated Lagoons Waktu proses berkisar antara beberapa hari sampai dua minggu, tergantung pada efisiensi penurunan BOD yang diinginkan. Suplai oksigen dengan cara difusi atau aerasi mekanik. Kedalaman yang umum digunakan berkisar antara 6-15 ft (1,8-4,6 m). Lagoon Aplication Pada aplikasi pengolahan limbah industri, kolam aerobik digunakan untuk menghasilkan pengolahan limbah yang lebih baik. Pada kolam aerobik ini, oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis dapat diestimasikan dengan persamaan seperti dibawah ini: O2 = C f S dimana, O2= produksi oksigen, lb/(acre . d) atau kg/(m2 · d) C = 0,25 jika O2 dalam lb/(acre . d) atau 2,8 x 10-5 jika O2 dalam kg/(m2·d)

Kelompok 10 1. A Huda Fauzi Adzima(1106001321) 2. Haisa Yuana (1106010061)

3. Lita Lianti (1106011120) 4. Muslimah (1106017622)

F = efisiensi konversi cahaya, % S = intensitas cahaya, cal/(cm2 · d) Alga hijau yang umumnya digunakan sebagai stabilization basins adalah Chlamydomonas, Chlorella, dan Euglena. Sedangkan alga biru pada umumnya adalah Oscillatoria, Phormidium, Anacystic, dan Anabaena. Perbedaan penggunaan alga ini tergantung pada musim. Pada pengolahan limbah yang mengalami penambahan warna atau yang keruh seperti dari industri kertas dan pulp, penyerapan cahaya akan diminimalisasikan dan penambahan oksigen akan dihasilkan terutama dari aerasi pada permukaan. Persamaan untuk kolam tunggal campuran : 𝑆 𝑆𝑜

=

1

(7.2)

1+𝑘𝑡

Untuk kolam jamak : 𝑆 𝑆𝑜

= (1+𝑘

1 )…(1+𝑘𝑛𝑡𝑛) 1𝑡1

(7.2a)

Persamaan ini bisa juga digunakan untuk lagoon aerasi dan lumpur aktif, kecuali untuk koefisien laju k dimasukkan pengaruh konsentrasi biomasa. Ini dikarenakan umumnya sangat sulit sekali untuk mengukur secara efektif konsentrasi biomasa (VSS) pada stabilisasi limbah di kolam. Dalam kolam stabilisasi, rata-rata laju km dapat dimasukkan sebagai: 𝑘𝑚 =

𝐾𝑎𝑒𝑟𝑜𝑏𝑖𝑐 𝑥 𝐷𝑎𝑒𝑟𝑜𝑏𝑖𝑐+𝐾𝑎𝑛𝑎𝑒𝑟𝑜𝑏𝑖𝑐 𝑥 𝐷𝑎𝑛𝑎𝑒𝑟𝑜𝑏𝑖𝑐 𝐷𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

(7.5)

Dalam proses secara hayati, akitivitas biologis dalam kolam akan sangat dipengaruhi oleh suhu, dan laju koefisien k. Dalam kondisi khusu seperti terjadinya musim dingin, kolam akan tertutupi oleh es, yang mengakibatkan kondisi yang anaerobic dan mengurangi kinerja kolam. Pengolahan limbah daging dilakukan dalam kolam aerobic dengan dimensi kedalaman 18 inch (0,66 m) dengan kapasitas 214 lb BOD/(acre.d)[0,024 kg/m 2.d)]. Penggunaan pengolahan kolam aerobic untuk limbah daging setelah treatment dengan anaerobic akan menghasilkan yield proses 80% penghilangan BOD pada kapasitas 410 lb BOD/(acre.d)[0,046 kg/(m2.d)] Untuk meningkatkan efisiensi kinerja lagoon, harus ditambahkan nitrogen dan phosphorus ke dalam limbah. Pengolahan limbah pada lagoon pada kondisi aerobic tidak selalu dapat mengurangi bau yang dihasilkan. Masalah bau dapat dikurangi dengan penambahan sodium nitrate pada dosisi sama dengan 20% kebutuhan oksigen. Contoh 7.1 Sebuah industri pengolahan limbah air degan BOD 500 mg/l di olah dalam kolam atau kolam seri dengan waktu etensi total 50 hari dengan kedalaman 6 ft. Secara anaerobik dengan suhu 20oC memiliki k 0,05/hari dan secara aerobik memiliki nilai k 0,51/hari. Asumsikan hubungan oksigen seperti yang terlihat di Gambar 7.2 digunakan dan suhu kola adalah 20oC

Kelompok 10 1. A Huda Fauzi Adzima(1106001321) 2. Haisa Yuana (1106010061)

3. Lita Lianti (1106011120) 4. Muslimah (1106017622)

Penyelesaian: 1. Untuk satu kolam, muatan (loading) yang digunakan adalah 2,7𝐷𝑆𝑜 𝑙𝑜𝑎𝑑𝑖𝑛𝑔 = 𝑡 2,7(6)(500) = 50 = 162 𝑙𝑏 𝐵𝑂𝐷/(𝑎𝑐𝑟𝑒. ℎ𝑎𝑟𝑖) Dissolved oxygen akan ada di kedalaman 0,8 ft. Nilai rata-rata k dapat dihitng: (0,8)(0,5) + 5,2(0,05) 𝑘= = 0,11 /ℎ𝑎𝑟𝑖 6 Effluent BOD adalah: 𝑆𝑜 𝑆𝑒 = 1 + 𝑘𝑡 500 = 1 + 0,11(50) 500 = 1 + 0,11(50) = 77 𝑚𝑔/𝑙 2. Untuk 4 kolam secara seri, waktu retensi tiap pond menjadi 12,5 hari. Muatan (loading) untuk kolam pertama adalah: 2,7(6)(500) = = 648 𝑙𝑏 𝐵𝑂𝐷/(𝑎𝑐𝑟𝑒. ℎ𝑎𝑟𝑖) 12,5 Dan merupakan anaerobik. Effluent dari kolam pertama adalah: 500 𝑆𝑒 = = 308 𝑚𝑔/𝑙 1 + 0,11(12,5) Muatan (loading) untuk kolam kedua adalah: 2,7(6)(308) = = 399 𝑙𝑏 𝐵𝑂𝐷/(𝑎𝑐𝑟𝑒. ℎ𝑎𝑟𝑖) 12,5 308 𝑆𝑒 = = 190 𝑚𝑔 1 + (0,05)(12,5) Muatan untuk kolam ketiga adalah 246 lb BOD/(acre.hari) dan effluentnya adalah 117 mg/l. Muatan untuk kolam keempat adalah 152 lb BOD/(acre.hari) dan kedalaman aerobiknya adalah 1 ft. Nilai k yang telah diatur adalah: 0,5(1) + 0,05(5) = = 0,125 ℎ𝑎𝑟𝑖 6 Effluannya adadah: 117 𝑆𝑒 = = 45,7 𝑚𝑔 1 + (0,125)(12,5)