kuliah minggu 9,10,11
Post on 28-Nov-2015
111 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
MODUL 5Pengolahan Biologis Aerobik Sistem Tersuspensi dan Terlekat
Joni HermanaJurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITSKampus Sukolilo, Surabaya – 60111Email: hermana@its.ac.id
PERENCANAAN PENGOLAHANAIR LIMBAH DOMESTIK (RE091322)Semester Ganjil 2010-2011
Dalam sistem pengolahan limbah cair, pengolahan biologis dikategorikan sebagai pengolahan tahap kedua (secondary treatment), melanjutkan sistem pengolahan secara fisik sebagai pengolahan tahap pertama (primary treatment).
Tujuan pengolahan ini terutama adalah untuk menghilangkan zat padat organik terlarut yang biodegradable, berbeda dengan sistem pengolahan sebelumnya yang lebih ditujukan untuk menghilangkan zat padat tersuspensi.
Pengolahan lanjut yang dilakukan biasanya kombinasi pengolahan fisika-kimia (misalnya koagulasi, flitrasi, oksidasi kimia, atau adsorpsi), atau dapat pula secara biologis. Dari aspek biaya kapital dan operasi, pengolahan biologis relatif lebih ekonomis sehingga menjadi opsi yang lebih diunggulkan.
DEFINISI :“PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS”: Pengolahan air limbah dengan memanfaatkan mikroorganisme/bakteri untuk mendegradasi polutan organik.
KOMPONEN PROSES :
Polutan organik sbg sumber makanan bagi bakteri terukur sebagai parameter BOD, COD
Bakteri/mikroba berfungsi sebagai pengurai/ pengkonsumsi
Penentuan penggunaan unit pengolah biologis sangat ditentukan oleh beberapa faktor, diantaranya :•Kontinuitas feeding•Pengendalian temperatur dan pH•Pengadukan•Penambahan nutrien•Adaptasi mikroorganisma
Sedangkan jenis pengolahan biologis yang digunakan bergantung pada :•Derajat pengolahan yang dikehendaki•Jenis air limbah yang akan diolah•Konsentrasi air limbah•Variasi aliran•Volume limbah•Biaya operasi dan Pemeliharaan.
Jenis pengolahan dapat dibedakan berdasar :
a. Berdasarkan kebutuhan Oksigen a. Proses Aerobicb. Proses Anoxicc. Proses Anaerobic
b. Berdasarkan Pola pertumbuhan mikrobaa. Sistem dengan pola pertumbuhan tersuspensib. Sistem dengan pola pertumbuhan terlekat
AEROBIC
PROCESS
SUSPENDED MICROORGANISMGROWTH
1. ACTIVATED SLUDGE (CSTR)2. EXTENDED AERATION3. SEQUENCING BATCH REACTOR4. OXYDATION DITCH5. AERATED LAGOON
ATTACHED MICROORGANISMGROWTH
1. TRICKLING FILTER2. ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR
1. PEMILIHAN TIPE REAKTORTIPE REAKTOR :• CONTINUOUS STIRRED TANK REACTOR• COMPLETE AIRED REACTORTANGKI ACTIVATED SLUDGE :
- Berbentuk persegi empat- Terbuat dari konstruksi beton bertulang- Pemukaan tangki terbuka terhadap atmosfir- Kedalaman air kotor pada tangki = 3 – 5 m- Freeboard tangki = 0,3 – 0,6 m- Rasio panjang : lebar = (1 – 2,2) : 1- Lebar tangki = 6 – 12 m- Pondasi tangki aerasi harus stabil sehingga tidak menimbulkan setlemen
- Pola kedudukan tangki di atas lapisan tanah yang jenuh saturated- Desain soil empty tank tdk mengapung pemadatan lapisan
tanah di bawahnya
PERTIMBANGAN PROSES DESAIN
2. KRITERIA BEBANKRITERIA BEBAN / LOADING CRITERIA : F/ M = 0,2 – 0,6 MEAN CELL RESIDENCE TIME ( Θc )= 5 – 15 hariVOLUMETRIC LOADING = 0,8 – 2,6 kg BOD / m3.hr Beban Volumetrik : Vl = (Qo x So)/ Vr
DEBIT = Q AVERAGE
BEBAN BOD = BOD EF. BP I ( MEMPERHITUGKAN BOD RESIRKULASI)
RESIRKULASI ( Qr / Q) = 0,25 -1
RASIO MLVSS : MLSS = 3.500 kg/lt
3. PRODUKSI LUMPUR
PRODUKSI LUMPUR PER HARI (PX) :
Px = Yobs Q ( So – S ) x [ 8.34 lb/ Mgal.(mg/L)]….(US)
Px = Yobs Q ( So – S ) x ( 103 g/kg )-1………………( SI )
Dimana:
Px = jumlah bersih buangan activated sludge yang dihasilkan tiap hari, diukur dalam volatile suspended solid, (lb/hari = US) atau (kg/hari = SI)
Yobs = observed yield, lb/lb (g/g)
)(1 cdobs K
YYθ+
=
Produksi Lumpur : Px = Y.Q (So – S) – kd.Vr.X
ewwwc XQQXQ
VX)( −+
=θUmur Lumpur Aktif :
KEBUTUHAN & TRANSFER OKSIGEN
C5H7NO2 + 5 O2 5 C02 + 2 H2O + NH3 + E113 5 (32)
Lb O2/hari = (total massa BODL) – 1.42 (massa organisme limbah)
BODL 1 mol sel = 1, 42 X konsentrasi sel
4. KEBUTUHAN & TRANSFER OKSIGENdigunakan mechanical aerator tipe surace aeratorkebutuhan udara untuk aerasi = 62 m3/kg bod waktu detensi aerator = 2 – 5 jam
Kebutuhan Oksigen teoritis :
Kebutuhan Oksigen (kg O2/hari) : Oc + Oresp + On
5. KEBUTUHAN NUTRIEN
6. KONTROL ORGANISME F/M rasio = (Q.So) / (V.X)
Sludge Volume Index (SVI) = (1000 x Vs)/ (MLSS)SVI < 100 ml/gr Kualitas pengendapan LA baikSVI> 200 ml/g Kualitas pengendapan LA jelek
7. KARAKTERISTIK EFFLUEN Efisiensi removal : bod = 85 – 95%, tss = 85 – 95% Biological solids content effluen = 22mg / l & 65% biodegradable BOD5 content effluen ASP = 20 mg/lt Faktor konversi BOD5 ke BOD = 0,68 Perkiraan konsentrasi BOD efluen :
( )( ) 1
1−−
+=
dc
dcse kY
kKSθ
θ
1. PERSAMAAN PERENCANAAN :a) Waktu Tinggal Hidrolik :
b) Umur Lumpur Aktif :
QVr
H =θ
ewwwc XQQXQ
VX)( −+
=θ
C) Konsentrasi Biomass
( )cd
ei
H
c
kSSYXθθ
θ+−
=1
Rasio resirkulasi ( R ) :
Qr = debit resirkulasiQ0 = debit influen X = Konsentrasi Mikroorganisme dalam bioreaktor Xr = Konsentrasi Mikroorganisme dalam resirkulasi
XXX
QQR
ro
r
−==
KETERANGAN :F / M = rasio makanan & mikroorganisme (/hari)Θ = waktu detensi hidrolik tangki aerasi
= V / Q (hari)So = konsentrasi BOD atau COD influent, (mg/l)X = Konsentrasi Volatile SS
(mg/l) atau (g/m3)θc = rata-rata waktu tinggal sel berdasarkan vol.tangki (hari)Vr = Volume reaktor ( m3 )X = Konsentrasi Volatile SS (mg/l) atau (g/m3)Qw = debit lumpur terbuang, mgal/hr(m3/hr)Xw = konsentrasi volatile suspended solid dalam lumpur terbuang, mg/l atau g/m3Qe = rata-rata effluen yang terolah, mgal/hrXe = konsentrasi volatile suspended solid dalam effluent yang terolah
Koefisien Satuan Rentang nilai
NilaiTipikal
kKsYkd
/hariMg BOD/lmgVSS/mg BOD/hari
2 – 1025 – 1000,4 – 0,80,025 –0,075
5600,60,06
Nilai koefisien proses pada bioreaktor lumpur aktif
CONTOH BAGAN ALIR DESAINPURE OXYGEN ACTIVATED SLUDGE
Start
Mengetahui data karakteristik influen air limbah 1)
Menentukan perkiraan konsentrasi effluen
Menentukan effluen BOD5 yang soluble (Se) 2)
Menentukan efisiensi pengolahan 3)
Menentukan rasio resirkulasi 4)
Cek nilai rasio resirkulasi (0,25-0,5)
Menentukan debit pengolahan (Qo+Qr)
Menghitung volume reaktor 5)
Cek nilai td (1-3) hari 6)
Menghitung Yobs 7)
Menghitung Produksi Lumpur (Px) 8)
A
1
2
A
Kontrol F/M (0,25-1,0) 9)
Cek Volumetric Loading (1,6-3,2) kg/m3.hari 10)
Menentukan kebutuhan Oksigen 11)
Menentukan banyaknya volume udara (keb. udara teoritis, keb. udara desain, keb. udara sebenarnya
Mendesain sistem aerasi oksigen transfer
Mendesain Bak Pengendap II
Finish
1
2
CONTOH BAGAN ALIR DESAINPURE OXYGEN ACTIVATED SLUDGE (LANJUTAN)
Start
Menentukan Efisiensi
Pengolahan
Menentukan Kedalaman
Rasio P:L
Didapatkan Volume dan Dimensi
Check Td (20-30 hari)
Ya
Tidak
A B C
CONTOH BAGAN ALIR DESAINPLUG FLOW CONVENTIONAL EXTENDED AERATION
Finish
Menentukan Produksi Lumpur
Kontrol F/M(0,05-0,15)
Kontrol BOD Loading Rate
Desain Bak Pengendap II
Meringkas Data Kualitas
A
Ya
Ya
Tidak
Tidak
B C
CONTOH BAGAN ALIR DESAINPLUG FLOW CONVENTIONAL EXTENDED AERATION (LANJUTAN)
BUATLAH CONTOH BAGAN ALIR DESAIN UNTUK PROSES BIOLOGIS LAINNYA……
Langkah – langkah Perhitungan :1. Tetapkan Efisiensi proses yang dikehendaki
2. Tetapkan nilai parameter operasi berdasarkan pada kriteria perencanaan
3. Hitung volume bioreaktor
4. Hitung nilai Y observasi
5. Hitung produksi biomass neto
6. Hitung kebutuhan oksigen
7. Hitung kebutuhan nutrien (N dan P)
8. Hitung debit resirkulasi
9. Hitung debit lumpur yang harus dibuang setiap hari.
Modifikasi Proses Lumpur aktif :
a. Aerasi diperpanjang (extended aeration)b. Aerasi berjenjangc. Kontak Stabilisasid. Injeksi dengan Oksigen Murnie. Parit Oksidasi (Oxidation ditch)
MODIFIKASI ACTIVATED SLUDGE
1. OXIDATION DITCH
Oxidation ditch = Parit atau saluran berbentuk lingkaran / oval dilengkapi rotor untuk aerasi jangka panjangPertama kali dikembangkan di Belanda (1950
REMOVAL ABILITY OXIDATION DITCH
Rasio BOD dan BOD removal = 85 % - 90%
Rasio removal SS = 80% - 90%
Rasio removal Nitrogen = 70%
Rasio sludge generated sekitar 75 % dari BOD atau SS removal
Pertimbangan Desain Oxidation Ditch
Letak aerator = pada kedalaman 1,0 – 1,3 m
Udara dari atmosfer menggunakan tekanan negatif dalam air untuk memutar screw
Kecepatan rata-rata dalam saluran minimum = 0,3 m/detik untuk menjaga terjadinya pengebndapan dalam aerasi
Dilakukan resirkulasi u/ menjaga kons.MLSS dalam bak aerasi
Konsentrasi lumpur dalam bak aerasi = 3000 – 6000 mg/L
Rasio F/M = 0,03 – 0,15 kg BOD / hr / Kg VSS
KEUNTUNGAN & KERUGIAN OD
KEUNTUNGAN :
• Efisiensi removal BOD / COD tinggi (90 – 95%)
• Operasional sederhana
• Effluen stabil
• Pengolahan sludge lebih sederhana karena sludge yang
dihasilkan relatif sedikit & stabil
• Maintenance sederhana
• Memungkinkan terjadinya proses Nitrifikasi & denitrifikasi
KERUGIAN :
• Umumnya digunakan untuk pengolahan limbah skala kecil
• Memerlukan area luas ( dimensi saluran besar, kedalaman kecil )
• Rotor sebagai penyuplai Oksigen harus dibersihkan secara periodik
KEUNTUNGAN & KERUGIAN OD
PEMAKAIAN ROTOR UNTUK OXIDATION DITCH
Perencanaan rotor meliputi ; diameter rotor, panjang rotor, jumlah & tenaga penggerak / motor
Kebutuhan Oksigen = Kapasitas Oksigen X beban BOD
Panjang rotor yang diperlukan = Kebutuhan O2 dalam bak
Kapasitas Oksigenasi rotor
2. AERATED LAGOON
AERATED LAGOONmodifikasi dari kolam stabilisasi di daerah beriklim sedang, suplaiO2 oleh algae digunakan sebagai aerasi mekanis
MEKANISMEair limbah diolah dengan aliran kontinyupengolahan lumpur dioperasikan tanpa resirkulasiturbulensi yang diciptakan dalam proses aerasi digunakan untuk
menjaga suspensi pertumbuhan mikroorganisme dalam lagoonuntuk pengendapan akhir, digunakan tangki
pengendapan atau kolam stabilisasi fakultatif
MODIFIKASI ACTIVATED SLUDGE
2. AERATED LAGOONKELEMAHANdistribusi O2 tidak merata, bagian atas kaya O2 , bagian dasar = tanpa O2
padatan terdekomposisi scr anaerobik & harus diremoval secara periodik
Tanpa adanya pengendapan akhir kandungan padatan pada efluen mengahmbat fungsi lagun itu sendiri
APLIKASI organic biodegradable treatment pada industri
KEUNTUNGAN •Tidak perlu lahan besar•Konstruksi sederhana•Biaya operasi berada pada rentang medium antara Activated Sludge konvensional & kolam stabilisasi
MODIFIKASI ACTIVATED SLUDGE
2. AERATED LAGOON1. REMOVAL BOD
Complete Mixed Reactor tanpa recycleDasar desain = Mean cell residence Time ( θc ) = 3 – 6 hariS0 & Se dihitung dengan persamaan :
S0 = konsentrasi BOd influen (mg/L)Se = konsentrasi BOD efluen (mg/L)K1= Kostanta tingkatan derajat
pertama BOD ( 0,5 – 1 ,5)V = volume, Mgal/hari atau m3/hariQ = debit, Mgal/hari atau m3/hari
Se = 1
So 1 + K1 [ V / Q ]
MODIFIKASI ACTIVATED SLUDGE
2. AERATED LAGOON2. KARAKTERISTIK EFFLUEN
Konsentrasi BOD5Konsentrasi SS
3. KEBUTUHAN OKSIGEN∑ Oksigen = 0,7 – 14 X ∑ BOD5(hasil operasi instalasi industri & domestik)
4. TEMPERATURPengaruh temperatur mengurangi aktifitas biologis & efisiensi
pengolahan
( Ti – Tw) = ( Tw – Ta ) * f * AQ
(Mancini & Banart)
MODIFIKASI ACTIVATED SLUDGE
2. AERATED LAGOONDi mana :Ti = temperatur limbah influn (°F atau °C )Tw = temperatur air kolam (°F atau °C )Ta = temperatur udara ambien (°F atau °C )F = faktor perbandinganA = Luas permukaan ( ft2 atau m2 )Q = debit air limbah (Mgal/hari atau m3/hari)
5. PEMISAHAN LUMPURWaktu detensi harus cukup agar level removal SS terpenuhi Volume harus cukup u/ ruang pengendapan lumpurPertmbuhan algae harus diminisasiPerlu pengendalian bau akibat dekomposisi anaerobik & akumulasilumpur yang mungkin timbulPerlu pentaksiran kebutuhan pelapis
MODIFIKASI ACTIVATED SLUDGE
SEQUENCING BATCH REACTOR( S B R )
MENGGUNAKAN SISTEM SUSPENDED GROWTH (FILL-DRAW)
PENGGUNAAN AWAL UNTUK PENGOLAHAN LINDITERDIRI DARI ; TANGKI SINGULAR ( BATCH ; FILL ; REACT
; SETTLE ; DRAW)BERSIFAT AEROBIK DAN ANAEROBIK (JIKA DIPERLUKAN)
KEUNTUNGAN PENGGUNAAN
SEQUENCING BATCH REACTOR ( SBR)
MENGGUNAKAN SUSPENDED REACTOR YANG BERSIFAT FLEKSIBELDAPAT BERFUNGSI SEBAGAI BAK AERASI EKUALISASI & SEDIMENTASIDAPAT MEMPERLUAS SIRKULASI (JIKA SLUDGE TREATMENT MEMERLUKAN WAKTU YANG LAMA)DAPAT MENGGUNAKAN REAKTOR BERUKURAN KECIL & JUMLAH > 1BIOMASSA TIDAK PERLU DICUCIPENGENDAPAN YANG TIDAK SEMPURNA DAPAT SEGERA DIKENALIDAPAT DITAMBAHKAN DENGAN PAC
IDDLE
EFF.DRAW
INFLUEN
FILL
REACT
SETTLE
WASTE SLUDGE
REMOVE EFFLUENT
CLARIFY
REACTION TIME
ADD SUBSTRAT
PURPOSE / OPERATIONAir on/off
Air on / cycle
Air off
Air off
Air on/off
Percent of :
Max. Vol CycleTime
25 -100 25
100 35
100 20
100 – 35 15
35 – 25 5
TAHAPAN OPERASI
TAHAPAN PENGOLAHAN
1. ANOXIC FILL
(a) INFLUEN DIPOMPA/GRAVITASI REACTOR :(b) INFLUEN PIPA MANIFOLD KONTAK
MIKROORGANOSME & SUBSTRAT
AERASI
(a) MIKROORGANISM + SUBSTRAT NITRIFIKASI & DENITRIFIKASI
2. REAKSI
(1) BIODEGRADASI BOD & NITROGEN
TAHAPAN PENGOLAHAN
3. PENGENDAPAN
PEMISAHAN SOLID & PEMBUANGAN SUPERNATAN SBG EFFLUEN
4. PENUANGAN
5. IDLE TIME
3. KOLAM STABILISASI1. Fungsi Kolam Stabilisasi :
i. Sebagai Reservoirii. Pengendap Pertamaiii. Penguraian bahan organik secara alami (natural
biodegradasi) baik aerobik maupun anaerobikiv. Penurunan bakteri pathogen
2. Karakkateristik :i. Waktu proses lamaii. Pemurnian air limbah secara alamiiii. Kualitas bakteriologis lebih baik.
Fungsi :
Menurunkan beban organik secara anaerobik, dimana proses yang terjadi seperti pada “Septik tank”.
Sebagai pengolah pendahuluan karena beban organik yang masih tinggi dalam air limbah.
3.1. KOLAM ANAEROBIK
Bahan Organik
Mikro Organism
eCO; CH4; H2S; M.Org. baru
BODX Biogas & X
Kriteria Perencanaan Kolam Anaerobik : Waktu tinggal minimum = (3 – 5 ) hari Kedalaman kolam = (2 – 5 ) m Efisiensi Penyisihan BOD = (50 – 85) %
Tipikal = 60 %
Beban Volumetrik = 300 gr BOD/m3.hari
Rumus : Luas Area
Si = BOD influen, mg/l Q = Debit, m3/hari H = Kedalaman kolam, m
HQSA
s
is .
.λ
=
Langkah Perhitungan Kolam Anaerobik:Tetapkan kedalaman Kolam
Hitung kebutuhan lahan berdasarkan pada beban organik yang ditetapkan.
Cek waktu tinggal hidrolik, jika waktu minimum tidak terpenuhi, maka hitung ulang kebutuhan lahan berdasar pada waktu tinggal minimum yang disyaratkan dalam kriteria perencanaan.
Sketsa dimensi kolam dengan disertai penetapan model serta lokasi inlet sedemikian rupa agar terjadi aliran semerata mungkin pada seluruh area kolam.
3.2. KOLAM FAKULTATIF
Terjadi Proses Biodegradasi secara Aerobik dan Anaerobik.
1. Biodegradasi Aerobik terjadi pada permukaan sampai pada ¾ kedalaman kolam
2. Biodegradasi Anaerobik terjadi pada lumpur didasar kolam sampai pada ¼ kedalaman.
Kolam berfungsi sebagai bioreaktor alami tanpa resirkulasi lumpur aktif.
Formulasi perhitungan Kolam Fakultatif :a. Efisiensi proses untuk reaksi Orde Satu :
Se = BOD efluen So = BOD influen k = Koefisien biodegradasi = (0,05 –
0,8)/harik fungsi temperatur, kT = 0,25 (1,06)T - 20
b. Beban organik berdasar rumus Empiris Mc Garry & Pescod
*.11
do
e
tkSS
+=
2. Kriteria Perencanaan :1. Kedalaman kolam = (1 – 2) m2. % Penyisihan BOD = (80 – 95) %3. Sudut kemiringan kolam = 1 : 34. Beban BOD = (40 – 120) kg
BOD/ha.hari
“Untuk peningkatan efisiensi dan penurunan kebutuhan lahan kolam dapat disusun secara seri “
Formulasi perhitungan Kolam Fakultatif :
F1 Fn-1 Fnn
do
e
tkSS
+
= *.11
Langkah Perhitungan Kolam Fakultatif :
Hitung nilai k sesuai suhu air pada perencanaan.
Berdasar pada % removal BODhitunglah td*
Tetapkan kedalaman kolam Hitung luas area yang dibutuhkan Cek beban organik. Hitung ulang kebutuhan kolam secara seri dan
bandingkan dengan hasil perhitungan I
3.3. KOLAM MATURASI
1. FUNGSI :• Peningkatan kualitas efluen (Penyisihan BOD)• Penyisihan bakteri pathogen akibat sinar UV
matahari• Penyisihan nutrien (N dan P).
2. KONFIGURASI :• Diletakkan setelah kolam fakultatif• Umumnya dibuat secara seri
3.Kriteria Perencanaan :1. Waktu Tinggal Hidrolik = (12 – 18 ) hari2. Kedalaman kolam = (0,5 – 1) m3. %Penyisihan BOD = (60 – 80)%4. Beban BOD < 10 kg BOD/(ha.hari)
4. Efisiensi Penyisihan Bakteri E Coli :
Ne & Ni = Konsentrasi E Coli pada efluen dan influen kb = koefisien kematian E.Coli
kbt = 2,6 (1,19)T-20
( )dbo
e
tkNN
.11
+=
3.3. KOLAM MATURASI
3.3. KOLAM MATURASI
5. Kolam maturasi tersusun seri :
( )ndbo
e
tkNN
.11
+=
AN F1 F2 M1 M2
KONFIGURASI KOLAM STABILISASI SECARA UMUM
3.3. KOLAM MATURASI
6. Langkah perhitungan : Hitung nilai k dan kb berdasarkan pada suhu
operasional yang diinginkan. Hitung penurunan E Coli dari kolam Anaerobik
dan kolam fakultatif yang telah direncanakan. Hitung nilai td kolam maturasi berdasarkan
pada penyisihan BOD dan E. Coli yang diinginkan.
Pilih nilai td yang lebih besar dan hitung kebutuhan luas area kolam stabilisasi dengan menetapkan kedalam kolam terlebih dahulu.
7. Kelemahan kolam stabilisasi :
Dibutuhkan lahan yang luas Sering timbul bau akibat proses biodegradasi
anaerob.Biaya investasi mahal
Kelebihan : Proses sederhana, mudah dan murah dalam operasi – perawatan.
PENDAHULUAN
TRICKLING FILTER( T F )
SISTEM PENGOLAHAN AEROBIK YANG MENGGUNAKAN MIKRORGANISME TERLEKAT ( ATTACHED – GROWTH PROCESS ) PADA SUATU MEDIA UNTUK KEPERLUAN REMOVAL BAHAN ORGANIK DALAM AIR LIMBAH
TIPE – TIPE TF : HIGH RATE MEDIUM RATE
LOW RATE SUPER RATE / ROUGHING
SISTEM ATTACHED – GROWTH PROCESS LAINNYA: * ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR (RBC)* PACKED BED REACTOR ; AIR-SPARGED REACTOR ;
FLUIDIZED BED REACTOR ; TRICKLED BED REACTOR
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER
MEDIA FILTER
DISTRIBUTOR ARM
VENTILATION RISER
UNDERDRAINS
SALURAN EFFLUEN
UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTERMEDIA FILTER
UKURAN MEDIA :Ukuran diameter 25 – 10 mmKedalaman : 0,9 – 2,5 m ( tipikal = 1,8 m )
FUNGSI MEDIA :SEBAGAI TEMPAT MENEMPEL / MELEKAT / TUMBUH LAPISAN BIOFILM
KRITERIA MEDIA FILTER IDEAL :Luas permukaan / unit volume = tinggiMurahKetahanan tinggiPorositas cukup tinggi minimaliasi cloggingResirkulasi Udara ok..!
TIPIKAL MEDIA : PLASTIK ; BATU
URAIAN PROSES
BAHAN ORGANIK DALAM AIR LIMBAH DIURAIKAN O/ MIKROORGANISME YAG MENEMPEL DI MEDIA FILTER
DI BAGIAN LUAR LAPISAN BIOFILM, ORGANIK DIURAIKAN MIKROORGANISME MIKROORANISME TUMBUHLAPISAN BIOFILM MENEBAL
KETEBALAN MAKSIMUM PENETRASI O2 TDKDAPAT MENCAPAI PERLUKAAN & BAGIAN DALAM MEDIA
PERMUKAAN & BAGIAN DALAM MEDIA FILTER ANAEROBIK
URAIAN PROSESBAHAN ORGANIK TERLARUT ( SUBSTRAT ) DIADSORPSIKE DALAM LAPISAN BIOFILM
LAPISAN BIOFILM MENEBAL :ORGANIC ADSORBED TERURAI TIDAK BISA MENCAPAI M.O DI LAPISAN LUAR / PERMUKAAN MEDIA
M.O DI PERMUKAAN MEDIA MATI ( FASE ENDOGENOUS )
BIOFILM TERKELUPAS DARI MEDIA
SLOUGHING BEBAN HIDROLIK = KEC. GERUS BIOFILM BEBAN ORGANIK = KEC.METABOLISME
TIPE TRICKLING FILTER
BERDASARKAN BEBAN HIDROLIK & BEBAN ORGANIKNYA, TF DAPAT DIBEDAKAN MENJADI :
• TRICKLING FILTER ( TF ) HIGH RATE
• TRICKLING FILTER ( TF ) MEDIUM RATE
• TRICKLING FILTER ( TF ) LOW RATE
• TRICKLING FILTER ( TF ) SUPER RATE ( ROUGHING FILTER )
TRICKLING FILTER LOW RATE
UMUMNYA DIGUNAKAN UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH DOMESTIK KOMUNALBERSKALA KECIL & REDUKSI NITROGEN DENGAN KRITERIA SBB:
• LAJU BEBAN NUTRIEN UNTUK BIOFILTER TUNGGAL = 0,06 – 0,12 Kg BOD/m3.hari
• UNTUK LIMBAH FERMENTASI TEROLAH, BEBAN ORGANIK = 0,5 – 0,6 Kg BOD / m3.hari
• EFISIENSI PENGOLAHAN = 50% - 80%
TRICKLING FILTER HIGH RATE
DIDESAIN SEBAGAI ROUGHING FILTER
• LAJU REMOVAL NUTRIEN TINGGI
• WAKTU DETENSI RENDAH
• AKUMULASI BIOFILM MINIMUM 3 Kg/ m3
• SECARA TIPIKAL, EFISIENSI REMOVAL 1 Kg BOD / m3.hari = 80 – 90 %EFISIENSI REMOVAL TURUN HINGGA 50 % 3 – 6 Kg BOD/m3.hari
• BEBAN PERMUKAAN : 14 – 34 m3/m2.hari media batuan
• KEDALAMAN FILTER = 12 m ( TOWER TRICKLING FILTER )
KRITERIA DESAIN
KARAKTERISTIKDESAIN
LOW /STANDARTRATE
INTERMEDIATERATE
HIGH RATE HIGH RATE ROUGHINGRATE
TIPE PACKING ROCK ROCK ROCK plastik ROCK/plastic
HYDRAULIC LOADING (m3/m2.hari)
1 - 4 4 - 10 10 - 40 10 - 75 40- 200
ORGANIC LOADINGKg BOD / m2hari
0,07 – 0,22 0,24 – 0,48 0,4 – 2,4 0,6 – 3,2 > 1,5
RASIO RESIRKULASI
0 0 - 1 1 - 2 1 - 2 0 - 2
FILTER FLIES MANY VARY FEW FEW FEW
SLOUGHING INTERMITTEN INTERMITTEN CONTINYU CONTINYU CONTINYU
DEPTH (m) 1. 8– 2.4 1. 8– 2.4 1. 8– 2.4 3.0 – 12.2 0.9 - 6
KRITERIA DESAIN
KARAKTERISTIKDESAIN
LOW /STANDARTRATE
INTERMEDIATERATE
HIGH RATE HIGH RATE ROUGHINGRATE
EFISIENSI REMOVAL BOD,%
80-90 50-80 50-90 60-90 40-70
EFFLUEN QUALITY
WELL NITRIFIED
SOME NITRIFICATION
NO NITRIF. NO NITRIF.
NO NITRIF.
Sumber : Metcalf&Eddy, 2003)
KRITERIA DESAIN
PACKINGMATERIAL
NOMINAL SIZE (cm)
BERAT(Kg/m3)
SURFACEAREA
(m2/m3)
VOID SPACE(
%)
APLIKASI
River Rock(kecil)
2,5 – 7,5 1250 -1450
60 50 N
River Rock(besar)
10 - 13 800 - 1000 45 60 C, CN, N
Plastik konv. 62 X 61 X 122
30 – 80 90 > 95 C, CN, N
PlastikHi-specif.
62 X 61 X 122
65 – 95 140 > 94 N
Plastic Random Pack. Conv
VARIES 30 – 60 98 80 C, CN, N
Plastic Random Pack. HI-Specif
VARIES 50 - 80 150 70 N
Sumber : Metcalf&Eddy, 2003)
THE ADVANTAGES COST EFFECTIVE ENERGY EFFICIENT (1/8 of Extended
Aeration) STABLE OPERATION EFFICIENT TREATMENT (up to 95% BOD
removal) LABOUR EFFICIENT SMALL FOOTPRINT MODULAR DESIGN EASY INSTALLATION
PROCESS SCHEME
FINAL CLARIFIER
INFLUENT
SLUDGE REMOVAL
RECHARGE
RECYCLING
PRIMARY CLARIFIER ROTORDISK MODULE
EFFLUENT
CHLORINE
MOTOR
Efluen Primer
Disk RBC
Baffle
Efluen primer
Efluen primer
Efluen primer
RBC
Final clarifier
Sludge
(a) Aliran Paralel
(b) Aliran Tegak Lurus
(c) Step Feed
(d) Tapered feed
TIPE – TIPE RBC :
KRITERIA DESAIN :VolumebebanBODVLR =
VolumeQHLR =
dimana:VLR = Volumetric loading rate (Kg BOD/m3.hari)HLR = hydraulic loading rate (m3/m2.hari)Q = debit limbah cair (m3/hari)
SKmAsSfhKoM
+=
))((
)( 22 ruroNAs −= π
dimana:
M = massa BOD5 removed per unit waktu (Kg/m3. hari)f = koefisien (0,006-0,01 L/mg) tipikal 0,006 L/mgh = ketebalan lapisan film (0,1-0,5 cm) tipikal 0,1 cmKo = maximum removal rate (0,2-0,5 mg/l.detik) tipikal
0,2 mg/l.detikKm = konstanta setengah reaksi (0,1-10 mg/l) tipikal
10 mg/lS = Soluble BOD5 influen (mg/l)As = luas permukaan basah sisi disk (m2)
NILAI M ≈ substrate utilization rate atau rsu pada pengolahan lumpur aktif
M'MYobs =
dimana:
M’ = net growth rate (Kg/m3 hari)
)SSo(KdM'M −−=Dimana :
Kd = koefisien decay (0,06 /hari, grady)S = substrat influen ( mg/l)
)SSo(YobsQPx −=
Px = kuantitas lumpur yang terbuang (Kg/hari)
KONSENTRASI EFFLUEN DARI PENGOLAHAN BIOLOGIS :
( )Q/As00974,02S)Q/As(00974,0411
Sn 1n
××
⋅××++−= −
Dimana:Sn = Soluble BOD5 pada stage n (mg/l)Sn-1 = soluble BOD5 pada stage n-1 (mg/l)As = Luas permukaan media pada stage n (m2)Q = debit influen limbah cair (m3/hari
TABEL KRITERIA DESAIN ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR ( RBC)
Parameter Unit Level Pengolahan
Sekunder Gabungan Nitrifikasi
Nitrifikasi terpisah
Hidrolik Loading
m3/m2.hari 0,08-0,16 0,03-0,08 0,04-0,10
Organik loading:
SBOD5 g/m2.hari 4-10 2.5-8 0,5-1,0
TBOD5 g/m2.hari 8-20 5-16 1-2
Max. Loading:
SBOD5 g/m2.hari 12-15 12-15
TBOD5 g/m2.hari 24-30 24-30
NH3 Loading kg/m2.hari 0,00075-0,0015
HRT Jam 0,7-1,5 1,5-4,0 1,2-3
Efluen BOD5 mg/l 15-30 7-15 7-15
Efluen NH3 mg/l <2 <2
Sumber : Metcalf&Eddy, 2003)
APPLICATIONS TOWNS SUBDIVISIONS HOTELS/MOTELS APARTMENT/CONDOMINIUMS SHOPPING MALLS/PLAZAS HOMES/COTTAGES RESTAURANTS HOSPITALS/NURSING HOMES
SCHOOLS CAMPGROUNDS TRAILER PARKS CONSTRUCTION
CAMPS MARINAS GOLF COURSES INDUSTRY
One Integrated System : Primary Settling Tank (Aerobic & Anaerobic Processes)
A Multi-stage RBC for Organic Removal (Aerobic Process)
Final Settling Tank for Bio-solids Removal
Bio-solids Storage capacity for low cost solids management
ECONOMICAL OPERATION
Low Horsepower Driving Motor (0.005-0.013 KW/m3/day)
Low Speed Rotation (2-6 rpm)
No Skilled Operators Limited Maintenance
(lubrication on Bearings & adding oil on Gear Motor Chain)
EASE OF INSTALLATION
Factory Assembled
All Flow by Gravity
All Moving Parts Above Water Level
No Mechanical Pumps nor Blower
CASE STUDY: CPI RUMBAI HOUSING COMPLEX
ROTORDISK: Investment IDR. 4,538
Millions, O&M Costs IDR. 60.5 Millions/yr, and 3
yrs Payback Period
RumbaiCamp
TreatedWater
Potential Saving After Rotordisk ApplicationIDR. 1,460,000,000/yr
Current O&M Costs:IDR. 1,521,000,000/yr
top related