Upload
naufalrilanda
View
109
Download
4
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
naufal rilanda
Citation preview
SEDIMENTATION
FUNDAMENTAL
Surface Overflow Rate, SOR = Qe/A = Qi/A
Underflow rate, UR = Qu/A QR/A
Return sludge concentration, Cu
Sludge Volume Index, SVI
Soloid flux, G
Mass Balance
(Qi + QR) (MLSS) = QU . CU QR CU (1)
(Qi + QR) (MLSS) = A . G (2)
G = Qu . Cu / A G = (QR/A) . Cu G = u . Cu
Clarifier Operation Diagram
SVI meningkat
QR atau QR/A tetap1 G menurun
MLSS di aeration tank harus dikurangi
2 SVI meningkat
MLSS tetapG menurun
QR atau QR/A harus ditambah
Underflow conc. (Cu), g/L.
So
lid
flu
x (
G),
kg
/m
2.d
ay
SVI = a mL/g
SVI = 2a mL/g
SVI = 3a mL/g
SVI = 4a mL/g
2x m3/m2.hr
QR/A = x m3/m2.hr
3x m3/m2.hr
4x m3/m2.hr
5x m3/m2.hr
MLSS = A . G / (Qi + QR)
AGA
B
GB
CGC
Clarifier Operation Diagram
SVI tetap
Qi meningkat3
QR ditambah atauMLLS dikurangi
Qi atau SOR meningkat
Underflow conc. (Cu), g/L.
So
lid
flu
x (
G),
kg
/m
2.d
ay
SVI = a mL/g
SVI = 2a mL/g
SVI = 3a mL/g
SVI = 4a mL/g
2x m3/m2.hr
QR/A = x m3/m2.hr
3x m3/m2.hr
4x m3/m2.hr
5x m3/m2.hr
MLSS = A . G / (Qi + QR)
Cu turun QW ditambah
Case study # 1
Suatu clarifier untuk pemisahan activated sludge, dengan kondisisebagai berikut:
Debit air limbah, Qi = 3785 m3/day
MLSS = 3000 mg/L
SVI = 150 mL/g
Recycle sludge ratio, QR/Qi = 0,5
Luas clarifier = 290 m2
SOR, Qi/A = (160 m3/jam) / (290 m2) = 13 m3/(m2.day)
UR = QR/A = (0,5) (160 m3/jam) / (290 m2) = 6,5 m3/(m2.day)
SVI meningkat jadi 200 mL/g
UR = 0,275 m3/(m2.jam)
G = 59 kg/day.m2
= 59 x 106 mg/day.m2
G = 59 kg/day.m2
= 39 x 106 mg/day.m2
MLLS max = G.A/(Qi+QR) = (8 . 190)/[(3785)(1+0,5)] = 2000 mg/L
State Point Analysis
Konsep State point dapat digunakan untuk analisis desain & operasional sistem sedimentasi terkait variasi recycle rate (QR) , overflow rate (Qe = Qi), dan karakteristik settling (SVI, MLSS).
State point didefinisikan sebagai titik potong antara garis operasirecycle rate & surface loading rate pada kurva flux batch.
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x,
G
Overflow Rate Operating Line
Recycle Rate Operating Line
MLSS
Flux curve
Pengaruh MLSS
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x,
G
Overflow Rate Operating Line
C0,3
Recycle Rate Operating Line
C0,1 CU, maxC0,2
Peningkatan MLSS (MLLS3>MLLS2>MLLS1), solids flux (G) meningkat dan Cu meningkatsampai konsentrasi kritisnya, Cu,max.
Kenaikan MLSS di Aeration Tank masih diijinkansampai Cu = Cu,max.
Pengaruh Recycle Rate
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x,
G
Overflow Rate Operating Line
Recycle Rate Operating Line
C0 CU, max
Pada recycle rate = U3, clarifier gagal, karena jumlah sludge masuk keclarifier lebih besar daripada jumlah sludge yang keluar, dan sludge akan terakumulasi sampai konsentrasi CL di sludge blanket.
Jika kapasitas menampung padatan (kedalaman) clarifier tidak cukup, suspended solid pada blanket-supernatant interface tersuspensi danterbawa effluent keluar (wash out).
U1 U2 U3
CL
Penurunan recycle rate (QR), misaldari QR1 QR2, slope recycle rate operating line (U) mengecil (U2
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x (Qo/A)B
(Qo/A)A
C0
(Qo/A)max
GA
GB
CU,A CU,B CU,C
GC
Pengaruh Influent Flowrate
Jika flowrate bertambah, state point bergeser vertikal ke atas, mengindikasikan terjadi kenaikan solid loading.
Jika flowrate minimum, tidak terjadi perubahan konsentrasi MLSS, tetapi Cu berkurang, Qw perlu ditambah.
Pada flowrate maksimum, solids terakumulasi di clarifier, konsentrasiunderflow > Cu,max
Dapat diatasi dengan menambah recycle rate
(Qo/A)min
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
(Qo/A)max
(Qo/A)Ave
Overflow rate operating constraints
Kondisi operasi yang sesuai untuk menghindari kegagalanclarifier pada overflow rate maksimal berada di daerah yang dibatasi oleh overflow rate constraint & batch curve flux
Underflow solids concentration constraints
Kondisi operasi yang sesuai untuk menghindari kegagalanclarifier adalah di daerah arsiran.
Konsentrasi underflow, Cu harus lebih kecil daripada Cu,max
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
CU,max
(Qo/A)Ave
CU
Return sludge rate constraints
Kapasitas pompa recycle sludge juga menjadi pembatas operasional.
Kapasitas pompa sangat penting untuk mencengah bulking sludge karena fungsinya untuk mengalirkan sludge ke dasar clarifier & mengendalikan sludge blunket.
Kondisi operasi yang sesuai untuk menghindari kegagalan clarifier adalah di daerah arsiran.
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
(QR/Qi) = 0,5
(QR/Qi) = 1
Mulltiple constraints
Return sludge rate
Underflow solids concentration
Overflow rate
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
(QR/Qi) = 1
(Qo/A)max
Case study # 2
Desain proses & kondisi operasi sbb :
(Qi)ave = 5 MGD
(Qi)max = 7,2 MGD
(Qi)Peak = 10,8 MGD
tave = 8 hr
V = 1,67 MG
MLSS = 3500 mg/L (0,22 lb/ft3)
Acla = 9800 ft2 (solids flux = 30 lb/day-ft2 pada
Qi)ave dan 100% recycle)
State Point Analysis
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
C0 CU
U1
(Qi/A)max
(Qi/A)ave
A
C
CU,max
Base line operation
Clarifier beroperasi dalamkondisi kritis
Influent flowratemeningkat sampai Qi,max, maka state point pindah ke titik B, Cu > Cu,max
B
Jika return sludge rate tidak diubah, clarifier akan kelebihan kapasitas, sludge akan terakumulasi di clarifier, tinggi sludge blanket bertambah.
Aeration Clarifier system akan menuju keseimbangan baru ke titik C baik dengan cara menampung sludge dalam clarifier atau membuangsludge dalam effluent, sehingga konsentrasi MLLS berkurang jadi C0*
C0*
Sate Point Analysis
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
C0 CU
U1
(Qi/A)max
(Qi/A)ave
A
C
CU,max
B
C0*
Sate Point Analysis Sludge berkurang dari aeration
tank = V (C0 C0*).
Sludge ini akan terakumulasipada sludge blanket dengankonsentrasi CL.
Jika volume clarifier cukup & kejadian ini singkat, tidak ada perubahansignifikan pada MCRT.
Jika influent flowrate kembali ke (Qi/A)ave, state point bergeser ke D.
Sludge kembali ke aeration tank, sehingga state point kembali ke A
CL
D
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
C0 CU
U1
(Qi/A)max
(Qi/A)ave
A
C
CU,max
B
C0*
Sate Point Analysis Operator dapat menaikkan
return sludge flow rate untukmengakomasi state point B
Dibutuhkan kapasitas pompalebih tinggi.
Misalnya flow rate naik (Qi/A)peak, state point bergeser ke titik E, settling velocity < overflow velocity, sludge ikut keluar dalam effluent.
Tidak ada langkah operasional yang effektif, sampai titik E bergeserkedalam batch flux region
CL
D
Suspended solid conc.
So
lid
flu
x
C0 CU
U1
(Qi/A)max
(Qi/A)ave
A
C
CU,max
B
C0*
(Qi/A)peakE
Peningkatan flow rate t tidakselalu dapat diakomodasi dengansludge storage dan/atau return sludge flow rate.