10. Pengolahan Lumpur di BPAM.pdf

pada instalasi pengolahan air minum

1

You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

a. Grit Chamber

b. Bak sedimentasi I

c. Bak sedimentasi II

d. Bak filter

e. Bak penurunan kesadahan

f. Bak presipitasi

2


Karakteristik lumpur tergantung dari sumber lumpur

1. Lumpur dari grit chamber dan sedimentasi I merupakan padatan/lumpur kasar kebanyakan anorganik

2. Lumpur dari sedimentasi II mengandung padatan tersuspensi dan bahan kimia koagulan, misal lumpur alum.

3. Lumpur dari filter merupakan lumpur alum yang tidak mengendap di bak sedimentasi

3


Pengolahan lumpur biasanya meliputi rangkaian proses: 1. Thickening

2. Stabilization atau Digestion (untuk air limbah)

3. Dewatering

4. Disposal

Thickening Stabilization Conditioning Dewatering Disposal

-Gravity

-Flotation

-Centrifugation

-Chlorine

oxidation

-Lime

stabilization

-Heat treatment

-Chemical

-Elutriation

-Heat treatment

-Vacuum filter -Filter press -Belt filter -Centrifugation

-Drying bed

-Land

application

-Composting

-Landfilling

-Incineration

-Digestion

Diagram alir pengolahan lumpur

-Recalcination

4


1. Tujuan proses thickening adalah untuk memekatkan lumpur dan mengurangi volume lumpur

2. Metoda thickening yang umum:

Gravity

Flotation

Centrifugation

3. Gravity thickener berbentuk lingkaran menyerupai bak sedimentasi

4. Lumpur yang masuk ke thickener akan menuju tiga zona dalam thickener, yaitu:

Zone of clear liquid

Sedimentation zone

Thickening zone (lihat Gambar)

5


Zone of clear liquid

Sedimentation zone

Thickening zone

Underflow

6


5. Supernatan yang dihasilkan dari thickener ini (di zone of clear liquid) masih mempunyai nilai BOD yang besar, karena itu air dikembalikan ke unit pengolahan limbah

6. Lumpur yang sudah mengalami thickening dikeluarkan dari bagian bawah dan dialirkan menuju unit pengolahan lumpur berikutnya

7. Lumpur yang dikeluarkan mempunyai SVR sebesar 0,5 - 2

8. SVR (Sludge Volume Ratio) adalah volume sludge blanket yang terbentuk di thickener dibagi dengan volume lumpur yang dibuang

7


1. Luas permukaan minimum didasarkan pada hydraulic loading atau solid loading (lihat Tabel 2)

2. Kedalaman side water umumnya 3 meter

3. Waktu detensi sekitar 24 jam

Tabel 2 Design Criteria for Gravity Thickeners

8


Type of sludge Inf. solid Conc. (%)

Thickened

solid Conc. (%)

Hydraulic

loading 3 2

(m /m .d)

Solid loading 2

(kg/m .d)

Solid

capture (%) Overflow,

TSS (mg/l)

Primary 1.0-7.0 5.0-10.0 24-33 90-144 85-98 300-1000

Trickling filter 1.0-4.0 2.0-6.0 2.0-6.0 35-50 80-92 200-1000

Waste acivated sludge 0.2-1.5 2.0-4.0 2.0-4.0 10-35 60-85 200-1000

Combined primary dan waste act. sludge

0.5-2.0 4.0-6.0 4.0-10.0 25-80 85-92 300-800

A. Luas dan Diameter Thickener

1. Hitung luas permukaan berdasarkan solid loading

A = (massa solid) / (solid loading)

2. Cek hydraulic loading, hitung tambahan air pengencer (bila perlu)

HL = (volume lumpur perhari) / (luas permukaan)

3. Tentukan jumlah dan diameter thickener

4. Cek kembali solid loading dan hydraulic loading, baik pada kondisi semua beroperasi maupun pada saat ada pengurasan

9


B. Kedalaman Thickener

1. Tentukan kadar solid di bagian atas thickening zone dan di bagian bawah thickening zone, hitung rata- ratanya (lihat kriteria Tabel 2)

2. Hitung kedalaman side water dari thickening zone dengan waktu detensi tertentu

3. Hitung kedalaman central dari thickener (anggap kemiringan 15 20%)

4. Hitung kedalaman keseluruhan (free board + clear zone + sedimentation zone + thickening zone + central)

10


C. Struktur Influen Struktur influen pada thickener adalah central well (seperti pada final clarifier)

D. Pembuangan Lumpur

1. Hitung jumlah lumpur yang dihasilkan

Lumpur dihasilkan = (Lumpur masuk) x (solid capture)

2. Hitung debit pompa lumpur dan pilih pompa yang sesuai

3. Cek Sludge Volume Ratio (SVI)

SVI = (volume thickening zone) / (volume thickened sludge perhari)

11


E. Struktur Efluen Struktur efluen pada thickener adalah pelimpah V- notch di sekeliling bak (seperti pada final clarifier)

F. Kualitas Supernatan 1. Hitung volume overflow dari thickener

Overflow = (Debit lumpur influen) (Debit thickened sludge)

2. Hitung konsentrasi solid di overflow Konsentrasi = (Massa solid di supernatan) / (Volume

overflow)

Massa solid di supernatan = (Massa solid influen) x (1 solid capture)

12


PENGERTIAN Dewatering atau pengeringan lumpur adalah penyisihan sejumlah air dari lumpur dengan tujuan untuk mengurangi volume lumpur.

Dewatering merupakan bagian dari rangkaian proses pengolahan lumpur.

Metoda dewatering meliputi filter presses, belt presses, centrifugation, vacuum filtration, dan sludge drying bed.

13


Filter pres tersusun oleh sejumlah plat filter vertikal yang menempel pada tangkai horisontal (lihat Gambar di bawah).

Plat filter mempunyai lubang yang tertutup oleh kain filter.

Lumpur yang akan disaring masuk melalui lubang pada tangkai horisontal, kemudian menuju lubang pada plat vertikal.

Plat vertikal dapat bergerak sehingga

Fixed end Filter frame

Feed sludge

Filtrate

Moving end

menekan lumpur dan mendorong air untuk menembus kain filter.

Filtrat yang menembus filter ini mengalir menuju outlet filtrat yang berada di tepi dengan arah aksial.

Lumpur kering tetap tinggal di antara plat.

Untuk mengeluarkan lumpur, maka plat harus digerakkan kembali dengan arah sebaliknya.

14


15


Waktu yang diperlukan untuk mengisi lumpur, menyaring, hingga mengeluarkan lumpur disebut complete filtration cycle time, yang diperkirakan 1,5 hingga 2,5 jam.

Tekanan yang diperlukan untuk filter adalah 690 hingga 1700 kPa.

Kadar solid dalam lumpur setelah diolah dengan filter pres adalah:

lumpur bak sedimentasi I: 45 - 50 %

lumpur bak sedimentasi I dan lumpur aktif segar: 45 - 50 %

lumpur aktif segar: 50 %

lumpur dari digester dan lumpur aktif: 45 - 50 %

16


Belt pres tersusun oleh dua belt yang ditumpangkan pada roda berputar (lihat Gambar di bawah). Belt yang terletak di bawah terbuat dari anyaman kawat dan sangat berpori.

Conditioned sludge

cake

17


18


Ada tiga zona dalam belt pres, yaitu zona gravitasi, zona peras, dan zona pelepasan.

Lumpur yang akan diperas masuk melalui zona gravitasi, berjalan mengikuti belt dan tertekan oleh dua belt.

Di zona peras, lumpur mengalami pemerasan air sehingga air jatuh melewati belt bawah.

Selanjutnya masuk zona pelepasan, yaitu melalui perjalanan zigzag agar cake dapat dilepaskan dari kedua belt untuk kemudian dikeluarkan.

Kadar solid dalam lumpur setelah diolah dengan belt pres adalah: lumpur sedimentasi I: 28 - 44 % lumpur sedimentasi I dan lumpur aktif segar: 20 - 35 % lumpur sedimentasi I dan trickling filter: 20 - 40 % lumpur dari digester (anaerob): 26 - 36 % lumpur dari digester dan lumpur aktif: 12 - 18 %

19


ing Dis-

Komponen filter vacuum: 1. Drum silinder dengan

media filter (kain atau anyaman kawat)

Filtrate

2. Pompa vacuum 3. Penampung filtrat 4. Pompa umpan lumpur

Feed

sludge

Dewater

charge

Cake

formation

Filter vacuum secara skema dapat dilihat pada Gambar berikut:

Dried

cake

20


21


Filter Vacuum

Drum yang dilapisi media filter diputar dengan kecepatan tertentu.

Putaran drum akan menghasilkan tiga zona lumpur, yaitu (i) pembentukan cake, (ii) pengeringan, dan (iii) pembuangan.

Lumpur masuk ke zona (i), terjadi penempelan lumpur di permukaan media filter, kemudian ke zona (ii), terjadi penyerapan air di lumpur oleh pompa vacuum sehingga terjadi pengeringan, dan akhirnya ke zona (iii), terjadi pelepasan lumpur kering dari media filter.

Satu kali putaran drum disebut satu cycle time.

22


Y

Filter Vacuum

Perancangan filter vacuum menggunakan persamaan berikut:

di mana:

1/ 2 2pw

Rg Y = filter yield p = perbedaan tekanan vacuum, N/m2 w = berat kering lumpur per satuan volume filtrat, kg/m3 = ratio waktu pembentukan cake terhadap cycle time = viskositas absolut filtrat, N.det/m2 R = resistensi spesifik dari lumpur kering, det2/kg = cycle time, det g = percepatan gravitasi, m/det2

Nilai R dapat ditentukan berdasarkkan percobaan laboratorium menggunakan vacuum filtration testing apparatus

23


Drying atau sludge drying bed merupakan salah satu metoda dewatering dengan ukuran kecil hingga medium (maksimum setara dengan 25.000 orang).

Pada unit ini, dewatering terjadi karena evaporasi dan drain (peresapan).

Pada musim kemarau, untuk mencapai kadar solid 30 - 40 % diperlukan waktu 2 - 4 minggu.

24


Sludge Drying Bed

Unit sludge drying bed terdiri dari: bak / bed, berukuran 6 - 9 meter (lebar), 7,5 - 37,5 meter (panjang), 20 - 30 cm (kedalaman lumpur)

pasir, tebal 15 - 25 cm kerikil, tebal 15 - 30 cm drain, di bawah kerikil untuk menampung resapan air dari lumpur

Luas drying bed dapat dihitung dengan persamaan: A = K (0,01 R + 1,0)

di mana: A = luas per kapita, ft2/kap. K = faktor yang tergantung pada tipe digestion K = 1,0 untuk anaerobic digestion K = 1,6 untuk aerobic digestion R = hujan tahunan, in.

25


Gambar skema Sludge Drying Bed

Outside wall Partition wall

Sand

Gravel

Drain tile

26


27


Documents

10. Pengolahan Lumpur di BPAM.pdf