TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

HYDROULIC RAM PUMP PENDAHULUAN

Pompa adalah sebuah mesin kerja yang berfungsi memindahkan fluida tak termampatkan (liquid) dari satu tempat ke tempat lain (biasanya tempat yang lebih tinggi). Secara umum, terdapat dua jenis pompa, yaitu pompa dinamik dan pompa positive displacement. Kedua jenis ini umumnya membutuhkan masukan energi dari luar fluida itu sendiri. Salah satu contoh masukan energinya adalah energi kinetik dari motor listrik. Motor listrik sendiri memiliki masukan energi berupa energi listrik. Jadi, pada umumnya semua jenis pompa membutuhkan energi listrik. Namun ada jenis pompa lain yang bekerja dengan prinsip yang berbeda, yaitu Hydraulic Ram Pump. (https://austengineer.wordpress.com/category/uncategorized/page/4/) John Whitehurst, seorang warga inggris adalah penemu pertama pompa hidram pada tahun 1771. Kemudian seTetapi pompa John in tidak aktif sendiri ( non-self-acting ram pump). Kemudian dikembangkan oleh saudara Mongolfier di Perancis pada tahun 1796 (mereka lebih sering dikenal sebagai penemu balon udara panas) yang menambahkan katup yang membuat pompa bisa aktif sendiri. Pada tahun 1809, paten pertama amerika untuk pompa hydram dikeluarkan bagi J. Cerneau and S. S. Hallet di New York. Dan semenjak tahun 1800-an pompa hydram telah menyebar luas di dunia. http://en.howtopedia.org/wiki/How_to_Make_a_Hydraulic_Ram_Pump http://mulyantogoblog.wordpress.com/2010/07/31/finalisasi-pemasangan-pompa-hydram/ SISTEM KERJA HYDRAULIC RAM PUMP

Gambar I. Rangkaian Sistem Hydraulic Ram Pump Cara kerja pompa ini adalah sebagai berikut : Air mengalir dari sumber air (3) melalui saringan (4) dan drive pipe (2) kedalam rumah pompa (5). Sebagian air terbuang keluar melalui waste valve (1) sampai air memenuhi rumah pompa (5) . Ketika rumah

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

pompa sudah penuh dengan air dan air mampu mendorong waste valve hingga menutup, maka air masuk kedalam air chamber (7) melalui delivery valve (6). Ketika ketinggian air didalam air chamber lebih tinggi dari kedudukan check valve (9), maka udara yang berada didalam air chamber tertekan sehingga menimbulkan “Water hammer efect” dan menekan air kebawah sehingga delivery valve tertutup dan air

terdorong keluar melalui check valve (9) dan delivery pipe (8). Sementara itu didalam rumah pompa (5) waste valve (1) membuka kembali akibat berat dari valve itu sendiri, sehingga sebagian air didalam rumah pompa (5) terbuang keluar melalui waste valve (1) dan air mengalir kembali dari sumber air (3) kedalam rumah pompa (5) sampai akhirnya mampu mendorong kembali waste valve (1) sehingga tertutup lagi dan air masuk kedalam air chamber (7). Demikian siklus tersebut terjadi berulang-ulang sehingga terjadi proses pemompaan dari sumber air ketempat yang lebih tinggi dari sumber air tersebut. Pada pompa hydram ini diameter dari delivery pipe harus lebih kecil dari drive pipe, dan berat dari waste walve diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu berat maupun terlalu ringan. Apabila waste valve terlalu berat, maka aliran air tidak akan mampu mendorong waste valve agar menutup sehingga air hanya lewat saja langsung terbuang keluar. Apabila waste valve terlalu ringan maka ketika aliran air kedalam air chamber baru berlangsung sebentar waste valve sudah menutup kembali sehingga terjadinya water hammer efect tidak optimal dan akan berpengaruh terhadap kinerja dari pompa. FAKTOR-FAKTOR DALAM DESAIN HYDRAULIC RAM PUMP

Gambar 2. Hydroulic Ram Pump

Beberapa faktor yang harus diketahui untuk menentukan dalam mendesain sebuah ram meliputi : (Ini ditunjukkan pada Gambar 2)

1. Perbedaan ketinggian antara sumber air dan situs pompa (vertical fall) . 2. Perbedaan ketinggian antara letak pompa dan titik penyimpanan atau penggunaan

(lift ) . 3. Kuantitas ( Q ) aliran yang tersedia dari sumber.

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

4. Jumlah air yang dibutuhkan . 5. Panjang pipa dari sumber ke situs pompa ( disebut drive pipe) . 6. Panjang pipa dari pompa ke situs penyimpanan ( disebut delivery pipe) . Setelah informasi ini telah diperoleh , perhitungan dapat dilakukan untuk melihat apakah jumlah air yang dibutuhkan dapat disediakan oleh Hidroulic Ram . Rumusnya adalah : D = ( S x F x E ) / L Dimana : D =Debit air yang keluar dalam liter per 24 jam . S = Debit air yang masuk dalam liter per menit . F = Beda ketinggian intake/sumber air dan pompa (drive pipe) dalam meter . E = Efisiensi ram (untuk hydram buatan pabrik menggunakan 0,66 dan untuk hydram buatan home made menggunakan 0,33 kecuali dinyatakan lain ) . L = beda ketingginan antara pompa dan reservoir/storage (delivery pipe) dalam meter. KOMPONEN HYDRAULIC RAM Sebuah instalasi ram hidrolik terdiri dari Supply, Drive Pipe , Ram, Supply line dan biasanya tangki penyimpanan/ strorage tank. Ini ditunjukkan pada Gambar 2. Masing-masing bagian komponen yang dibahas di bawah ini:

Supply. Supply harus dirancang untuk menjaga agar sampah dan pasir dari sumber dan

alur aliran air tidak masuk ke ram karena ini dapat menyumbat ram. Jika air masih bercampur dari bahan-bahan tersebut, maka supply harus memiliki penyaringan atau bak pengendapan material. Ketika sumber yang jauh dari lokasi ram, jalur suplai dapat dirancang untuk mengalirkan air ke drive pipe sebagai ditunjukkan pada Gambar 3. Supply line jika diperlukan, setidaknya pipa yang digunakan harus 2 kali lebih besar daripada pipa drive.

Gambar 3. Ram Pump yang jauh dari Sumber

Drive pipe. Drive Pipe harus terbuat dari bahan non-fleksibel untuk efisiensi maksimum.

Biasanya mengunakan galvanis pipa besi, bahan lain yang digunakan yaitu rigid galvanis. Dalam rangka untuk mengurangi terjadinya head loss akibat gesekan, panjang

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

pipa dibagi dengan diameter pipa harus berada dalam kisaran 150-1,000. Tabel 1 menunjukkan panjang pipa minimum dan maksimum untuk berbagai ukuran pipa.

Tabel 1. Panjang Drive Pipe untuk berbagai ukuran pipa

Drive diameter pipa biasanya dipilih berdasarkan pada ukuran ram dan rekomendasi pabrikan seperti ditunjukkan pada Tabel 3. Panjangnya empat sampai enam kali jatuh vertikal.

Tabel 2. Diameter drive pipe untuk Ukuran hydram Pabrikan

Ram. Rams dapat dibangun dengan menggunakan katup cek/ check valve tersedia

secara komersial atau dengan fabrikasi katup cek. Rams juga tersedia sebagai unit yang diproduksi dalam berbagai ukuran dan kapasitas pemompaan. Rams dapat digunakan bersama-sama untuk memompa air jika salah satu ram tidak cukup besar untuk memasok kebutuhan. Setiap ram harus memiliki drive pipe sendiri, tetapi semua dapat memompa melalui delivery pipe umum seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Rangkaian Rams dengan Delivery Pipe Umum

Delivery Pipe. Delivery Pipe bisa dari berbagai bahan yang dapat menahan tekanan

air. Ukuran yang digunakan dapat diperkirakan dengan menggunakan Tabel 3.

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

Tabel 5. Ukuran Pipa Pengiriman

Storage Tank. Storage Tank terletak pada level untuk menyediakan air/ menampung

air ke titik pengguna air. Ukuran ini didasarkan pada kebutuhan maksimum per hari.

MANFAAT

Manfaat hydram yang paling signifikan adalah efisiensi biaya untuk membeli energy seperti listik atau bbm. Dengan berfungsinya hydram maka lahan-lahan yang dulunya tidak terjangkau irigasi dapat dipergunakan untuk budidaya tanaman. Dapat pula dipergunakan sebagai penyuplai air kebutuhan industry dan rumah tangga termasuk air minum dengan menggunakan filtrasi. Usaha perikanan dan peternakan juga akan sangan terbantu dengan adanya aliran air dengan sedikit memodifikasi, aliran air dalam pompa hydram juga dapat berfungsi menggerakkan turbin generator.

Pembuatan, pemasangan, dan perawatannya pun mudah sehingga bisa dilakukan swadaya oleh masyarakat awam. Namun, yang harus diperhatikan adalah kondisi sistem yang ada. Perancangan sistem agar hasil yang didapat optimal butuh proses engineering yang baik.

sumber : http://www.i4at.org/lib2/hydrpump.htm https://austengineer.wordpress.com/category/uncategorized/page/4/ http://ekaprasetyakusuma.blogspot.com/2011/10/hydraulic-ram-pump.html http://harisistanto.wordpress.com/2010/07/08/hydraulic-ram-pump-pompa-hydram/ http://en.howtopedia.org/wiki/How_to_Make_a_Hydraulic_Ram_Pump http://mulyantogoblog.wordpress.com/2010/07/31/finalisasi-pemasangan-pompa-hydram/ Vidio : pompa hidram https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=_lvyhMAlomY How to works pump rum https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=qWqDurunnK8

ANAEROBIC BAFFLED REACTOR (ABR)

PENDAHULUAN.

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

Anaerobic Baffled Reactor (ABR) dikembangkan oleh McCarty dan rekan-rekannya di Universitas Stanford (McCarty, 1981 dalam Wang, 2004). ABR merupakan UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) yang pasang secara seri, namun tidak membutuhkan butiran (granule) dalam operasinya (Barber and Stucky 1999 dalam Wang, 2004), sehingga memerlukan periode start-up lebih pendek (Movahedyan, 2007). Serangkaian sekat vertikal dipasang dalam ABR membuat limbah cair mengalir secara under and over dari inlet menuju outlet, sehingga terjadi kontak antara limbah cair dengan biomassa aktif (Nachaiyasit and Stucky, 1997 dalam Movahedyan, 2007). Profil kosentrasi senyawa organik bervariasi sepanjang ABR sehingga menghasilkan pertumbuhan populasi mikroorganisme berbeda pada masing-masing kompartemen (Foxon et.al.) tergantung pada kondisi lingkungan spesifik yang dihasilkan oleh senyawa hasil penguraian (Nachaiyasit and Stucky, 1997 dalam Bell, 2002). Bakteri dalam bioreaktor mengapung dan mengendap sesuai karakteristik aliran dan gas yang dihasilkan, tetapi bergerak secara horisontal ke ujung reaktor secara perlahan sehingga meningkatkan cell retentation time. Limbah cair berkontak dengan biomassa aktif selama mengalir dalam reaktor, sehingga efluen terbebas dari padatan biologis (biological solids). Konfigurasi tersebut mampu menunjukkan tingkat penyisihan COD yang tinggi (Grobicki and Stucky, 1991 dalam Wang, 2004).

Anaerobic Baffled Reactor (ABR) atau biasa dikenal juga dengan Anaerobic Baffled Septic Tank (ABST) adalah merupakan salah satu reaktor hasil modifikasi septic tank dengan penambahan sekat-sekat. ABR sendiri merupakan bioreaktor anaerob yang memiliki kompartemen-kompartemen yang dibatasi oleh sekat-sekat vertikal. ABR mampu atau dapat mengolah berbagai macam jenis influen/limbah. Umumnya sebuah ABR terdiri dari kompartemen-kompartemen yang tersusun secara seri.

Gambar 1. Anaerobic Baffled Reactor (ABR)

ABR kurang lebih merupakan penggabungan proses-proses sedimentasi dengan penguraian lumpur secara parsial dalam kompartemen yang sama, walaupun pada dasarnya hanya merupakan suatu kolam sedimentasi tanpa bagian-bagian yang bergerak atau dengan penambahan bahan-bahan kimia. Proses yang terjadi di dalam ruang pertama ABR adalah biasanya merupakan proses pengendapan dan pada ruang-

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

ruang berikutnya terjadi proses penguraian akibat kontak antara air limbah dengan mikroorganisme.

Pada umumnya pengaruh variasi waktu tinggal terhadap tingkat penyisihan parameter pencemar contohnya COD dan BOD menunjukkan semakin lama waktu tinggal akan meningkatkan efisiensi penyisihan yang terjadi. Semakin lama waktu kontak antara air limbah dengan biomassa maka proses degradasi parameter-parameter pencemar organik dapat berlangsung lebih lama sehingga kinerja rektor akan semakin baik dan konsentrasi effluent yang dihasilkan juga semakin rendah atau baik.

VARIABEL DESAIN ABR Variabel-variabel yang perlu diperhatikan dalam desain sistem ABR antara lain : a. Kecepatan aliran

Kecepatan aliran ke atas setelah kompartemen pertama tidak boleh melebihi 2 m3/m2/jam. Hal tersebut dapat diatasi dengan mendesain ABR yang mempunyai luas penampang besar dan kedalaman dangkal (Rahayu dan Purnavita, 2008). Cara tersebut dilakukan untuk menjamin 95 % padatan tetap tinggal dalam kompartemen guna mengurangi kemungkinan wash out dan mendukung populasi mikroba yang mampu menangani anaerobic digestion 2 fase (Foxon et al., 2001).

b. Dimensi reaktor Agar influen limbah terdistribusi merata dan kontak dengan mikroorganisme efisien, lebar reaktor dianjurkan berkisar antara 0,5-0,6 kedalamannya (Rahayu dan Purnavita, 2008).

a. Hydraulic Retention Time (HRT) Nilai HRT terlalu kecil dapat mengakibatkan terjadinya laju pertumbuhan bakteri yang tidak cukup untuk menghilangkan polutan (Schuner and Jarvis, 2009). HRT dipersyaratkan dalam pengoperasian ABR adalah lebih dari 8 jam (Indriani dan Herumurti, 2010). Dengan memperpanjang HRT, kemungkinan terjadinya wash out menjadi makin kecil. Perbaikan proses hidrolisis senyawa organik dan pembentukan lumpur anaerob yang lebih stabil juga dapat dilakukan dengan menambah waktu kontak antara limbah dan mikroorganisme (Pillay et al., 2006).

Selain itu meningkatkan kinerja ABR, perlu dipertimbangkan beberapa aspek yang berkaitan dengan struktur mikroorganisme yang akan terbentuk dalam reaktor, yaitu : kecepatan aliran permukaan, waktu kontak, laju pembebanan organik, karakteristik limbah cair, jenis bibit lumpur yang digunakan, suhu, pH dan alkalinitas, serta keberadaan polimer dan kation seperti Ca, Mg dan Fe.

MEKANISME PENGOLAHAN ABR ABR menggabungkan proses sedimentasi dan penguraian lumpur secara parsial dalam satu kompartemen dengan mekanisme kerja yang terdiri dari : a. Pengendapan dan pengapungan padatan.

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

b. Anaerobic digestion padatan terlarut dan tersuspensi melalui kontak antara lumpur anaerob pada dasar kompartemen dengan air limbah. c. Anaerobic digestion lumpur yang berada dalam dasar tangki dan sedimentasi partikel yang telah terstabilisasi. (Mang, 2011) KELEBIHAN-KELEBIHAN DAN KELEMAHAN ABR

Reaktor ABR mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan jenis reaktor anaerob lain. Keunggulan-keunggulan tersebut di antaranya adalah : a. Sistem desain

Biaya konstruksi ABR tercatat 20 % lebih rendah dibandingkan reaktor Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) (Mrafkova et al., 2000). Desain konstruksi yang dimiliki memungkinkan untuk menghindari terperangkapnya gas dalam partikel lumpur yang dapat mengakibatkan terangkatnya partikel lumpur dan efek turbulensi yang merusak sedimen (Rahayu dan Purnavita, 2008). Produksi lumpur yang hanya bernilai sekitar 0,03 g sel/g substrat (Stuckey et al., 2000) membuat tidak diperlukan proses sedimentasi akhir (Smith and Scott, 2005).

b. Efisiensi pengolahan Sistem ABR mampu menurunkan 70-90 % BOD dan 72-95 % COD (Foxon et al., 2006). Operasi ABR 2 baffle juga dapat berlangsung dalam waktu tinggal 2 kali lebih singkat dibanding jika digunakan septic tank bervolume sama untuk dapat menghasilkan besar penurunan Total Suspended Solid (TSS), COD dan BOD sama (Koottatep et al., 2004). Waktu tinggal dibutuhkan pengoperasian ABR pun 39 % lebih singkat dibandingkan UASB (Krishna and Kumar, 2007).

c. Sistem operasi ABR bersifat lebih resisten terhadap shocking loading dibandingkan proses anaerob lainnya (Foxon et al., 2006). Penurunan performa yang ditimbulkan akibat adanya shocking loading juga memerlukan waktu lebih singkat untuk kembali ke operasi normal dibandingkan sistem anaerob lain karena kecilnya kemungkinan terjadinya wash out (Khanal, 2008).

Namun, ABR juga mempunyai kelemahan yaitu rendahnya efisiensi penghilangan TSS yang kurang baik, yaitu berkisar antara 40-70 %. Zat padat dengan densitas yang mendekati densitas air juga akan terbawa keluar dari kompartemen pertama dan terbawa keluar reactor bersama dengan efluen. Proses penghilangan kadar TSS influen dapat membuat terjadi penurunan 97 % COD dan 98 % BOD pada sistem anaerobic digestion (Indriani dan Herumurti,2010).

Kelebihan-kelebihan lainnya yang dimiliki oleh Anaerobic Baffled Reactor (ABR) meliputi:

Konstruksi 1. desainnya sederhana, 2. tanpa pengadukan mekanik,

TUGAS : RAHMANIA, ST PROGRAM STUDI : PIAS

3. biaya konstruksi rendah, 4. mengurangi terjadinya clogging, 5. biaya operasi dan pemeliharaan rendah.

Biomassa 1. tidak membutuhkan adanya lumpur granular (granular sludge), 2. tidak memerlukan biomassa dengan pengendapan khusus, 3. pertumbuhan sludge rendah, 4. solid retention time tinggi, 5. tidak memerlukan fixed media, 6. tidak memerlukan gas tertentu ataupun solid separation.

Pengoperasian 1. hydroulic retention time rendah, 2. memungkinkan pengoperasian secara intermitten, 3. stabil terhadap hydroulic shock loads, 4. pengoperasiannya panjang tanpa pembuangan lumpur, 5. tingkat stabilitas tinggi terhadap organik shock.

Sedangkan kelemahan dari desain reaktor bersekat adalah bioreaktor harus dibangun cukup rendah untuk mempertahankan aliran ke atas (upflow) cairan maupun gas (Barber and Stucky, 1999 dalam Bell, 2002). Sumber : http://www.dimsum.its.ac.id/id/?page_id=90 https://azwarali.wordpress.com/2012/08/24/anaerobic-baffled-reactor-abr/ http://wp.wpi.edu/capetown/files/2010/12/Anaerobic-Baffled-Reactor-for-Wastewater-

Treatment.pdf Happy Mulyani. (2012). Pengaruh pre-klorinasi dan pengaturan PH Terhadap proses

aklimatisasi dan penurunan COD Pengolahan limbah cair tapioca Sistem Anaerobic Baffled Reactor. Universitas Dipenegoro; Master Thesis.