Teknik Pengolahan Air Limbahsebagai salah satu teknologi pengelolaan

kualitas air

Oleh :Sugeng Abdullah, SST, MSi

(Politeknik Kesehatan Semarang)

Metode Pengolahan Air Limbah• Pengolahan limbah secara fisik-mekanik• Pengolahan limbah secara kimia• Penholahan limbah secara biologis• Pengolahan lumpur

IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah)

• Prelimanary treatment : Bar rack, Screening, equalization, Grit Chamber, Floatation tank, pra sedimentation)

• Primary Treatment : Sedimantation tank.• Secondary treatment : Pengolahan secara

biologis (intinya : aeration tank dansecondary sedimentation)

• Tertiary treatment : chemical coagulation, activated carbon, osmosis, land irigation.

Pengolahan secara fisik-mekanikPrinsip :

memisahkan /menghancurkan / mengurangijumlah impurities pada limbah cair, tanpadisertai penambahan bahan kimia atauketerlibatan mikroorganisme.

unit pengolah limbah secarafisik-mekanik, al. sbb. :• bar rack• screening• filtration• macerator• grit chamber• floatation• sedimentation /

crarifier

• Dewatering (compactor, evaporating, centrifuge)

• electro coagulation• Radiasi• Plasma• Membran RO

Penampung sampah

Bar screen (jeruji)

Pembersih otomatis

BAR RACK / BAR SCREEN

Screen / micro strainner (RSMS)

Screen• Spasi (celah antar jeruji besi(s)) : 20 -40

mm• sudut (Q): 60o

• frekwensi (fb)pembersihan (manual) : 2x/hari atau stiap 20-30 menit(bila dengansistem mekanik/mesin)

• Kecepatan aliran (v) : 0,6 (0,3-1,0) m/dt• Jumlah : 2 buah (satu untuk cadangan)• Lebar saluran screen -- dg rumus

Rumus Lebar Saluran Screen (mekanik)B = Q/(V.d) - (b+s)/sdimana :• B= lebar saluran segi empat (m)• Q= debit aliran maksimum (m3/dt)• v= kecepatan aliran (mt/dt)• d= kedalaman air maksimum (m)• s= spasi terali• b= tebal terali (10mm)

FlumePintu pengatur aliran

Selokan pengumpul pasir

GRIT CHAMBER

Partikeldiskrit

Grit Chamber• Partikel terendap : diskrit• Kecepatan horisontal (Vh) : 0,3 (0,15 -

0,30) m/dt• Kecepatan mengendap : 30 mm/dt• Waktu detensi : 20 -60 detik• Pembebanan : 20-60 m3/m2 jam• akumulasi pasir : 0,17 m3/1000m3 air• jumlah Grit chamber : 2 buah

Grit chamber (keperluan praktis):• Panjang = 10 - 20 kali kedalaman air• Lebar pada permukaan air (m) = 5/d,

dimana d= kedalaman air (M)

CONTOH SOAL :• kedalaman air 60 cm• Panjang =? m Lebar =? m

Pengolahan secara biologiPrinsip : mendegradasi impurities (bahan

pencemar) pada limbah cair denganmemanfaatkan peran jasad pengurai(mikroorganisme).

• Impurities : berupa zat organikbiodegradeable (BOD)

• Mikroorganisme : terutama bakteri aerobik, anaerobik, fakultatif.

Unit pengolah limbah secarabiologis antara lain :• Intermittent slow sand

filter• RBC (rotating biolocal

contactor)• Tricling filter

(saringan tetes)• Activated sludge

(lumpur aktif)

• Stabilization pond• Oxidation ditch• Aerated lagoon• Septick tank• Imhof tank• Anaerobic digestion

(biogas)

Activated sludge (lumpur aktif)Lumpur aktif = flok / gumpalan koloni bakteriPRINSIP KERJA :ZO + O2+ Nutrien --bakteri------> CO2 + H2O

+ Sel baru

• proses degradasi aerobik (sehingga tidakmenimbulkan bau)

• bakteri perlu nutrien, utamanya N dan P

Lumpur aktif• BOD influen : <4000 mg/lt (s/d 10.000

mg/lt masih bisa, tapi mahal)• waktu detensi : 4-8 jam• umur lumpur : 5 -15 hari• aerator loading : 0,3-0,6 kg/m3 hari• Rasio resirkulasi lumpur : 0,25-0,5• MLSS, MLVSS, SVI, dll =====> Baca

buku wajib, atau Problem&Solusi IPAL

Skema IPAL Lumpur aktif

Bak aerasi Bak Sedimentasi II

dikembalikan

Udara (O2) dariblower

Efluen

Influen

lumpur

dibuang

Tampak atas Tampak samping

Bafle

Inlet

Partikelflokulen

Endapan lumpur

CLARIFIER

Biofilter (BPPT)

RBC (Metcalf & Eddy)

Clarifier IIBrush aerator

Resirkulasi lumpur dibuang

Penyedotlumpur

OXIDATION DITCH

Oxidation Ditch / Parit oksidasi (Surabaya)

Aerated Lagoon (Bantul)

Kolam Stabilisasi (AKL)

Sistem Irigasi(land treatment)

Pengolahan limbah secara kimia

Prinsip : mengurangi atau menghilangkan bahanpencemar dengan cara menambahkan bahankimia untuk menggumpalkan / menetralkanbahan pencemar atau untuk membunuhpatogen.

Unit pengolah limbah secarakimia antara lain :• Chemical coagulation

(dengan : FeCl3, AlSO4, PAC, superPAC)

• Chemical neutralization (dengan: NaOH, HCl, larutanKapur, dll)

• Degreasing • Defoaming• Chlorination • Dll

Coagulation & FloculationMixing (pencampuran koagulan) :• Hydrolic jump, parshal flume, weir.• Bafle (penyekat)--> horisontal / vertikal• Propelar• PedalPengadukan :• Cepat --> pencampuran bahan kimia (30, 25

rpm)• Lambat --> pembentukan flok (19, 10 rpm)

Area pencampuran(pengadukan cepat)

Area pembentukanflok (pengadukanlambat)

Ke BakPengendap

Tangkikoagulan

Bafle coagulation & floculation tank

Bafle

Koagulan

Ke BakPengendap

AdukCepat

Aduklambat

Propelar mixing

Bila 4 bak --> rpm 30, 25, 19, 10 masing-masing 5 menit

Pengaduk bahan kimia

Sedimentation• Partikel terendap : suspensi• Waktu detensi : 1-3 jam, bila diikuti dengan

pengolahan kedua, maka cukup 2 jam• Kedalaman (H): 2,5 - 5 m• Panjang (L) : 25 - 60 m• Lebar (B) : 6 - 10 m• Ratio L/B : 1 - 7,5 dan Ratio L/H : 7 - 18• Slope : 1 - 2%• Weir loading rate : 180 m3/m hari• Area scum : 20% luas bak sedimentasi

RECTANGULAR SEDIMENTATION TANK

Plate settler

Partikelflokulen

Baffle

Endapan lumpur

Penyedot lumpur

lubang

Pengolahan lumpur

Prinsip : mengurangi kadar air dan volume lumpur melalui pengeringan / pemadatan,

atau untuk menghancurkan racun melaluipembakaran,

atau membunuh patogen melalui dekomposisi/ degradasi fisik.

Unit pengolah lumpur antara lain:

• Sludge conditioning (pemisahan air)

• Sludge thikening(pengentalan lumpur)

• Sludge stabilitation(pemecahan bahanorganik)

• Sludge drying bed• Compactor • Centrifuge • Incenerator• Dewatering lainnya

Sludge drying bed• Panjang : 30 - 60 m• Lebar : 5 - 7,5 m• Tebal lapisan lumpur : 15 - 25 cm• Tebal lapisan pasir : 23 - 30 cm ( dengan ES

0,3-0,75mm dan UC <0,4)• BJ lumpur : 1,03• Periode pengeringan : 15 - 25 hari• Sludge loading rate : 60-100 kg/m2 hari

Sludge Drying Bed

Ultimate dispossal

• Land fill• Sanitary land fill