Bahan Rekayasa Lingkungan

10/3/2013

1

KULIAH

REKAYASA LINGKUNGAN

TEKNOLOGIPENGENDALIAN DAMPAK

OUTLINE

1. PENGANTAR

2. IDENTIFIKASI DAMPAK

3. PREDIKSI DAMPAK

4. TEKNOLOGI BERSIH

5. TEKNOLOGI PENGENDALIAN PENCEMAR

– Limbah Gas

– Limbah Padat

– Limbah Cair

PENGANTAR TEKNOLOGIPENGENDALIAN DAMPAK

Suatu perubahan yang terjadisebagai akibat suatu aktivitas.

Perubahan yang sangatmendasar yang diakibatkan olehsuatu usaha / kegiatan(Dampak Penting)

Dampak

Teknologi Pengendalian Dampak

• Seluruh aspek yang berkaitan denganteknologi yang dipergunakan (state of the art) dalam proses dan kegiatan mulai daripengadaan bahan baku, proses produksi, pengelolaan limbah dan pengelolaan produkpasca penggunaan, yang dipertimbangkanmempunyai dampak pada lingkungan.

Matriks Teknologi Pengendalian Dampak

Input Proses Proses Produksi

PengelolaanLimbah

PascaProduksi

(Teknologi) bahan yang terkait dengan proses

Jenis dan karakteristik teknik unit-proses

Pengolahan Limbah padat dari proses dan pendukung kegiatan

Recovery bahan dari produk pasca penggunaan (limbah)

Pewadahan dan Transportasi bahan baku

Unit pendukung proses untuk air,udara,energy system

Pengolahan limbah cair dari proses dan pendukung kegiatan

Pengolahan dan pemusnahan bahan off-spec dan kadaluawarsa

Storage: stock system, layout dan flow

Flow process: system, layout dan flow

Pengendalian pencemaran udara dan kebisingan

Pengelolaan kemasan

Pengelolaan sludge dan limbah B3

10/3/2013

2

IDENTIFIKASIDAMPAK

PELINGKUPANMERUPAKAN SUATU PROSES AWAL (DINI)UNTUK MENENTUKAN LINGKUP PERMASALAHANDAN MENGIDENTIFIKASI DAMPAK PENTING (HIPOTESIS) YANG TERKAIT DENGAN SUATU RENCANA USAHA DAN / ATAU KEGIATAN

MANFAAT

1. Langsung mengarah pada hal-hal yang menjadi pokok bahasan secara mendalam;

2. Menghindari konflik & tertundanya proyek;3. EFISIENSI terhadap BIAYA, TENAGA, WAKTU;4. Penyusunan ANDAL dapat lebih terarah berkat

adanya kejelasan:* lingkup studi/kajian;* kedalaman studi;* strategi pelaksanaan studi.

Proses Pelingkupan: Dampak1.Identifikasi dampak potensial

(mengidentifikasi segenap dampak lingkungan hidup:primer, skunder, tersier dst yang secara potensial akan timbul).Gali dan kembangkan melalui berbagai sumber, seperti: pemrakarsa, masyarakat, pakar, instansi pemerintah, pustaka, tinjauan proyek serupa.

2.Evaluasi dampak potensial(menghilangkan/meniadakan dampak potensial yang tidak relevan atau tidak penting, sehingga didapat dampak pentig hipotetik).

3. Klasifikasi dan prioritas dampak pentingHipotetis(mengelompokkan dampak penting hipotetik yang telahdirumuskan sehingga diperoleh klasifikasi dan prioritas dampak penting hipotetik)

Dampak Penting Hipotetis merupakan Salah Satu Hasil Proses Pelingkupan

IdentifikasiDampak

Potensial

PRIORITASDAMPAKPENTING

HIPOTETIK

DAMPAKPOTENSIAL

DAMPAKPENTING

HIPOTETIK

DeskripsiRencana Kegiatan

RonaLingkungan

Hidup

EvaluasiDampak

Potensial

Klasifikasi&

Prioritas

HASIL-HASIL PELINGKUPAN1. Prioritas dampak penting hipotetik thd lingkungan hidup

yang dipandang relevan untuk ditelaah secara mendalam dalam ANDAL

2. Lingkup wilayah studi ANDAL berdasarkan pertimbangan: batas proyek, batas ekologis, batas sosial, dan batas administrasi.

3. Batas waktu kajian sebagai dasar melakukan prakiraan perubahan kualitas/kondisi lingkungan tanpa proyek dan adanya proyek.

4. Kedalaman studi ANDAL (metode, jumlah sampel, tenaga ahli yang dibutuhkan sesuai dengan dana dan waktu.

HASIL DAN PROSES PELINGKUPAN

DESKRIPSIKEGIATAN

RONALINGKUNGAN

SCOPPING

1. KOMPONEN KEGIATAN YG HARUSDITELAAH

2. KOMPONEN LH YG POTENSIALBERDAMPAK PENTING

3. MASALAH LINGKUNGAN YG AKAN TERKENA DAMPAK PENTING

4. PENENTUAN BATAS WILAYAH STUDI

5. PENENTUAN METODA

6. PENENTUAN LINGKUP PAKAR

7. PENENTUAN LINGKUP WAKTU

8. PENENTUAN BIAYA STUDI

1. TELAAH PUSTAKA; 5. MATRIK INTERAKSI SEDERHANA;2. METODA PENDEKATAN SOSIAL; 6. BAGAN ALIR;3. ANALOGI; 7. ANALISIS ISI; 4. DAFTAR UJI; 8. INTERAKSI KELOMPOK.

IDENTIFIKASIDPK POTENSIAL

EVALUASI D. PTG

KLASIFIKASI & PRIORITAS

LINGKUP STUDI

10/3/2013

3

IDENTIFIKASIDAMPAK

POTENSIAL

EVALUASIDAMPAK

POTENSIAL

KLASIFIKASI & PRIORITAS DPK. PNTNG

RUANG LINGKUP, KEDALAMAN,DAN STRATEGI PELAKSANAANSTUDI:1. Batas Wilayah Studi2. Jenis Data & Informasi3. Jumlah sampel4. Lokasi Pengamatan/Pengukuran5. Metode Analisis Data6. Metode Prakiraan & Evaluasi DP7. Tenaga ahli yang dibutuhkan

Langkah Identifikasi Dampak

Identifikasilah:

1. Rencana kegiatan

2. Tipe Ekosistem

3. Fungsi Ekosistem

4. Komponen Lingkungan

Metode?

1. Telaah Pustaka 5. Bagan Alir (flow diagram) 2. Interaksi Kelompok 6. Matrik Interaksi (Sederhana, 3. Daftar Uji (checklist). Leopold,Battelle). 4. Overlay (tumpang 7. Analisis Isi

(McHarg) 8. Metoda ad hoc

1) Komponen kegiatan penyebab dampak dan komponen lingkungan terkena dampak;

2) Batas wilayah studi: proyek, ekologis, sosial, dan administratif;3) Metode pengumpulan dan analisis data; metode prakiraan dan

evaluasi dampak penting; tenaga ahli yang diperlukan.

METODE IDENIFIKASI DALAM PELINGKUPAN

PREDIKSI DAMPAK

Dampak Kegiatan

DAMPAK & AMDAL

DAMPAK = pengaruh pada sesuatu akibat suatu perbuatan

DAMPAK LH = pengaruh perubahan pada LH yang disebabkan oleh suatu usaha &/ kegiatan

UU 23/1997 Bab I Pasal 1 Butir 20 :

PROYEK L H

PERLU TELAAHAN YANG CERMAT ATAS FAKTA DI LAPANG

AMDAL

Kriteria Dampak

PP No.27 tahun 1999 pasal 5

BESAR & PENTINGNYA DAMPAK DINILAI DARI :

1. JUMLAH MANUSIA YANG TERKENA DAMPAK2. LUAS WILAYAH PERSEBARAN DAMPAK3. INTENSITAS & LAMANYA DAMPAK BERLANGSUNG4. BANYAKNYA KOMPONEN LAIN YANG TERKENA

DAMPAK5. SIFAT KUMULATIF DAMPAK6. BERBALIK (REVERSIBLE) ATAU TIDAK BERBALIKNYA

DAMPAK

KRITERIA DAMPAK ?

KERUGIANMATERIAL & NON‐MATERIAL

10/3/2013

4

Metoda prediksi dampak:

Metoda formal,terdiri atas:– Model prakiraan cepat,– Model matematika,– Model fisis,– Model eksperimental.

Metoda informal,dapat dilakukan secara:– Intuitif,– Pengalaman,– Analogi.

Metoda Formal:

Metoda formal yang digunakan dalam prakiraandampak merupakan pendekatan dengan model danperhitungan matematik.

Hubungan sebab akibat yang merepresentasikandampak rencana kegiatan terhadap komponen/sub-komponen/parameter lingkungan akan dirumuskansecara kuantitatif dalam bentuk rasio-rasio kuantitatifdan model-model matematik.

Pabrik Plastik PT. Innan, Semarang Pabrik Gula Rendeng, Kudus

Model Pendugaan Emisi Dan Penyebaran Polutan Di Atmosfir

• Box Model

• Rollback Model

• Gaussian Model

Box Model

Emission rateHeight, h

Length of box, w

Wind speed, U

Static layer of air

Gambar Udara yang Terencerkan dari Box Model yang Sederhana

10/3/2013

5

Asumsi : Model paling sederhana, keadaan selalu tetap : emisi,

kecepatan angin dan karakteristik udara Pelepasan polutan tercampur sempurna Polutan udara secara kimia stabil Laju emisi polutannya konstan, P (massa/waktu) Memasuki suatu volume udara ambien yang bergerak

pada satu arah yang tetap, U Udara yang bergerak dibatasi dari atas oleh lapisan udara

yang stabil pada ketinggian, h Udara yang bergerak juga dibatasi oleh arah tegak lurus

terhadap kecepatan angin Model ini menggambarkan suatu lembah di manan udara

melewati suatu daerah (zona) dengan lebar, w, yang terbentuk dari dua baris bukit.

• Konsentrasi Polutan yang dilepaskan ke udara ambien :

C = P/(U h w)– C = konsentrasi polutan j, ppm

– U = kecepatan angin, dianggap konstan, m/jam

– P = laju emisi polutan j, µg/detik

– h = tinggi kolom udara, m

– w = lebar kolom udara, m

• Jika kecepatan angin sangat rendah (mendekati nol)

C= [P . t / (x w h)]– x = panjang kolom udara, m

– t = waktu emisi, detik

Rollback Model

b : background levelMass of emissions per unit time, P

kP + b

Hubungan Linier Antara Emisi dan Konsentrasi pada Rollback Model

Pendekatan sederhana untuk menduga emisi yang mempengaruhi kualitas udara ambien

Asumsi :

Jumlah total polutan yang dilepas di suatu daerah pada suatu waktu tertentu (p) mempunyai hubungan linier dengan konsentrasi pada titik tertentu

c = kp + b

c : konsentrasi polutan, µg/m3

b : background concentration (emisi = 0), µg/m3

k = konstanta empirik

Nilai k :

k = (c – b)/pC : konsentrasi partikulat dekat stasiun pengukuran, µg/m3

Gaussian Model• Model penyebaran yang paling banyak digunakan• Dapat menentukan konsentrasi di beberapa titik

ruang• Asumsi :

– Laju emisi polutan konstant– Kecepatan dan arah angin rerata konstant– Sifat kimia senyawa stabil dan tidak berubah di udara– Daerah sekitar sumber pencemar adalah datar dan

terbuka• Diturunkan dari Hukum Kekekalan Massa dalam

bentuk persamaan differensial + adveksi dan difusi

• Konsentrasi polutan searah angin (downwind)• Sistem koordinat 3 dimensi

Gaussian Model

Rumus umum untuk 3 dimensi

Konsentrasi di permukaan tanah (z=0)

10/3/2013

6

Sumber: Schnoor (1996)

BESI TERSERAP BESI TERLARUT

DESORPSI

ADSORPSI

DEPOSISI RESUSPENSI

AIR

LAPISAN AKTIF SEDIMEN

INPUT

i‐1 i I+1

DISSOLVED INFLOW

SUSPENDED LOAD DISSOLVED OUTFLOW

SUSPENDED LOAD OUTFLOW

BESI TERSERAP BESI TERLARUT

DIFUSI

DESORPSI

ADSORPSI

Sumber: Schnoor (1996)

Persamaan Umum Transport Polutan

Kecepatan perubahan konsentrasi Cw (konsentrasi polutan rata‐rata kedalaman)

Suku advektif, dengan u dan v komponen kecepatan arah x dan y

Difusi TurbulenDengan t = eddy diffusity dalam arah horizontal.

Suku source/sink konstituendimana λ1 = koefisien penguraian, λ2 = koefisien laju kehilangan akibat sedimentasi dan penyerapan, Cwc= laju penambahan polutan akibat resuspensi, Cwrs=kontribusi dari source/sink input

Persamaan Angkutan Polutan EFDC

dimana:C adalah massa dari kontaminan yang terlarut per total volume unit. cS adalah massa dari kontaminan yang terserap pada tiap kelas sedimen i, cD adalah massa dari kontaminan yang terserap pada material j per unit massa dari material terlarut. adalah porositas.S dan D adalah Konsentrasi sedimen dan material terlarut

10/3/2013

7

Sta. 6+300

Baku Mutu FeD

Contoh Aplikasi GIS

• Pengukuran infiltrasi dalam studi ini menggunakan model KINEROS, yang berorientasi pada kejadian atau peristiwa, model ini dipakai untuk menjelaskan proses intersepsi, infiltrasi, limpasanpermukaan dan erosi untuk DPS dengan skala kecil (≤100 km2), keluaran atau hasil dari model KINEROS ini adalah tampilan berupa peta zoning dari parameter yang dikehendaki yaitu infiltrasi, limpasan permukaan, sedimentasi dan debit aliran puncak

Contoh Aplikasi GIS

• Software AVSWAT 2000 adalah program yang berbasis SIG yang bekerja sebagai ekstensi (Graphical User Interface) dalam Software Arc View. Program AVSWAT 2000 dirancang khusus dan dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah‐masalah yang ada di dalam suatu DAS. Salah satu di antaranya adalah memprediksi kandungan nutrisi dari lahan dan badan sungai di suatu DAS

TEKNOLOGI BERSIH

UNEP : Strategi pengelolaan lingkungan yangbersifat preventif dan terpadu yang diterapkansecara terus menerus pada proses produksi,produk dan jasa sehingga meningkatkan ekoefisiensi dan mengurangi terjadinya resikoterhadap manusia dan lingkungan

Mencakup upaya peningkatan efesiensi dan efektifitasdalam pemakaian bahan baku, energi dan sumber dayalainnya sehingga mengurangi penggunaan bahanberbahaya dan beracun sehingga mengurangi jumlahdan toksisitas seluruh limbah dan emisi yangdikeluarkan sebelum meninggalkan proses

Pengertian Teknologi Bersih

Teknologi Produksi

Daur Ulang

Penggunaan Kembali

•Pengembalian ke proses asal•Penggantian bahan baku untuk proses lain

PengendalianSumber Pencemar

Pengambilan Kembali

•Proses untuk mendapatkan kembalibahan asal•Proses untuk memperoleh produksampel proses lain

Penggunaan Kembali

•Penggantian produk•Penghematan produk•Perubahan komposisi produk

PengendalianSumber Pencemar

Perubahan Material Input

•Pemurnian material•Penggantian material

Perubahan Teknologi

•Pengubahan proses•Pengubahan tata letak, peralatanatau perpipaan•Automasi peralatan•Pengubahan tatanan dan ketentuanoperasi

Tata Cara Operasi

•Tindakan prosedural•Pencegahan kehilangan•Sistem manajemen•Pemisahan aliran limbah•Peningkatan penanganan material•Penjadwalan produksi

10/3/2013

8

Program 6R

1. Refine, memurnikan atau menghilangkan kontaminan dari bahan baku atau bahan pembantu

2. Reduce, mengurangi kebutuhan bahan baku secara stokiometri proses sehingga mengurangi limbah

3. Reuse, pemakaian kembali bahan baku/pembantu proses untuk proses yang serupa

4. Recycle, pemakaian kambali bahan baku/pembantu dan hasil samping proses untuk proses yang berbeda

5. Recovery, pengambilan kembali meterial yg masih memiliki nilai tambah

6. Retrive to Energi, merubah material sisa proses menjadi sumber energi

Manfaat : penghematan biaya dan meningkatkan daya saingproduk di pasar ekspor

CONTOH PROSES PRODUKSI BERSIH LAPIS LISTRIKDALAM INDUSTRI LAPIS LISTRIK TIDAK DAPAT DIHINDARI ADANYA BUANGAN

MENGAPA BUANGAN HRS DIKURANGI DAN DIOLAH? Pengontrolan terhadap saluran pembuangan akhir

sangat sulit dilakukan Limbah dapat menyebabkan hujan asam dan penipisan

lapisan ozon Dari sudut ekonomi

Mengurangi biaya pengolahan buangan Memperbaiki pengoperasian pabrik Mengurangi risiko pertanggungjwban Menaikkan daya saing

Memenuhi aturan yang makin ketat Memberi kesan baik pada masyarakat sekitar pabrik

tentang pelestarian lingkungan.

MINIMASI LIMBAH INDUSTRI LAPIS LISTRIK

PENGURANGAN PADA SUMBER

PEMANFAATAN ULANG

PENGOLAHAN LIMBAH

PEMBUANGAN

1.PENGURANGAN PADA SUMBER Pada larutan elektrolit

Larutan elektrolit mengandung logam2 berat dengan konsentrasi tinggi, seperti: sianida dan senyawa racun lainnya

Larutan jarang dibuang dan dipakai kembali pada proses lain Kualitas larutan elektrolit:perlu penggantian unsur2 kimia dan

berkurang secara periodik Pembersihan pada pengotor yang masuk

Air pembilas Pengaturan tangki2 pembilasan Pengaturan selang waktu selama setelah benda kerja dibilas Pengaturan volume air pembilas Konsentrasi larutan yang menempel pada benda kerja Temperatur air pembilas Bentuk benda kerja Posisi benda kerja pada rak Waktu penirisan antara bak pelapis dengan bak pembilas

Tujuan minimasi air pembilasan: mengurangi volume Artinya: mengurangi jumlah limbah cair yang beracun

2. PEMANFAATAN ULANG Air pembilas dapat didaur ulang dengan 2 cara yaitu: Sistem rangkaian tertutup: Cara ini mengurangi penggunaan air dan vol air buangan

(Gambar 1)

Sistem rangkaian terbuka: Air keluaran yang telah diolah, dikembalikan ke sistem

pembilasan kemudian ditambahkan air agar pembilasan lebih baik (Gambar 2)

contoh daur ulang: air pembilas pada proses pembersihan asam dipakai kembali sebagai proses pembersihan lemak

menghemat air + 50-67% dari pembilasan biasa (Gambar 3)

3. PENGOLAHAN LIMBAH

Limbah dari industri lapis listrik ada 2:Limbah padat dan limbah cair

1. LIMBAH PADAT:Limbah padat dari pengerjaan awal: gerinda, debu logam dan debu abrasiv, baju kerja bekas dan kemasan bekas unsur kimia

Dampak limbah padat: penyakit silikosis pada paru-paru Penanggulangan:

Pekerja pakai masker penutup hidung dan kaca mata pelindung Pasang alat penangkap/penghisap debu (dust collector) di depan

alat pemoles dan gerinda Ada sirkulasi udara dan ruang kerja beratap tinggi

10/3/2013

9

2. LIMBAH CAIR: Mengandung zat-zat kimia berbahaya seperti: Senyawa

krom, nikel, tembaga, sulfat, klorida, sianida serta zat-zat organik seperti lemak dan minyak

1. PENGOLAHAN SENYAWA CHROM Pengolahan krom valensi 6 ada 3 cara:

Cara reduksi cr6+ menjadi cr3+ (paling banyak dipakai) Cara pengikatan ion cr6+ dalam resin penukar anion Cara pengentalan (penguapan) ion cr6+ dan cr3+

Pengolahan krom valensi 3 Proses pengendapan dengan kapur atau soda kostik pada cr6+ Cara resin penukar kation (ion exchange) atau cr3+ diikat dalam

resin

2. PENGOLAHAN PELAPISAN LOGAM-LOGAM BERAT Dengan cara pengendapan, di mana senyawa logam dirubah

menjadi hidroksida logam yang tidak mudah larut dengan cara penambahan zat pengendap seperti: kapur atau sodium hidroksida

3. PENGOLAHAN SENYAWA TEMBAGA Pengendapan sebagai hidroksida atau sulfida dengan kapur

dan mengatur Ph Pengikatan ion Cu dgn resin penukar kation Dengan penguapan dan elektrolisa (utk Cu kadar tinggi)

4. PENGOLAHAN SENYAWA NIKEL1. Pengendapan sebagai hidroksida dengan kapur

atau soda kostik atau dengan ferrosulfat

2. Cara resin penukar kation

3. Cara penguapan dan osmosis balik

5. PENGOLAHAN SENYAWA SENG Pengendapan hidroksida dengan kapur/soda kostik

Cara resin penukar kation

Cara penguapan

5. PEMBUANGAN

Lahan bekas industri lapis listrik mempunyai tingkat pencemaran tinggi, tergantung pada:

1. Penggunaan unsur kimia2. Jumlah ceceran yang jatuh

Apabila lahan akan dipergunakan untuk keperluan lain, perlu dilakukan proses pengolahan khusus

TEKNOLOGI PENGENDALIAN PENCEMARAN

LimbahLimbah adalah buangan yang kehadirannyapada suatu saat dan tempat tertentu tidakdikehendaki lingkungannya karena tidakmempunyai nilai ekonomi.Limbah yang mengandung bahan polutanyang memiliki sifat racun dan berbahayadikenal dengan limbah B3, yang dinyatakansebagai bahan yang dalam jumlah relatifsedikit tetapi berpotensi untuk merusaklingkungan hidup dan sumberdaya(Ginting, 2007).

10/3/2013

10

Pengelolaan Limbah/waste management

Waste management is the collection, transport, processing or disposal, managing and monitoring of waste materials. The term usually relates to materials produced by human activity, and the process is generally undertaken to reduce their effect on health, the environment or aesthetics.

Source: wikipedia

Waste management is a distinct practice from resource recovery which focuses on delaying the rate of consumption of natural resources. The management of wastes treats all materials as a single class, whether solid, liquid, gaseous or radioactive substances, and tried to reduce the harmful environmental impacts of each through different methods

Source: wikipedia

Pengelolaan Limbah/waste management

Pendapat Anda? Pendapat Anda?

Pengendalian Pencemaran

Pengendalian kegiatan yang mengancam lingkungan ini

terdiri atas kegiatan pengendalian pemanfaatan sumber

dan pencemaran berupa pengendalian pencemaran

lingkungan, penyusutan pencemaran [pollution mitigation]

atau penanggulangan pencemaran [pollution abatement].

Pengendalian pencemaran adalah melindungi

lingkungan penerima beban dari kegiatan manusia

dengan cara penurunan volum limbah dan penurunan

konsentrasi zat pencemar baik limbah fasa gas atau

limbah fasa cair.

Peraturan Pemerintah No: 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara

Ketentuan Umum:1. Pencemaran udara masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau

komponen lain ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya.

2. Pengendalian pencemaran udara adalah upaya pencegahan dan/atau penanggulangan pencemaran udara serta pemulihan mutu udara.

3. Udara ambien adalah udara bebas dipermukaan bumi pada lapisan troposfir yang berada didalam wilayah yurisdiksi Republik Indonesia yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup dan unsur lingkungan hidup lainnya.

10/3/2013

11

lanjutan

4. Perlindungan mutu udara ambien adalah upaya yang dilakukan agar udara ambien dapat memenuhi fungsi sebagaimana mestinya.

5. Baku mutu emisi sumber tidak bergerak adalah kadar maksimum dan/atau beban emisi maksimum yang diperbolehkan masuk atau dimasukkan kedalam udara ambien.

6. Emisi adalah zat, energi dan/atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masuk dan/atau dimasukkannya kedalam udara ambien yang mempunyai dan/atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur pencemar.

7. Sumber emisi adalah setiap usaha dan/atau kegiatan yang

mengeluarkan emisi dari sumber bergerak, sumber bergerak spesifik, sumber tidak bergerak maupun sumber tidak bergerak spesifik.

lanjutan

8. Pengendalian pencemaran udara meliputi pencegahan dan penanggulangan pencemaran, serta pemulihan mutu udara dengan melakukan inventarisasi mutu udara ambien, pencegahan sumber pencemar, baik dari sumber bergerak maupun sumber tidak bergerak termasuk sumber gangguan serta penanggulangan keadaan darurat. pasal 16

Mekanisme pengendalian : - Partikulat : secara fisik (penyaringan, perbedaan

medan magnet, penangkapan, dll) - Gas : secara kimiawi (pelarutan, penyerapan, dll)

Faktor pertimbangan pemilihan •Jenis proses produksi yang akan dikendalikan •Beban dan konsentrasi outlet yang diperlukan•Kelembaban dan temperatur inlet•Jenis partikulat yang akan dikumpulkan •Konsentrasi debu pada inlet•Volume inlet

Peralatan Pengendalian Pencemaran Udara (mengurangi emisi dari partikulat dan gas)

•ELECTROSTATIC PRECIPITATOR (EP)

•SEPARATOR (SIKLON)

•WET SCRUBBER

•FABRIC FILTER (BAGHOUSES)

Jenis Peralatan PPU

Bekerja berdasarkan medan listrik yang terjadi sebagai akibat dari perbedaan muatan listrik.

Electrostatic Precipitator (EP)

Keuntungan :• Memiliki penurunan tekanan yang

konstan dan kinerja bervariasi. • Menghasilkan efisiensi yang sangat

tinggi, walaupun untuk partikulat yang sangat kecil.

• Tahan terhadap kehilangan tekanan.• Dapat beradaptasi untuk suatu

kondisi yang ekstrim seperti temperatur yang berfluktuasi secara ekstrim.

• Perawatan relatif mudah.

Kerugian : • Biaya kapital tinggi.• Tdk dpt menangani

polusi gas.• Perlu tempat yang

luas dalam instalasi.

Electrostatic Precipirator

10/3/2013

12

APLIKASI EP

Boiler batu bara Peleburan logam Industri semen Boiler biomas (ampas tebu, cangkang sawit,

dsb) Incenerator Boiler bahan bakar residu

Keuntungan : • harganya cukup murah, • tidak banyak bagian-bagian yang berputar, dan • dapat digunakan dalam segala kondisi suhu operasi. Kerugian :• Hanya untuk ukuran partikel tertentu (relatip besar);• Baku mutu konsentrasi partikulat yang telah ditetapkan oleh Pemerintah tidak dapat dipenuhi hanya dgn menggunakan siklon karena effisiensi 65 % untuk diameter partikel 40 micron Cyclone Spray Chamber

Siklon

Bekerja berdasarkan gaya centrifugal dimana udara yang masuk secara tangensial

Siklon Cyclone spray chamber

• Scrubber dianggap sebagai alat penangkap partikulat dengan sistim basah.

• Alat ini mengumpulkan partikulat melalui kontak langsung dengan cairan (air).

• Banyak sekali desain scrubber yang ada di pasaran, jenisnya kebanyakan diklasifikasikan berdasarkan cairan yang digunakan untuk memisahkan partikulat dengan udaranya.

Scrubber Partikulat

10/3/2013

13

Fabric filter berdasarkan teknik pembersihaannya dapat dibagi menjadi tiga tipe, yaitu :

•reverse-air, •shaker dan •pulse-jet.

Fabric Filter

Keuntungan :• Efisiensinya cukup tinggi untuk partikulat yang kecil.• Dapat dioperasikan pd kondisi partikulat berbeda-beda.• Dapat dioperasikan dlm volume alir yang berbeda-beda.• Kehilangan tekanan relatip rendah.

Kerugiannya:• Memerlukan lantai yang luas.• Material fabrics dapat rusak bila beroperasi pada suhu

yang tinggi, dan juga korosi.• Tidak dapat beroperasi pada keadaan basah (moist).• Kadang-kadang dapat terbakar atau meledak.

Shaker baghouse

Pulse jet baghouse

PENGENDALIAN PENCEMARAN

Limbah Padat

10/3/2013

14

PENGOLAHAN SAMPAH

FisikaPembakaran insinerator

KimiaDesinfeksi

BiologiKomposting aerob

Anaerobic digester

Landfill

COMPOSTING

Aerobik

Perbandingan C:N 25:1 – 35:1

Sampah organik basah tinggi N

Sampah organik kering tinggi C

Terkadang diperlukan:Campuran kompos sebagai bibit m.o

Tambahan gula, sisa buah-buahan sebagai sumber gula sederhana untuk mempercepat pertumbuhan m.o.

Kelembaban dipertahankan 55 – 70%

TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA)

LAHAN URUG SANITER (LUS)Sanitary Landfill

Tidak terjadi pencemaran air

Tidak terjadi perkembangan vektor penyakit

Polusi udara

Pencemaran estetika

Gangguan-gangguan lingkungan

Sampah tertutup tanah setiap akhir hari kerja

Terhindar dari limpasan air hujan

TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA)

CONTROLED LANDFILL (LUT)Dilakukan ± 30 tahun proses dekomposisi

selesai (produksi gas berhenti)

Pengurugan dilakukan 1 minggu sekali / tidak setiap hari

10/3/2013

15

INCINERATION

Infectious, un recover/un recyclable general waste Operational Parameters:

Burning rate (pound/hour), heating value (Btu/pound), heat release value (Btu/cubic feet per hour)

Alternatives: Controlled-air incinerators Rotary-kiln incinerators

Air Pollution ControlsWet Scrubbers: impaction of particles with countercurrent flow

reactor Dry Scrubbers: Reacting particles and gases in spray-dryer

section, collection of particles in a baghouse collectoR

PENGENDALIAN PENCEMAR

LIMBAH

BAHAN BERBAHAYA DAN BERACUN (B3)

DEFINISI

Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) adalah:

• Bahan yang karena sifat dan atau konsentrasinyadan atau jumlahnya, baik secara langsungmaupun tidak langsung, dapat mencemarkan danatau merusak lingkungan hidup, dan atau dapatmembahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhlukhidup lainnya

(PP No. 74 tahun 2001 tentang pengelolaan B3)

KLASIFIKASI

B3 dapat diklasifikasikan : (PP no. 74 tahun 2001)

1. mudah meledak (explosive);

2. pengoksidasi (oxidizing);

3. sangat mudah sekali menyala (extremely flammable);

4. sangat mudah menyala (highly flammable);

5. mudah menyala (flammable);

6. amat sangat beracun (extremely toxic);

7. sangat beracun (highly toxic);

8. beracun (moderately toxic);

9. berbahaya (harmful);

10/3/2013

16

KLASIFIKASI

10.korosif (corrosive);

11.bersifat iritasi (irritant);

12.berbahaya bagi lingkungan (dangerous to the environment);

13.karsinogenik (carcinogenic);

14.teratogenik (teratogenic);

15.mutagenik (mutagenic).

PENGELOLAAN LIMBAH B3

Pengelolaan Limbah B3• from cradel to grave (mulai dari penghasil sampai pada penimbunan)

• Pengelolaan limbah B3 meliputi penghasil, penyimpanan, pengumpulan, pengangkutan, pemanfaatan, pengolahan dan penimbunan/pembuangan akhir

• Tujuan pengelolaan limbah B3:Melindungi kesehatan masyarakat dan mencegah pencemaran lingkungan


PENGHASIL

PENGUMPUL

PEMANFAATAN PENGOLAHAN PENIMBUNAN

PENYIMPANAN

PENGANGKUTAN

PENGUMPUL

PEMANFAAT(WASTE EXCHANGE) PENIMBUN

PENGOLAH(treatment & disposal))

PENGHASIL

TPS*)

TPS

TPS

Abu incenerator,Sisa/hasil reaksi kimia, dll

Limbah yang tidakhabis bereaksi, dll

*) Tempat Penyimpanan Sementara

from cradel to grave


On‐site treatment

• Penanganan atau pengolahan limbah B‐3 dilaksanakan di dalam unit kegiatan industri.

• Teknologi pengolahan setempat (on‐site) dilaksanakan dengan menggunakan salah satu atau beberapa jenis teknologi berikut:– chemical conditioning

– Incineration (metode thermal)

– solidification (stabilisasi), dll


Off‐site treatment

• Penanganan atau pengolahan limbah padat atau lumpur B‐3 dilaksanakan oleh pihak ketiga di pusat pengolahan limbah industri.

• Pengolahan oleh pihak ketiga (off‐site) dilaksanakan dengan menggunakan sekaligus beberapa teknologi‐teknologi seperti pada on‐site treatment.

10/3/2013

17


Penyimpanan limbah B3• Penyimpanan bersifat sementara• Lokasi

– bebas banjir.– tdk rawan bencana, – diluar kawasan lindung

• Kemasan– Bentuk dan bahan wadah disesuaikan dengan karakteristik limbah

– Simbol & label (PerMenLH No. 3 tahun 2008)


PENGELOLAAN LIMBAH B3 PENGELOLAAN LIMBAH B3


Pengolahan limbah B3• adalah proses untuk mengubah karakeristik dan komposisi

limbah B3 untuk menghilangkan dan/atau mengurangi sifat bahaya dan/atau sifat racun

• Dilakukan dengan perlakuan kimia, fisika, biologi atau pembakaran.

• Bergantung karakterisasi limbah dan kemampuan limbah B3 untuk diolah.

• Tujuan pengolahan limbah B3:– Mengurangi atau menghilangkan efek racun (detoksifikasi)– Merubah bahan berbahaya menjadi bahan yang ramah

lingkungan– Mempersiapkan tahapan pengolahan berikutnya.


10/3/2013

18

PENGOLAHAN FISIKA‐KIMIA

Reduksi kimia. • Pada reduksi kimia ini tahap oksidasi dari kontaminan beracun diubah untuk menurunkan sifat racun kontaminan beracun diubah untuk menurunkan sifat racun limbah atau memperbaiki karakteristik limbah untuk diolah.

• Contoh: Chrom hexavalent dari electroplating direaksikan dengan natrium bisulfit menghasilkan chrom trivalent tidak beracun, selanjutnya dialihkan ke tangki pengendapan sebagai sludge hidroksida


Oksidasi kimiawi.

• Pada proses ini, tahap oksidasi kontaminan limbah diubah untuk mengurangi sifat racunnya secara keseluruhan.

• Contoh : Cianida dioksidasikan dengan sodium hipochlorid menghasilkan karbon dioksida dan nitrogen sebagai hasil samping yang kemudian dilepaskan ke atmosfir


Netralisasi dan pengendapan.

• Netralisasi adalah, pH larutan limbah B3 dinetralkan menggunakan basa, zat‐zat yang terlarut diendapkan/ dikeluarkan dari larutan sebagai hidroksida.

• Proses ini digunakan untuk melepaskan logam berat dari air limbah


Pemisahan berdasarkan gaya berat.

• Pada proses ini gaya berat digunakan untuk memisahkan padatan tersuspensi dari larutan/cairan.

• Zat padat akan mengendap di dasar tangki pengendapan (sedimentasi) di tempat pengumpulannya.

STABILISASI/SOLIDIFIKASI

Stabilisasi/Solidifikasi• Limbah B3 yang berbentuk lumpur, sebelum "dikubur", dipadatkan terlebih dahulu dengan cara : – Mencampur limbah B3 dengan bahan semen sehingga terjadi pengerasan. Proses ini disebut juga dengan istilah sementara.

– Mencampur limbah B3 dengan aspal, sehingga terjadi pemadatan.

• Limbah yang dipadatkan ini kemudian dibuang ke TPA "khusus"


Stabilisasi/Solidifikasi• Stabilisasi adalah pencampuran limbah dengan aditif untuk menurunkan laju migrasi pencemar dan mengurangi toksisitas.

• Solidifikasi adalah pemadatan B‐3 dengan penambahan aditif.

• Kedua proses ini saling terkait, sehingga istilah ‘stabilisasi dan solidifikasi’ sering dianggap mempunyai arti yang sama.

• Pada ‘stabilisasi dan solidifikasi’, interaksi limbah dan aditif terjadi secara fisika atau kimia.

10/3/2013

19


• Interaksi kimia lebih diinginkan karena bahan pencemar yang terikat bersifat lebih stabil.

• Keluaran proses ini adalah limbah yang bersifat lebih stabil atau padat, sehingga memenuhi syarat untuk dibuang ke land fill, sesuai dengan aturan yang berlaku.


Teknis Pelaksanaan :

• Macroencapsulation

limbah B‐3 dibungkus dalam matriks struktur yang lebih besar.

• Microencapsulation

seperti pada macroencapsulation tetapi B‐3 terbungkus secara fisik dalam struktur kristal tingkat mikroskopik.


• PrecipitationLogam berat yang terlarut dalam limbah dapat dipisahkan dengan cara mengubah sifatnya sehingga kelarutannya menjadi lebih kecil, proses ini yang dikenal dengan presipitasi.

• Adsorpsi yaitu proses di mana bahan pencemar diikat secara elektrokimia pada bahan pemadat melalui mekanisme adsorpsi.

• Absorpsi adalah solidifikasi bahan pencemar dengan menyerapnya ke bahan padat.

• Detoxification yaitu proses yang mengubah suatu senyawa beracun menjadi senyawa lain yang tingkat racunnya lebih rendah atau hilang sama sekali.

PEMBAKARAN (INSENERASI)

Pembakaran (Insenerasi)

• Limbah B3 kebanyakan terdiri dari carbon, hidrogen dan oksigen dapat juga mengandung halogen, sulfur, nitrogen dan logam berat.

• Bila molekul limbah dapat dihancurkan dan diubah menjadi karbon dioksida (CO2), air dan senyawa anorganik, tingkat senyawa organik akan berkurang.

• Insinerasi mengurangi volume dan massa limbah hingga sekitar 90% (volume) dan 75% (berat).


Pengolahan Limbah B3 dengan menggunakan incenerator

10/3/2013

20


Kelebihan • menghancurkan berbagai senyawa organik dengan sempurna

• memerlukan lahan yang relatif kecil

Kekurangan• operator harus yang sudah terlatih. • biaya investasi lebih tinggi • potensi emisi pencemar udara ke atmosfir lebih besar bila perencanaan tidak sesuai dengan kebutuhan operasional.

PENIMBUNAN LIMBAH B3

• Dari pertimbangan di atas ada tiga kategori lahan urug yaitu :

– Kategori I (secured landfill double liner)

– Kategori II (secured landfill single liner)

– Kategori III (landfill clay liner)

Aliran air yang meresap ke tanah

Kategori dan Sistem Landfill Limbah B3

Gambar 1. Aplikasi Landfill Kategori I

Gambar 2. Aplikasi Landfill Kategori II

Gambar 3. Aplikasi Landfill Kategori III

Gb 1. Penampang Tegak Landfill Kategori I

Gb 2. Penampang Tegak Landfill Kategori II

Gb 3. Penampang Tegak Landfill Kategori III

TEMPAT PENIMBUNAN (LANDFILL KAT I)

PENIMBUNAN LIMBAH B3

Rancang Bangun Lahan Urug B3

Bagian dasar

• Terdiri atas tanah setempat, lapisan dasar, sistem deteksi kebocoran, lapisan tanah penghalang, sistem pengumpulan dan pemindahan lindi, dan lapisan pelindung.

• Bagian dasar lahan urug harus mampu menahan resapan air dari luar serta menahan ekspansi limbah B3 ke lingkungan sekitar dan mengakomodasi lindi yang timbul. Lindi kemudian dikumpulkan untuk diolah lebih lanjut di lokasi pengolahan limbah cair.

Bagian penutup

• Terdiri dari tanah penutup perantara, tanah tudung penghalang, tudung geomembran, pelapis tudung drainase, pelapis tanah untuk tumbuhan dan vegetasi penutup.

• Bagian penutup berfungsi meminimumkan infiltrasi air permukaan, mencegah kontaminasi aliran air dan terutama untuk menjamin keamanan lingkungan akibat limbah B3 selama periode sesudah ditutup.

10/3/2013

21

Sumur Injeksi• Sumur injeksi atau sumur dalam (deep well injection) digunakan di

Amerika Serikat sebagai salah satu tempat pembuangan limbah B3 (hazardous wastes).

• Pembuangan ke sumur injeksi dilakukan dengan memompakan limbah cair ke dalam sumur.

• Pembuangan limbah ke sumur dalam (deep well injection) merupakan suatu usaha membuang limbah B3, ke dalam formasi geologi yang berada jauh di bawah permukaan bumi, dan memiliki kemampuan mengikat limbah, seperti halnya kemampuan formasi tersebut menyimpan cadangan minyak dan gas bumi.

• Hal penting untuk diperhatikan adalah struktur dan kestabilan geologi serta hidrogeologi wilayah setempat.

Pembuangan ke sumur dalam dapat dibagi menjadi 5 kelas, yaitu:

• Kelas I untuk membuang limbah B3, non B3, juga limbah rumah tangga (municipal waste) ke lapisan yang berada di bawah lapisan sumber air yang paling bawah (underground source of drinking water).

• Kelas II membuang air yang dikeluarkan dari dalam bumi pada produksi minyak dan gas bumi, yang dapat pula tercampur dengan limbah bukan B3.

• Kelas III untuk menginjeksikan fluida untuk ekstraksi mineral.

• Kelas IV

untuk pembuangan limbah yang mengandung radioaktif, (sumur jenis ini tidak lagi digunakan).

• Kelas V

yang tidak termasuk kelas‐kelas di atas, biasanya untuk pembuangan limbah bukan B3 ke dalam atau ke bagian atas lapisan sumber air.

PENGENDALIAN PENCEMARANLIMBAH CAIR

10/3/2013

22

PRELIMINARY TREATMENT

GRIT CHAMBER

Pengertian dan Fungsi :

Grit :Fraksi organik berat dari bahan padat air limbah dengan kepadatan relatif kira-kira 2,5 sehingga punya kecepatan mengendap yang jauh lebih besar daripada bahan padat air limbah organik (kira-kira 30 mm/det) dibandingkan dengan kecepatan mengendap bahan padat air limbah organik yaitu sebesar 3 mm/det

Grit Chamber :unit bangunan untuk menghilangkan grit dan removal gritini bertujuan untuk :

Melindungi atau mencegah terjadinya gesekan pada peralatan mekanik dan pompa akibat adanya pemakaian yang tidak perlu dan akibat adanya abrasi

Mencegah terjadinya penyumbatan pada pipa akibat adanya endapan kasar di dalam saluran

Mencegah timbulnya efek penyemenan di dasar sludge digester dan primary sedimentation tank

Menurunkan akumulasi material inert di dalam kolam aerasi dan sludge digester yang akan mengurangi volume yang dapat digunakan.

Secara umum ada 3 jenis tipe grit chamber, yaitu: 1. Horizontal flow grit chamber2. Aerated grit chamber 3. Vortex Grit Chamber

10/3/2013

23

HORIZONTAL FLOW GRIT CHAMBER

• Arah alirannya horisontal

• V selalu konstan untuk tiap level debit

• Regulator debit : Proportional WeirParshal flumeparabola flume

Merupakan unit pengolahan pendahuluan ( fisik ) dalam WWTP

BENTUK : batang pararelrods ( balok )wires ( kawat )grating (kisi jeruji )

LETAK :sebelum unit pompa & grit chamber

FUNGSI :menyisihkan material berukuran besar yang masuk ke dalam WWTP yang dapat merusak unit-unit operasi, mengurangi efisiensi kinerja WWTP & mencemari badan air

SCREEN

BAR SCREEN

BAR SCREEN

SARINGAN KASAR(COARSE SCREEN)

SARINGAN HALUS( FINE SCREEN )

BAR SCREEN

SARINGAN KASAR( COARSE SCREEN )

BAR RACKS :

tersusun atas batang/

tongkat pararel

spasi antar batang > 15 mm

COARSE WOVEN WIRE MEDIA :

u / menyaring partikel kecil

media screen terletak vertikal,

screenings disisihkan ke bak

penampung

spasi antar screen : 3-20 mm

COMMINUTOR

(alat pemarut partikel yg

masuk ke kisi2 stasioner)

BAR SCREEN

SARINGAN HALUS( FINE SCREEN )

Lebar bukaan : 2,3 – 6,6 mm

efisiensi removal SS & BOD :

20 – 35%

Bar Racks

10/3/2013

24

BAR RACKS TIPE MECHANICAL CLEANING SEDIMENTASI I• TUJUAN :

• EFISIENSI REMOVAL :

50% - 70% untuk TSS & 30% - 40% untuk BOD5

• Padatan terendap dikumpulkan o/scrapper mekanis hopper sistem pengolahan lumpur

Meremoval partikel yang mudah mengendap dan benda yang terapung serta mengurangi kandungan suspended solid (Eddy& Metcalf, 2003)

PEMBAGIAN ZONA SEDIMENTASI I

Zona sedimentasi I dibagi atas :a. ZONA INLET tempat memperhalus transisi aliran dari

aliran influent ke aliran steady uniform di zonapengendapan

b. ZONA OUTLET tempat memperhalus transisi dari settling zone ke aliran effluent.

c. ZONA LUMPUR tempat menampung material yangdiendapkan berupa lumpur endapan

d. ZONA PENGENDAPAN tempat berlangsungnya proses pengendapan (pemisahan) partikel dari air baku, sehingga harus bebasterlepas dari 3 zona lainnya.

bd

c

a

BAK SEDIMENTASI I

SECONDARY TREATMENT

• BIOLOGICAL TREATMENT

PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS

A E R O B I C A N A E R O B I C

1. SUSPENDED GROWTHPROCESS

2. ATTACHED GROWTHPROCESS

1. UASB (UPFLOW ANAEROBIC SLUDGEBLANKET)

2. RADIAL FLOW REACTOR3. ANAEROBIC BAFFLED

REACTOR (ABR)4. ANAEROBIC FILTER

10/3/2013

25

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

AEROBIC ATTACHED

ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR( R B C )

PENDAHULUAN

ROTATING BIOLOGICAL CONTACTOR( RBC )

SISTEM PENGOLAHAN AEROBIK DENGAN MENGGUNAKAN SERANGKAIAN BENTUK CIRCULAR ( DISK ) YAN TERBUAT DARI BAHAN PVC / POLIMER LAINNYA YANG DISUSUN SECARA PARAREL

RBC ATTACHED GROWTH ( PADA MEDIA PENYANGGA )

SUSPENDED GROWTH PADA REAKTOR

( BIOMASSA YG TERBENTUK PADA ATTACHED GROWTH JAUH LEBIH BESAR DARIPADA SUSPENDED GROWTH )

DISK MIKROPORI LAPISAN BIOSOLID DEGRADASI BIOLOGIS

FUNGSI ROTASI :

MENGATUR MEKANISME AERASI

MENGATUR INTENSITAS KONTAK ANTARA BIOMASSA DENGAN SUBSTRAT SEHINGGA KETEBALAN LAPISAN BIOFILM DAPAT TERJAGA

PROCESS SCHEME

FINAL CLARIFIER

INFLUENT

SLUDGE REMOVAL

RECHARGE

RECYCLING

PRIMARY CLARIFIER ROTORDISK MODULE

EFFLUENT

CHLORINE

10/3/2013

26

TIPE – TIPE RBC :

ALIRAN PARAREL BERSUMBU

ALIRAN TEGAK LURUS BERSUMBU

STEP FEED

TAPERED FEED

TIPE – TIPE RBC :

SOME REFERENCES

Sunter – 1.5 m3/day Kebayoran – 1.5 m3/daDenpasar – 1.5 m3/day

TRICKLING FILTER

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

10/3/2013

27

UNIT – UNIT PADA TRICKLING FILTER

MEDIA FILTER

DISTRIBUTOR ARM

VENTILATION RISER

UNDERDRAINS

SALURAN EFFLUEN


MEDIA 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 BIOFILMKRITERIA MEDIA FILTER IDEAL :

Luas permukaan / unit volume = tinggiMurahKetahanan tinggiPorositas cukup tinggi minimaliasi cloggingResirkulasi Udara ok..!

TIPIKAL MEDIA : PLASTIK ; BATU


DISTRIBUTOR ARM

DESKRIPSI : JUMLAH > 2 POROS DI TENGAH – TENGAH FILTER ; BERGERAK MEMUTAR

ARAH HORIZONTAL DILENGKAPI DENGAN NOZZLE UNTUK MEMERCIKKAN AIR SECARA

MERATA KE SELURUH PERMUKAAN MEDIA FILTER


VENTILATION RISER

FUNGSI:

MENJAMIN SUPLAI OKSIGEN TERCUKUPI UNTUK DAPAT MEMENUHI EFISIENSI SISTEM & MENCEGAH TERJADINYA PROSES ANAEROB AKIBAT KEKURANGAN OKSIGEN


UNDERDRAINSFUNGSI :

MENANGKAP TREATED WATER DARI FILTER & PADATAN YANG TERKELUPAS DARI MEDIA FILTER UNTUK DIALIRKAN KE BAK PENGENDAP II

DESKRIPSI :

MEMPUNYAI BUKAAN DI KEDUA SISI SEHINGGA MEMUDAHKAN PENGECEKAN JIKA SEWAKTU-WAKTU TERJADI CLOGGING

MEMILIKI SLOPE MENUJU EFFLUEN YANG BERADA DI TENGAH FILTER


SALURAN EFFLUEN

FUNGSI :

MENGALIRKAN AIR LIMBAH TEROLAH & PADATAN YANG TERKELUPAS DARI MEDIA FILTER, DARI UNDERDRAIN MENUJU KE BAK PENGENDAP II

KRITERIA :

KECEPATAN MINIMUM = 6 M / DETIK ( UNTUK MENGHINDARITERJADINYA CLOGGING

10/3/2013

28

AEROBIC SUSPENDED

ACTIVATED SLUDGEProses pengolahan biologis = Proses pengolahan dengan

memanfaatkan kemampuan mikroorganisme untukmenguraikan bahan – bahan organik dalam air buangan

Air buangan organik tinggi aerasi kontinyuorganic content turun membentuk gumpalan massaberflokulasi (= ACTIVATED SLUDGE) mengendap effluen = treated wastewater

AERATED LAGOON

168

OVERVIEW

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

10/3/2013

29

169

OVERVIEW

KELEMAHANdistribusi 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

OXIDATION DITCH

Oxidation ditch = parit atau saluran berbentuk lingkaran / oval dilengkapi rotor untuk aerasi jangka panjang

Pertama kali dikembangkan di Belanda (1950)

REMOVAL ABILITY

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

KEUNTUNGAN & KERUGIAN

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

10/3/2013

30

KEUNTUNGAN & KERUGIAN

KERUGIAN :

• Umumnya digunakan untuk pengolahan limbah skala kecil

• Memerlukan area luas ( dimensi saluran besar, kedalaman kecil )

• Rotor sebagai penyuplai Oksigen harus dibersihkan secara periodik

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 / OPERATION

Air 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 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

10/3/2013

31

TAHAPAN PENGOLAHAN

3. PENGENDAPAN

PEMISAHAN SOLID & PEMBUANGAN SUPERNATAN SBG EFFLUEN

4. PENUANGAN

5. IDLE TIME

ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN DALAM S B R

Uniform Influent Distributor

Pemasangan pipa berlubangterkalibrasi untukpendistribusian secara seragamke bawah SBR selamaproses isi & tuang


Jet Aerator

Sistem aerasi yang terdiri atas:pompa resirkulasi ; manifold ; venturi & blower


Jet Mixing System

Sistem venturi, pipa manifold, pompa jet


Coarse Bubble Diffuser

Diffuser dipasang dalam pipadistribusi udara & dialirkanmelalui orifice besar ( diameter : 1 – 2 inch )


Uniform Sludge Collector

Pipa orifice mengambil kelebihanlumpur

10/3/2013

32

GENERAL DESCRIPTION High rate reactor firstly developed by Bahman & Mc Carty Consists of several compartments producing gaseous,

designed by using several vertical baffles couraging upflow by activated sludge which allowed contact between microorganism & wastewater

Bacterias tend to grow, move & settle horizontally within each compartment, low velocity, increase Solid Retention Time (SRT) equal to 100 days on Hydraulic Retention Time (HRT) equal to 20 hours

Less HRT minimizer reactor size less O&M cost Consists of 3 zone :

Acidification Zone Methanation Zone Buffer Zone

ANAEROBIC BAFFLED REACTOR


ZONE CLASSIFICATION

1. Acidification ZoneOccurred mostly on intial compartmentVolatile fatty acid ( VFA) formation decrease pH valueBuffer capacity increased, pH value = increased

2. Methanation ZoneMethane gas produced

3. Buffer ZoneDetermined to stabilize the process


ADVANTAGES ( Barber & Stuckey, 1999 )

1. Constructiona. simply designb. no need mechanical mixingc. minimize cloggingd. minimize sludge bed expansione. low construction costf. low O & M cost

2. Biomassaa. no need biomass with special settlingb. low sludge growthc. high SRTd. no need fixed medium / solid settling chambere. no need gaseous / sludge separation

10/3/2013

33


ADVANTAGES ( Barber & Stuckey, 1999 )

3. Operationala. Low HRTb. allowed intermittent operationalc. stabil hydraulic shock loadingd. long operational without sludge disposal

ANAEROBIC

UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET

UASB

PRINSIP UMUM

•Aliran dalam reaktor = aliran vertikal ke atas ( up flow )•Sludge untuk mendegradasi bahan organik dalam air buangan berada di

dasar reaktor

• influen dasar reaktor mengalir ke atas (upflow)

Gas Solid Liquid Separator Gas ditampung GLSS, sludge kembalike zona sludge blanket, air limbahdipompake ke outlet

KEUNTUNGAN•Beban Loading tinggi•Waktu detensi lebih rendah u/ skala anaerobik•Tidak perlu suplai Oksigen / hemat biaya•Dapat mereoval PO4 ( fosfat ) & NH3 ( Nitrat ) menjadi gas N2 melalui

proses denitrifikasi

UASB

SKEMA REAKTOR UASB

SLUDGE TREATMENT

INTRODUCTION

THICKENING

STABILIZATION

DEWATERING

DISPOSAL

10/3/2013

34

1. PENDAHULUAN

Lumpurdari proses pengolahan

1.Thickening

1. Gravity2. Flotation3. Centrifugation

2. Stabilization

1. ChlorineOxidation

2. Lime Stabilization

3. Heat treatment4. Aerobic Digestion5. Anaerobic Digestion

3. Conditioning

1. Chemical2. Elutriation3. Heat

treatment

4. Dewatering

1. Vacum Filter

2. Filter press3. Horizontal

Belt Filter4. Centrifuga tion5. Drying beds

5. Disposal

1.Land application

2.Composting3.Land Filling4.Incineration5.Recalcinatio

2. THICKENING

GRAVITY FLOTATION CENTRIFUGE

THICKENING

2. 1. GRAVITY THICKENER

TUJUAN :

MENGKONSENTRASI SOLIDS UNDERFLOW & MEREDUKSI VOLUME LUMPUR

TIPIKAL UNIT GRAVITY THICKENER

2. 2. FLOTATION THICKENER

MEKANISME :

Gelembung udara dilarutkan dengan tekanan tinggi tekanan dibebaskan gelembung udara naik menempel pada gumpalan lumpur naik ke permukaan atas bak lumpur terkonsentrasi & tersisihkan

VARIABEL UTAMA :•Rasio resirkulasi

•Konsentrasi solids influen

•Rasio udara/solids

•Kecepatan pembebanan hidrolis

TEKANAN TIPIKAL :50 – 70 lb2 / in2

(345 – 483 kPa, atau 3,4 – 4,8 atm)

TIPIKAL UNIT FLOTASI

2. 3. CENTRIFUGATION

CENTRIFUGATION

SOLID BOWL DECANTER

BASKET TYPENOZZLE

SEPARATOR

SOLID BOWL DECANTER

DESKRIPSI :•Centrifuge ini dapat

digunakan pada tahapan

thickening maupun

dewatering.

•Merupakan percepatan dari

proses sedimentasi dengan

bantuan gaya sentrifugal.

dan bekerja secara kontinyu

10/3/2013

35

4. DEWATERING

VACCUUMFILTER

PRESSURE FILTER SAND DRYING BED

DEWATERING

Clarifier

TEKNOLOGI MEMBRAN

Teknologi Membran:

• Keunggulan proses membran: Separasi dapat dilakukan secara kontinu Konsumsi energi umumnya rendah Dapat dikombinasikan dengan mudah dengan proses

lainnya (hybrid processing) Tidak diperlukan pengubahan fase medium Penggandaan skala (up-scaling) mudah Sifat membran bersifat variable dan dapat dikendalikan Tanpa bahan tambahan

Proses Membran

Relatif baru terus berkembang

Genenasi pertama:

Mikrofiltrasi (MF)

Ultrafiltrasi (UF)

Nanofiltrasi (NF)

Reverse Osmosis (RO)

Eletrodialisis (ED)

Membrane Electrolysis (ME)

Generasi Kedua:

Separasi gas (GS)

Vapour Permeation (VP)

Pervaporation (PV)

Membrane Distillation (MD)

Membrane Contactor (MC)

Fluks Tipikal untuk MF, UF, NF dan RO

Proses Membran

Tekanan (bar)

Permeabilitas(L.m-2.hr-1.bar-1)

MF 0,1 – 2,0 > 50

UF 1,0 – 5,0 10 – 50

NF 5,0 – 20 1,4 – 12

RO 10 - 100 0,05 – 1,4

10/3/2013

36

0,1

1

10

100

1000

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100

Ukuran Partikel/Molekul ( m)

Pe

rbe

da

an

Teka

na

n (

ba

r)

FiltrasiMikrofiltrasi

Ultrafiltrasi

Nano-

filtrasi

Reverse

Osmosis

Perbandingan MF, UF, NF dan RO

MF UF NF/RO

Pemisahan partikel Pemisahan makromolekulPemisahan larutan BM rendah (garam, glukosa, laktosa, mikropolutan

Tekanan osmostik dapat diabaikan (tanpa polarisasi konsentrasi)

Tekanan osmotik dapat diabaikan

Tekanan osmotik tinggi (1 –25 bar)

Tenakan transmembran rendah (< 2 bar)

Tenakan transmembran rendah (1-10 bar)

Tenakan transmembran tinggi (10 - 60 bar)

Struktur membran simetrik atau asimetrik

Struktur membran asimetrik Sruktur membran asimetrik

Ketebatal layer pemisah: Simetrik: 10 – 150 m Asimetrik: 1 m

Ketebatal layer pemisah aktual: Simetrik: 0,1 –1,0 m

Ketebatal layer pemisah aktual: Simetrik: 0,1 –1,0 m

Pemisahan akibat perbedaan ukuran partikel

Pemisahan akibat perbedaan ukuran

Pemisahan akibat perbedaabkelarutan dan difusivitas

Mikrofiltrasi (MF)

MF dapat memisahkan partikel berukuran > 0,05 m

Bahan berukuran < 0,05 m (garam/ion, gula & protein) melewati membran MF

Ukuran pori: 0,08 – 10 m Tekanan : 0,1 – 3 bar

Padatan tersuspensi, sel/biomass, koloid

Membran

Air Garam/ion, Makromolekul

Membran MF (summary):

Membran: Simetris atau asimetris

Ketebalan: 10 – 150 m

Ukuran Pori: 0,05 – 10 m

Driving force: Tekanan (< 2 bar)

Prinsip separasi: Mekanisme penyaringan

Bahan membran Polimer atau keramik

Aplikasi: Aplikasi analitis, sterilisasi (pangan, minuman, farmasi, klsrifikasi minuman (juice, bir, wine), pemisahan sel/biomassa/bioreaktor, air ultra-bersih, recovery metal sebagai oksida atauhidroksida koloid, fermentasi kontinu, pemisahan emulsi air-minyak, waste-water treatment, plasma-pheresis

Ultrafiltrasi (UF)

UF dapat memisahkan bahan berukuran > 0,005 m (BM > 1000 Da)

UF dan MF adalah identik, hanya membran UF asimetris membarn lebih dense

Molekul berukuran kecil (garam/ion, dan gula) dapat melewati membran UF

Aliran permeat dapat digambarkan dengan pers. Konseny-Carmen

Tekanan: 1 – 10 bar

.

Garam-garaman/ion, gula

Partikel dan Makromolekul

Membran

Air

10/3/2013

37

Membran UF (Summary):

Membran Asimetris

Ketebalan 150 m

Ukuran pori 1 – 100 nm

Driving force Tekanan (1 – 10 bar)

Prinsip Pemisahan Mekanisme penyaringan

Bahan membran Polimer (e.g. polysulfone, polyacrylonitrile)

Keramik (e.g. Zirconium oxide, aluminium oxide)

Aplikasi Industri susu (milk, whey, cheese making), industri pangan (pati, protein), klarifikasi minuman, pemisahan emulsi minyak-air, recovery electropaint, dan produk/produk samping, farmasi (enzym, antibiotik, pyrogen), water/ wasteater treatment, daur-ulang air, disinfeksi, penghilangan minyak, membran-bioreaktor

Nonofiltrasi (NF)

. Terletak diantara UF dan RO

Tekanan: 10 – 35 bar

Dapat memisahkan ion dwi-valensi (Mg2+ dan Ca2+), penghilangan kesadahan

MWCO: > 250 Da

Tipikal rejeksi (5 bar, 200 ppm): 60 % NaCl, 80 %, Ca(CO3)2, 98 % MgSO4, Glukosa, Sukrosa

Aplikasi:Pemisahkan gula (sumber C-eksternal), eliminasi warna, TOC, TDS, dan kesadahan, logam berat

Ionbervalensi satu

Partikel, makromolekul, ion bivalen

Membran

Air

NF (Summary):

Membran Komposit

Ketebalan Sublayer 150 m; toplayer 1 m

Ukuran pori < 2 nm

Driving force Tekanan (10 – 25 bar)

Prinsip Pemisahan

Solution-diffusion

Bahan membran Polyamide (interfacial polymerization)

Aplikasi Desalinasi air payau, penyisihan mikropolutan, pelunakan air, wastewater treatment, retensi pewarna (industry tekstil)

Hiperfiltrasi/Reverse Osmosis (RO)

Membran non-porous, hampir hanya air yang dapat melewati membran RO

Garam/ion dan bahan organik > 50 Da dapat dihalangi membran RO

Tekanan: 20-60 bar, tetapi dapat juga s/d 200 bar

Aplikasi: penanganan leachate, penghilangan logam berat, gram-graman, dan bahan organik sintetik

.

Reverse osmosis/Hiperfiltasi (Summary):

Membran Asimetris atau Komposit

Ketebalan Sublayer 150 m; toplayer 1 m

Ukuran pori < 2 nm

Driving force Tekanan: air payau 15 – 25 bar; air laut: 40 –80 bar

Prinsip Pemisahan Solution-diffusion

Bahan membran Cellulose triacetate, aromatic polyamide, polyamide dan poly(ether urea) (interfacial polymerizaztion)

Aplikasi Desalinasi air payau/air laut, produksi air ultra-bersih (industri lektronik), pengkonsentrasian juice atau gula, milk penyisihan mikropolutan, wastewater treatment

Nanofiltrasi dan Reverse Osmosis

Larutan RO NF

Ion monovalen (Na, K, Cl, NO3

-> 90 % < 50 %

Ion bivalen (Ca, Mg, SO4

2-, CO32-

> 99 % > 90 %

Bakteri dan virus > 99 % < 99 %

Microsolute (BM > 100)

> 90 % > 50 %

Microsolute (BM < 100

0 – 99 % 0 – 50 %

10/3/2013

38

BAHAN MEMBRAN

• Bahan Organik (Polimer):– Polimer untuk Membran berpori

– Polimer untuk membran tak-berpori

• Bahan anorganik:– Membran keramik

– Membran gelas

– Membran metal (termasuk karbon)

– Membran zeolit

Kelebihan dan Kekurangan Membran AnorganikKelebihan •Tahan terhadap panas

• Tahan terhadap bahan kimia• Tahan lama• Ukuran pori dapat lebih mudah dikendalikan• Dapat dibackwashing

Kekurangan • Sifat keras dan kaku, menuntut konstruksikhusus• Biaya investasi tinggi• Ketahanan terhadap temperatur sering dibatasioleh bahan pengedap pada sambungan-sambungan modul atau sistem perpipaan

Daur-ulang krom dari limbah cair industri penyamakan kulit Membran UF

Instalasi (perspektif) Proses pengolahan tingkat lanjut yang umum dilakukan adalah:

1. Penghilangan Besi dan Mangan2. Water Softening dengan pengendapan

kimia3. Penukar ion 4. Adsorpsi 5. Proses membran termasuk osmosis

balik6. Oksidasi termasuk oksidasi kimia

10/3/2013

39

• Tahap terakhir dari unit pengolah limbahadalah disposal lumpur yang dihasilkan darimasing‐masingnya yang dapat ditempatkandengan sistem landfills, incenerated, applied to land, atau digunakan untukmengkondisikan tanah yang dalampenanganannya juga harusmempertimbangkan dampak lingkungan daripembuangan tersebut.

PEMILIHAN TEKNOLOGI

• Banyak teknologi yang mungkin dikembangkan untukmenangani air limbah, maka berbagai pertimbangan perludiperhatikan secara teliti sebelum teknologi tersebut dipilih.

Pertimbangan tersebut meliputi :

1. Sumber limbah cair ( asal limbah )

2. Karakter limbah ( kualitatif dan kuantitatif )

3. Daya dukung lingkungan menerima beban limbah

4. Ketersediaan lahan

5. Ketersediaan dana / pertimbangan finansial

6. Ketersediaan tenaga ahli

7. Ketersediaan peralatan pengolah dipasaran bebas / bengkelkonstruksi setempat.

Bahan Rekayasa Lingkungan

Education

Transcript of Bahan Rekayasa Lingkungan