OPTIMASI PENGOLAHAN LUMPUR

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
 2pw 
 µRg 
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

OPTIMASI PENGOLAHAN LUMPUR

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to OPTIMASI PENGOLAHAN LUMPUR

Similar to OPTIMASI PENGOLAHAN LUMPUR (17)

OPTIMASI PENGOLAHAN LUMPUR