10. pengolahan lumpur.pdf

8/10/2019 10. Pengolahan Lumpur.pdf

1/27

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)
http://www.novapdf.com/http://www.novapdf.com/


2/27


2

a. Grit Chamber

b. Bak sedimentasi I

c. Bak sedimentasi II

d. Bak filter

e. Bak penurunan kesadahanf. Bak presipitasi

http://www.novapdf.com/http://www.novapdf.com/http://www.novapdf.com/


3/27

3

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 tidakmengendap di bak sedimentasi



4/27


5/27

5

1. Tujuan proses thickening adalah untuk memekatkan lumpur danmengurangi 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)



6/27

6

Zone of clear liquid

Sedimentation zone

Thickening zone

Underflow

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


7/27

5. Supernatan yang dihasilkan dari thickener ini (di zoneof clear liquid) masih mempunyai nilai BOD yangbesar, karena itu air dikembalikan ke unit pengolahanlimbah

6. Lumpur yang sudah mengalami thickening

dikeluarkan dari bagian bawah dan dialirkan menujuunit pengolahan lumpur berikutnya

7. Lumpur yang dikeluarkan mempunyai SVR sebesar0,5 - 2

8. SVR (Sludge Volume Ratio) adalah volume sludgeblanket yang terbentuk di thickener dibagi denganvolume lumpur yang dibuang

7



8/27

1. Luas permukaan minimum didasarkan pada hydraulicloading 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

(m3/m2.d)

Solid loading

(kg/m2.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

http://www.nov/http://www.nov/


9/27

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, baikpada kondisi semua beroperasi maupun pada saat ada

pengurasan

9



10/27

B. Kedalaman Thickener

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

2. Hitung kedalaman side water dari thickening zonedengan waktu detensi tertentu

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

4. Hitung kedalaman keseluruhan (free board + clear

zone + sedimentation zone + thickening zone +central)

10



11/27

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

D. Pembuangan Lumpur

1. Hitung jumlah lumpur yang dihasilkanLumpur dihasilkan = (Lumpur masuk) x (solid capture)

2. Hitung debit pompa lumpur dan pilih pompa yangsesuai

3. Cek Sludge Volume Ratio (SVI)

SVI = (volume thickening zone) / (volume thickened sludgeperhari)

11



12/27

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 thickenerOverflow = (Debit lumpur influen) (Debit thickenedsludge)

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

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

solid capture)

12



13/27

Dewatering atau pengeringan lumpur

adalah penyisihan sejumlah air dari

lumpur dengan tujuan untuk mengurangi

volume lumpur.

Dewatering merupakan bagian darirangkaian proses pengolahan lumpur.

Metoda dewatering meliputi filter

presses, belt presses, centrifugation,vacuum filtration, dan sludge drying bed.

PENGERTIAN

13



14/27

Filter pres tersusun olehsejumlah plat filter vertikal

yang menempel pada tangkai

horisontal (lihat Gambar dibawah).

14

Plat filter mempunyai lubang yang

tertutup oleh kain filter. Lumpur yang akan disaring masuk

melalui lubang pada tangkaihorisontal, kemudian menuju lubangpada plat vertikal.

Plat vertikal dapat bergerak sehinggamenekan lumpur dan mendorong air

untuk menembus kain filter. Filtrat yang menembus filter inimengalir menuju outlet filtrat yangberada di tepi dengan arah aksial.

Lumpur kering tetap tinggal di antaraplat.

Untuk mengeluarkan lumpur, maka

plat harus digerakkan kembali denganarah sebaliknya.

Feed sludge

Filtrate

Moving end

Fixed end Filter frame



15/27

15



16/27

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 presadalah:

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



17/27

Belt pres tersusun oleh dua belt yang ditumpangkan pada rodaberputar (lihat Gambar di bawah). Belt yang terletak di bawah terbuatdari anyaman kawat dan sangat berpori.

17

cake

Conditioned

sludge



18/27

18



19/27

Ada tiga zona dalam belt pres, yaitu zona gravitasi, zonaperas, 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 airjatuh melewati belt bawah.

Selanjutnya masuk zona pelepasan, yaitu melalui perjalanan

zigzag agar cake dapat dilepaskan dari kedua belt untukkemudian dikeluarkan.

Kadar solid dalam lumpur setelah diolah dengan belt presadalah: 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



20/27

Komponen filter vacuum:1. Drum silinder dengan

media filter (kain atau

anyaman kawat)

2. Pompa vacuum

3. Penampung filtrat4. Pompa umpan lumpur

Filter vacuum secara skema

dapat dilihat pada

Gambar berikut:

20

Dried

cake

Filtrate

Feed

sludge

Dewater

ingDis-

chargeCake

formation



21/27

21



22/27

Drum yang dilapisi media filter diputar dengankecepatan 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), terjadipenyerapan air di lumpur oleh pompa vacuum sehinggaterjadi pengeringan, dan akhirnya ke zona (iii), terjadipelepasan lumpur kering dari media filter.

Satu kali putaran drum disebut satu cycle time.

22

Filter Vacuum



23/27

Perancangan filter vacuum menggunakan persamaanberikut:

di mana: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, detg = percepatan gravitasi, m/det2

Nilai R dapat ditentukan berdasarkkan percobaan laboratoriummenggunakan vacuum filtration testing apparatus

23

Filter Vacuum

2/1

Y

gR

pw2



24/27

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 dandrain (peresapan).

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

24



25/27

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 digestionK = 1,0 untuk anaerobic digestion

K = 1,6 untuk aerobic digestionR = hujan tahunan, in.

25

Sludge Drying Bed



26/27

26

Outside wall Partition wall

Sand

Gravel

Drain tile

Gambar skema Sludge Drying Bed



27/27

27

10. pengolahan lumpur.pdf

Documents