FASILITAS PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA KIMIA 

Fasilitas pengolahan air limbah yang dimaksud adalah sarana pengolahan air limbah berupa

bak-bak atau tangki yang dibutuhkan pada pengolahan air limbah. Pada tulisan ini design

fasilitas hanya yang dibutuhkan pada pengolahan air limbah secara kimia. Design fasilitas yang

dirancang mengacu kepada flow sheet atau flow diagram proses pengolahan air limbah yang

telah ditetapkan terlebih dahulu.

Berbagai fasilitas bangunan yang dibutuhkan pada pengolahan air limbah secara kimia yaitu :

1. Bak penampung sementara air limbah 

2. Bak tangki berpengaduk (proses koagulasi)

3. Bak tangki berpengaduk (proses flokulasi)

4. Bak clarifier (pemisahan flok)

5. Bak sand filtrasi (untuk menjernihkan air dari kemungkinan flok yang lolos)

6. Pengelolaan flok (dry bed atau filter press)

Peralatan penunjang :

1. Pompa air limbah

2. Dosage pump (pompa bahan koagulan dan flokulan)

3. Motor pengaduk

4. pH kontrol

5. Perpipaan

A. DESIGN BAK PENAMPUNG SEMENTARA AIR       LIMBAH 

Bak penampung sementara air limbah ini berfungsi untuk menampung air limbah sebelum

diproses, bak ini juga berfungsi untuk mengendalikan laju alir air limbah agar konstan,

homogenitas air limbah dan menghindari air limbah menjadi septik atau berbau.  Design fasilitas

bak penampung sementara air limbah perlu memperhatikan jenis air limbah, bentuk bak (segi

empat atau bundar, pada umumnya berbentuk segi empat), penempatan bak (diatas tanah atau

dibawah tanah) dan luas lahan yang tersedia. Pada design bak penampung air limbah

ditetapkan waktu tinggal : 1 hari. 

Contoh Design :Air limbah yang akan dilakukan pengolahan = 30 m3/hari

Waktu tinggal air limbah dalam bak = 1 hari

Volume air limbah dalam bak = 30 m3/hari x 1 hari = 30 m3

Volume bak (10-20%) lebih besar dibanding volume air, maka volume bak = 1,1 x 30 m3 = 33

m3

Kedalaman bak asumsi : ditetapkan 3 meter

Luas bak = 33 m3/3 m = 11 m3

Bentuk bak segi empat, maka dapat ditetapkan panjang 4 m dan lebarnya 3m

Pemasangan bak, 2,5 m dibawah tanah dan 0,5 m diatas tanah. 

B. DESIGN BAK/TANGKI KOAGULASI

Bak koagulasi merupkaan tangki berpengaduk yang berfungsi untuk mereaksikan air limbah

dengan bahan kimia koagulan. Bak koagulasi merupakan tangki pengaduk dengan kecepatan

tinggi (kurang lebih 100 rpm), waktu tinggal dalam tangki ini 5-10 menit, umumnya berbentuk

silinder agar tidak terjadi daerah mati pada sudut-sudut tangki jika tangki berbentuk segi empat. 

Contoh Design :Air limbah yang akan dilakukan pengolahan = 30 m3/hari

Waktu tinggal air limbah dalam tangki koagulasi = 10 menit

Volume air limbah dalam tangki  = 30 m3/hari x (10 menit /1440 menit/hari)  = 0,21 m3 = 210

ml.

Volume tangki  (10-20%) lebih besar dibanding volume air, maka volume bak = 1,1 x 0,21 m3 =

0,231 m3

Tinggi tangki umumnya H/D = 1- 3, misalkan ditetapkan H/D = 2, volume = 1/4 x phi x D^2 x H

maka volume = 1/4 x phi x 2 x D^3

Maka diperoleh Diameter tangki (D) = 0,55 m

Tinggi Tangki (H) = 1,1 m

C. DESIGN BAK/TANGKI FLOKULASIBak Flokulasi merupkaan tangki berpengaduk yang berfungsi untuk mereaksikan air limbah

dengan bahan kimia flokulan. Bak flokulasi merupakan tangki pengaduk dengan kecepatan

lambat (kurang lebih 50 rpm), waktu tinggal dalam tangki ini 20-45 menit, umumnya berbentuk

silinder agar tidak terjadi daerah mati pada sudut-sudut tangki jika tangki berbentuk segi empat. 

Contoh Design :Air limbah yang akan dilakukan pengolahan = 30 m3/hari

Waktu tinggal air limbah dalam tangki flokulasi = 45 menit

Volume air limbah dalam tangki  = 30 m3/hari x (45 menit /1440 menit/hari)  = 0,9375 m3 =

937,5 ml.

Volume tangki  (10-20%) lebih besar dibanding volume air, maka volume bak = 1,1 x 0,9375 m3

= 1,04 m3

Tinggi tangki umumnya H/D = 1- 3, misalkan ditetapkan H/D = 2, volume = 1/4 x phi x D^2 x H

maka volume = 1/4 x phi x 2 x D^3

Maka diperoleh Diameter tangki (D) = 0,9 m

Tinggi Tangki (H) = 1,8 m

C. DESIGN BAK/TANGKI CLARIFIERBak Clarifier merupkaan tangki yang berfungsi untuk memisahkan flok yang terbentuk pada

proses koagulasi dan flokulasi. Bak clarifier ini dapat dirancang berbentuk segi empat, segi

empat panjang maupun silinder. Pada bagian bawah clarifier dapat dilengkapi dengan scraper

atau tidak tergantung sudut kemiringan yang dirancang dan besarnya clarifier yang dibutuhkan. 

Pada tulisan ini dimensi clarifier dirancang berbentuk silinder, dan ditetapkan waktu tinggal air

limbah dalam clarifier secara umum adalah 1 - 4 jam. Pilih waktu yang paling lama untuk

menghindari flok keluar dari bagian atas clarifier.

Contoh Design :

Air limbah yang akan dilakukan pengolahan = 30 m3/hari

Waktu tinggal air limbah dalam bak clarifier  = 4 jam 

Volume air limbah dalam bak clarifier   = 30 m3/hari x (4 jam /24 jam/hari)  = 5 m3 

Volume clarifier = volume air (karena air diharuskan over flow) = 5 m3

Untuk clarifier perbandingan Tinggi (H) terhadap Diameter (D) umumnya H/D = 0,2 - 0,3.

volume = 1/4 x phi x D^2 x H

maka volume = 1/4 x phi x 0,2 x D^3

Diameter clarifier = 3 m

Tinggi clarifier = 0,8 m

Jika mempergunakan data laju alir limpahan clarifier untuk proses pengolahan secara kimia,

dimana berat padatan (flok) mengalami perbuhan pada saat terjadi proses pengendapan

Berdasarkan data laju alir limpahan yaitu : 32 – 48 m3/m2.hari. (literatur, blog pengolahan air

limbah secara fisik design clarifier) 

Luas penampang = 30 m3/hari / (32 m3/m2.hari) = 1 m2

Maka diameter clarifier bagian dalam = 1,2 m

Diameter clarifier pada bagian luar = diameter bagian dalam + (10 - 20) cm, nilai 10-20 cm ini

berada pada bagian atas clarifier yang merupakan ruangan untuk menahan air sebelum

dialirkan ke proses berikutnya atau dibuang

Tinggi clarifier = 5 m

Penentuan tinggi clarifier harus memperhatikan bentuk kerucut pada bagian dasar bak dan

volume kerucutnya. 

                                

 Model pola aliran dalam clarifier

Dalam rangka mengupayakan agar air limbah yang keluar dari clarifier bagian atas dalam

kondisi jernih, maka aliran over flow dari clarifier dialirkan kedalam proses filtrasi (sand filter).

Sedangkan flok yang keluar dari bagian dasar clarifier dialirkan kedalam sand filter yang

terbuka agar terjadi proses filtrasi dan pengeringan flok karena pemanasan sinar matahari. Jika

flok yang terbentuk jumlahnya cukup besar, maka pengolahan flok dapat dilakukan dengan

mempergunakan filter press.

D. DESIGN SAND FILTERSand filter merupakan suatu Bak/tangki yang berfungsi untuk proses filtrasi (penyaringan),

didalam tangki filtrasi terisi media-media padat yang berfungsi untuk menahan flok. Air yang

keluar dari proses filtrasi sudah tidak mengandung flok (airnya sudah jernih). Tinggi dan

diameter sand filter ditentukan oleh besarnya laju alir air yang masuk sand filter.  Dalam design

sand filter harus mengetahui beberapa hal diantaranya :

1. Laju alir air limbah masuk

2. Kecepatan linier air limbah dalam sand filter

3. Jenis media filtrasi yang dipergunakan

4. Ukuran media filtrasi yang dipergunakan

5. Susunan media filtarsi

Contoh Design :Laju alir air limbah masuk sand filter : 1000 m3/jam

Rate filtrasi = 12 gallon/menit/ft2     (ketentuan literatur)                      = 2,7255 m3/jam/ft2Luas penampang sand filter = 1000/2,7255 = 366,9 ft2 = 34 m2Diameter =  6,5 mTinggi filter : dalam menghitung tinggi filter harus ditentukan terlebih dahulu tentang susunan media fliternya. Dalam perencanaan ini hanya mempergunakan 2 lapisan media filter yaitu gravel dan pasir. maka ; 

a. Tinggi lapisan gravel = 0,3 m

b. Tinggi pasir                 = 0,7 mc. Tinggi Ruang kosong atas    = 0,5 md. Tinggi Ruang kosong bawah = 0,5 m

Jadi tinggi seluruhnya tangki filtrasi = 2,0 m  

Fungsi Media Filter

No Nama Media Fungsi Media

1 Pasir SilikaMenyaring lumpur, tanah dan partikel lainnya dalam air, biasanya difungsikan debagai pre-filter untuk diproses dengan filter berikutnya, seperti carbon filter, mangasnis filter, softener dll.

2 Karbon AktifMenghilangkan klorin bebas dan senyawa organik yang menyebabkan bau, rasa dan warna dalam air.

3 Pasir ManganEfektif mengurangi zat besi dan mangan dalam air, dalam air zat ini ditandai dengan perobahan warna air menjadi kemerah-merahan bila diendapkan, air berbau besi.

4 Pasir AktifDigunakan untuk menyaring partikel dalam air, biasa dipakai sebagai pengganti pasir silika pada pre-filter

5 Pasir Zeolit Meningkatkan kadar oksigen dalam air

6 Kartridge FilterMenyaring partikel dalam air sesuai mesh filter, 0.1 micron, 0.5 micron dst. Kartridge filter dipasaran tersedia dengan berbagai ukuran mulai 5 inci, 10 inch dst.