marisa handajani - kuliah.ftsl.itb.ac.id · • loading rate harus disesuaikan dengan kapasitas...
TRANSCRIPT
1
RBC(Rotating Biological Contractor)
Marisa Handajani
Pendahuluan
• Dibangun pertama kali di Jerman (Barat) padatahun 1960 � diperkenalkan di Amerika Serikat
• Di AS dan Kanada,
– 70% � menyisihkan karbon organik saja,
– 25% � kombinasi penyisihan organik dan nitrifikasi,
– 5% � nitrifikasi sesudah pengolahan sekunder
2
Prinsip Dasar
• Suatu RBC terdiri dariserangkaian piringanbundar (polystyrene ataupolyvinyl chloride) yang diletakan berdekatan, yang terendam dalam air buangan dan berputarmelaluinya.
• Piringan ini terpasang adasebuah shaft (as) horizontal
• Ukuran standar:
– Diameter 3,5m
– Panjang 7,5 m
– Luas permukaan piringan9300-13900 m2
• Putaran 1,0-1,6 rpm
40%
70-90%
3
Pertimbangan Desain Proses
• Dengan desain yang tepat, sistem RBC dapat menjadi yang terbaik kinerjanyadibanding dengan sistem “fixed film”lainnya
• Sesuai dengan:– organik loading yang rendah per massa solid
biologi,
– waktu detensi dalam tahap proses biologi, serta
– pengendalian short-circuiting
Pertimbangan dalam desain RBC:
1. Tahapan unit RBC
2. Kriteria pembebanan (loading)
3. Karakteristik efluen
4. Kebutuhan bak pengendap
4
Standar Desain RBC
Tahapan unit RBC
• Konfigurasi tahap sistem RBC merupakan bagianinternal dari proses desain keseluruhan.
• Tahapan dalam sistem RBC ini merupakanpengelompokan media RBC menjadi sel-sel yang independen dalam susunan seri
• Penahapan dapat dilakukan dengan menggunakanbaffle (jika menggunakan tangki tunggal) ataumenggunakan tangki yang terpisah secara seri
• Penahapan akan meningkatkan perubahan kondisidimana organisme yang berbeda dapat berkembangdalam berbagai tingkat � tingkat perkembangan tiaptahap tergantung terutama pada konsentrasi bahanorganik terlarutnya dalam setiap tahapan.
5
SusunanRangkaian& Tahapan
RBC
Step
Feeding
Flow Parallel
Flow Perpendicular
Tapered
feed flow parallel
Laju penyisihan substrat
spesifik yang tinggi akan
terjadi apa biofilm RBC
bila konsentrasi substratair limbah tinggi
• Begitu air buangan mengalir masuk ke dalam sistem,
setiap tahap berikutnya akan menerima influen dalam
konsentrasi organik yang lebih rendah
• Pembebanan yang berlebihan dapat diatasi dengan
menyingkirkan baffle-baffle penyekat antara tahap satu
dengan tahap dua guna menurunkan beban permukaan
dan meningkatkan transfer oksigen.
• Pendekatan lain dapat dilakukan dengan menambahkan
sistem pemberian udara, pengumpanan bertahap atau
resirkulasi dari tahap terakhir.
6
Kriteria Pembebanan
• Kinerja RBC dipengaruhi
– specific surface loading rate
– BOD terlarut untuk penyisihan organik
– NH4-N untruk nitrifikasi
• Loading rate harus disesuaikan dengan kapasitas transfer oksigendari sistem � masalah penurunan kinerja, bau, pelepasan biofilm
• BOD loading untuk tahap pertama harus cukup rendah �
mencegah overloading
• sBOD : 12-20g/m2.hari atau BOD : 24-30g/m2.hari
• Untuk nitrifikasi � sBOD < 15mg/L
• Maksimum Nitrogen surface removal rate = 1,5g N/m2.hari
Karakterisktik Efluen
• Sistem RBC dapat didesain sebagai pengolahan
sekunder ataupun pengolahan lanjut
• Karakterisktik BOD efluen pada pengolahan sekunder
sebanding dengan proses lumpur aktif yang
dioperasikan dengan baik
7
Fasilitas Fisik pada Sistem RBC
• Shaft
• Material Piringan
• Sisteim Pemutar
• Tangki
• Penutup
• Bak pengendap
Shaft– Sebagai pendukung dan pemutar media kontraktor.
– Panjang maksimum dibatasi pada 8,23m dengan
7,62m yang dipergunakan untuk media kontraktor
– Panjang yang lebih pendek : 1,52-7,62m
– Bentuk dan desain detailnya sangat beragam(Manufaktur)��
– Harus dilapisi pelindung korosi dengan ketebalan 13-
20 mm
– Kendala operasional : kesalahan atau kegagalan
shaft. Kegagalan shaft meruakan masalah peralatan
yang paling serius � mengurangi unit proses yang beroperasi dan penyebab kemungkinan kerusakan
bagian dari media.
8
– Penyebab kerusakanan shaft antara lain:
• Desain struktur tidak cukup
• Kejenuhan /kelelahan metal
• Akumulasi biomassa pada permukaan media yang
berlebihan
• Panas
• Solven organik
• Radiasi UV
• Kesalahan perhitungan desain struktur
Material Piringan
• HDPE �corrugation pattern
• Tipe Disk : (total luas permukaan disk
pada shaft)
– Low (standar) density 9300 m2 per 8,23 m shaft
– Medium density
– High density 11000-16700 m2 per 8,23 m shaft
Middle – final stage
9
Tangki
• Ukuran optimum 0,0049 m3/m2 luas
piringan
• Untuk shaft dengan 9300m2 luas piringan
– Volume tangki 45 m3
– Waktu detensi 1,44 jam
– OLR 0,08m3/m2.hari
– Kedalaman air di sisi piringan 1,5m (40%
submerged)
Penutup
• Unit RBC biasanya diberi tutup di bagian
atasnya, Untuk menjaga terhadap:• Temperatur yang rendah
• Kerusakan oleh sinar UV terhadap media plastik
• Kerusakan-kerusakan lain terhadap media dan
peralatan
• Pertumbuhan algae dalam proses
10
Bak Pengendap
• Overflow rate = trickling filter dengan
media plastik
• Lumpur yang terkumpul � instalasi
pengolahan lumpur
Perancangan Proses RBC
• Didasarkan atas penggunaan parameter desainyang diperoleh dari berbagai pengalaman dalammengevaluasi catatan-catatan operasi pada
bebagai unit RBC full-scale
• Faktor utama yang harus dipertimbangkan:
– Luas permukaan piringan
– Spesific loading (g/m2) luas piringan per hari
11
Penyisihan BOD
)/)(00974,0)(2(
)/)(00974,0)(4(11 1
QA
SQAS
s
ns
n
−++−
=
Sn = konsentrasi sBOD pada tahap ke n (mg/l)
As = luas permukaan piringan pada tahap ke n (m2)
Q = debit (m3/hari)
Tahapan Perhitungan
1. Tentukan konsentrasi sBOD pada influen dan efluen serta debit
air buangan
2. Tentukan luas piringan RBC untuk tahap I dengan sBOD
maksimum 12-15 g sBOD/m3.hari
3. Tentukan jumlah shaft dengan menggunakan standard disk
density (9300m2/shaft)
4. Pilih jumlah train untuk desain, debit per train, jumlah tahapan,
dan luas disk/shaft dalam setiap tahap. (pada tahap dengan
beban yang rendah dapat digunakan high density disk)
5. Dari asumsi 4 , Hitung konsentrasi sBOD pada setiap tahap.
Periksa apakah konsentrasi sBOD pada efluen dapat dicapai �
bila tidak modifikasi tahapan
6. Desain bak pengendap
12
Tentukan dimensi RBC
2070g/m3TSS
1090g/m3sBOD
20140g/m3BOD
4000M3/hariDebit
Target Efluen
Primary Effluen
SatuanParameter
Penentuan jumlah shaft untuktahap pertama
• Asumsi sBOD tahap pertama 15 g/m2.hari
• sBOD loading = 90 g/m3 x 4000 m3/hari = 360.000 g/hari
• Luas piringan yang diperlukan =
(360.000 g/hari)/(15 g/m2.hari) =24.000m2
• Standard disk density 9300 m2/shaft
• Jumlah shaft = (24000m2)/(9300 m2/shaft) = 2,6 ≈ 3 shaft untuk tahap 1 dengan 9300 m2/shaft
13
Desain train dan tahapan
1. Asumsi 3 train dgn 3 tahap/train
2. Debit/train = (4000 m3/hari)/3 train
= 1333.3 m3/hari
14
Konsentrasi sBOD tiap tahap
• Tahap 1
– S0 = 90 g/m3– As/Q = 9300m2/1333,3 m3/hari = 6,97 hari/m
– S1 = 29,8 g/m3
• Tahap 2– S2 = 14,8 g/m3
• Tahap 3
– S3 = 9,1 g/m3 � target 10 g/m3 � tercapai
)/)(00974,0)(2(
)/)(00974,0)(4(11 1
QA
SQAS
s
ns
n
−++−
=
OLR
• Tahap I
Lorg= {(4000 m3/hari)(90g/m3)}/{(3)(9300m2)}
= 12,9 g sBOD/m2.hari
• Overall Organik loading
Lorg
={(4000 m3/hari)(140}g/m3)}/{(3 stage)(3 shaft)(9300m2)}
= 6,7 g sBOD/m2.hari