Intro to Sludge Treatment
Program Studi Teknik LingkunganFakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Visual Lumpur dan Hasil Dewatering
Umum• Sludge: Solids dan Biosolids• Wujud solids dan biosolids: liquid atau semisolid liquid
yang mengandung 0,25 – 12 % solids dalam satuan berat
• Solids: total padatan organik dan an-organik dalam air limbah hasil pengolahan.
• Biosolids (WEF, 1998): padatan dalam air limbah merupakan produk organik hasil pengolahan air limbah yang dapat digunakan untuk proses stabilisasi dan composting.
• Sludge dalam lingkup hasil proses pengolahan berhubungan erat dengan proses descriptor yang meliputi: primary sludge, waste-activated sludge, dan secondary sludge.
Tantangan Engineer
Solids dan biosolids
1. Volume
2. Proses
3. Reuse
4. Disposal
Permasalahan
• Komposisi (by volume dan kualitas) sludge yang tidak terolah sangatlah besar.
• Bagian biosolids hasil pengolahan biologis dikomposisikan sebagai bahan organik yang membentuk wujud lain (turunan) akan terdekomposisi dan menjadi lebih offensive.
• Padatan dalam jumlah yang lebih sedikit.
Prinsip Treatment Sludge
• Mereduksi (reduce) AIR dan BAHAN ORGANIK DAN AN-ORGANIK.
• Membuat padatan terolah dengan reuse (first treatment and must be done) atau final disposal (last treatment).
Demonstrasi Nereda
Sumber: http://www.tnw.tudelft.nl/en/current/latest-news/article/detail/kroonprins-opent-zuiveringsinstallatie/
gelas kanan: air lumpur pada awalnya, gelas kiri: kondisi air dan endapan lumpur
setelah 5 menit diberi Nereda
Metode Pengolahan• Dalam Water and Wastewater Treatment Plant:1. Thickening (concentration)2. Conditioning3. Dewatering4. Drying
• Tambahan:1. Digestion2. Composting3. Incineration
Moisture from solids
Stabilisasi Bahan
Organik dalam solids
Metode lainnya...???
Kerangka Pemikiran
• Untuk mendesain fasilitas proses, pengolahan dan disposal, maka yang harus diketahui terlebih dahulu adalah:
1.Sumber sludge2.Karakteristik (kualitas) sludge3.Kuantitas sludge
Contoh:
Sumber Sludge• Screening: tipe solids berupa coarse solids• Grit removal: tipe solids berupa grit and scum • Pre-aeration: tipe solids berupa grit and scum• Primary sedimentation: tipe solids berupa
primary solids and scum• Biological treatment: tipe solids berupa
suspended solids• Secondary sedimentation: tipe solids berupa
secondary biosolids and scum• Solids processing facilities: tipe solids berupa
solids, compost and ashes
Screening
http://www.fontanar.cz/spolecne-obrazky/s3/mechanicke-predcisteni/scch.jpg
Grit Removal
http://grcity.us/enterprise-services/Environment-Services/PublishingImages/3462_wwtp_prelim_211.jpg
http://www.thepoultrysite.com/articles/contents/12-04GritRemoval10.jpg
Pre-aeration
http://ott-system.de/fileadmin/user_upload/airrex-references/Bilder/6/References6a.jpg
http://web.deu.edu.tr/atiksu/ana52/havalan1.gif
Primary Sedimentation
http://image.slidesharecdn.com/industrialwastewatertreatment-141115125117-conversion-gate02/95/industrial-wastewater-treatment-14-638.jpg?cb=1416055926
Biological Treatment
http://www.headworksinternational.com/userfiles/image/BNR-Illustration(2).jpg
Secondary Sedimentation
http://electrical-engineering-portal.com/wp-content/uploads/aerator-clarifier-in-secondary-treatment.gif
Karakterisasi Sludge
• Lihat visual:1. Warna sludge2. Kecenderungan wujud sludge3. Prediksi kandungan sludge dari
sumber pengolahan
Warna Sludge
https://c2.staticflickr.com/2/1252/801887823_f702249ab2_b.jpg
Karakterisasi Sludge• Total dry solids (TS)• Volatile solids (VS)• Grease and fats• Protein• Nitrogen• Phosphorus• Potash• Cellulose• Iron• Silica• pH• Alkalinity• Organic acids• Energy content
Contoh Karakteristik Lumpur Aluminium Hasil Koagulasi
Plant BOD5 (mg/L)
COD (mg/L) pH TS
(mg/L)VS
(mg/L)TSS
(mg/L)VSS
(mg/L)
A 41 540 7,1 1.159 571 1.110 620
B 90 2.100 7,1 10.016 3.656 5.105 2.285
C* 108 15.500 6,0 16.830 10.166 19.044 10.722
D 44 6,0 15.790 4.130
Sumber: AWWA 3rd (1971)
*sampel ini mengandung karbon aktif
Contoh Karakteristik Lumpur Pencucian Filter (Backwash)
Plant Treatment BOD5 (mg/L)
COD (mg/L) pH TS
(mg/L)VS
(mg/L)TSS
(mg/L)VSS
(mg/L)(A) Aluminium Coagulation
4,2 28 7,8 121 44 47 31
(B) Aluminium Coagulation
3,7 75 7,1 378 115 104 53
(C) Aluminium Coagulation
2,8 160 7,8 166 45 75 40
(D) Aluminium Coagulation
1,8 100 60
(E) Iron and Manganese Removal
6,9 1.487 343 1.370 400
Sumber: AWWA 3rd (1971)
Kuantitas Sludge• Primary sedimentation
Specific gravity solids = 1,4Specific gravity sludge = 1,02Dry solids (kg/103 m3) = 110 – 170 (typically = 100 kg/103 m3)
• Penting diketahui untuk kuantitas sludge: (lihat wastewater engineering: treatment and reuse hal. 1457 tabel 14-8) bahwa kuantitas sludge sering diidentikkan dalam satuan solids concentration dalam % dry solids. Jadi untuk mengetahui solids concentration sludge, maka harus diketahui terlebih dahulu dry solids (gravimetri). Contoh:
Kuantitas Sludge
Pada Primary settling tank:• Primary sludge: range = 5 – 9 % dry solids
dan tipikalnya = 4 % dry solids • Scum: range = 3 – 10 % dry solids dan
tipikalnya = 5 % dry solids
Destination of Sludge
Recycling of sewage sludge in Germany (2002)
Sewage sludge routes in the UK (2004)
http://water.wuk1.emsystem.co.uk/home/news/comment/biosolids--090703-1/sewage-sludge.jpg
http://let.mni.fh-giessen.de/forschung/pic%203_en.jpg
http://www.waterworld.com/content/dam/WWI/Volume%2027/Issue-6/z1212WWIcf03.jpg
Output Sludge Treatment
Tugas• Dikumpulkan minggu depan tanggal 21
September 2015, jam 12.00 WIB.• Spesifik tugas:
Untreated sludge dan treated sludge1. Perbedaannya apa?2. Sumber sludge darimana?3. Karakteristik sludge apa?4. Kuantitas sludge berapa?
• Sumber dari 5 referensi berbeda dan bandingkan, serta analisis sederhana.