Belajar › Unit pengolahan
Bak pengering lumpur
Rujukan buku: Buku 3, Bab 8
Apa fungsinya
Bak pengering lumpur (sand drying bed) adalah bak dangkal berdasar pasir dan kerikil tempat lumpur yang dikuras dari unit pengolahan dijemur sampai bisa disekop. Lumpur basah hampir seluruhnya air. Di bak ini air merembes ke bawah melalui pasir dan menguap ke udara, sehingga volume lumpur menyusut berkali-kali lipat. Lumpur kering lebih mudah diangkut dan tidak dibuang sembarangan ke saluran.
Cara kerja
- Lumpur dialirkan ke satu bak sampai setebal lapisan rancangan, lalu dibiarkan.
- Air bebas merembes melalui pasir kasar (20 cm) dan kerikil (15 cm), dikumpulkan pipa berlubang 100 mm di dasar, dan dikembalikan sebagai lindi ke bak pengumpul untuk diolah ulang.
- Sisa air menguap. Lumpur retak-retak dan dapat diangkat setelah cukup kering.
- Beberapa bak dipakai bergilir: satu diisi, yang lain sedang mengering atau dibersihkan.
Rumus dan cara menghitung
V_hari = M / (c x 1000)
V_siklus = V_hari x t_siklus
A_perlu = V_siklus / tebal
A_bak = A_perlu / n_bak
M= massa lumpur bahan kering dari unit pengolahan (kg/hari);c= kadar padat lumpur (pecahan, mis. 0,03)1000= massa jenis lumpur basah, dianggap sama dengan air (kg/m3)t_siklus= lama satu siklus pengisian + pengeringan (hari)tebal= tebal lapisan lumpur per pengisian (m);n_bak= jumlah bak
Tiap bak dibuat dengan panjang sekitar dua kali lebar. Tinggi bak = tebal lumpur + 0,30 m jagaan + 0,45 m lapisan saring dan pipa. Massa lumpur M dijumlahkan dari unit-unit di depannya (tangki septik, ABR, filter anaerobik, biofilter, aerasi). Bila tidak ada unit yang melaporkan lumpur, aplikasi memakai 0,5 x beban TSS masuk.
Kadar padat lumpur
Kadar padat lumpur adalah bagian padatan kering di dalam lumpur basah yang dikuras, dinyatakan dalam persen massa. Lumpur 3 persen berarti dalam 100 kg lumpur basah hanya ada 3 kg padatan; sisanya air.
Angka ini menentukan volume lumpur yang harus ditampung. Kadar yang dianggap terlalu tinggi membuat bak terlalu kecil, sehingga lumpur meluap atau tidak sempat kering. Kadar yang dianggap terlalu rendah membuat bak lebih besar dari perlu. Lumpur 2 persen bervolume 1,5 kali lumpur 3 persen.
Aplikasi memakai 3 persen dan tidak memeriksa rentangnya. Lumpur kurasan unit anaerobik umumnya hanya beberapa persen padatan.
Kalau ragu, pakai nilai yang lebih kecil (lebih aman). Mengubah kadar padat langsung mengubah luas perlu, dan pemeriksaan luas terpasang bisa berubah menjadi PERIKSA.
Tebal lapisan lumpur
Tebal lapisan lumpur adalah tinggi lumpur basah yang dituang ke satu bak pada satu kali pengisian.
Lapisan tipis cepat kering tetapi butuh bak luas. Lapisan tebal menghemat luas, tetapi bagian bawahnya lama sekali kering, berbau, dan menghambat siklus berikutnya.
Rentang di aplikasi 0,20-0,30 m; baku 0,25 m.
Kalau muncul PERIKSA: kembalikan tebal ke dalam rentang. Menipiskan lapisan memperbesar luas perlu; bila lahan sempit, lebih baik menambah jumlah bak atau memperpanjang selang pengurasan unit di depannya daripada menebalkan lapisan.
Siklus pengeringan
Siklus pengeringan adalah lama satu putaran penggunaan bak: mengisi, membiarkan lumpur kering, dan mengangkatnya, dalam hari.
Siklus yang direncanakan terlalu pendek membuat lumpur diangkat saat masih basah atau bak penuh sebelum kering. Siklus terlalu panjang menambah volume per siklus sehingga bak membesar.
Aplikasi memakai 14 hari dan tidak memeriksa rentangnya. Pada musim hujan atau bila bak tidak beratap, waktu kering di lapangan bisa jauh lebih lama.
Kalau di tempat Anda lumpur butuh waktu lebih lama untuk kering, naikkan siklus. Luas perlu naik sebanding, lalu periksa ulang luas terpasang.
Jumlah bak pengering
Jumlah bak pengering adalah banyaknya bak terpisah yang dipakai bergilir. Luas perlu dibagi rata ke semua bak.
Satu bak saja tidak bisa bergilir: lumpur baru akan dituang di atas lumpur yang belum kering. Terlalu banyak bak menambah dinding, pipa, dan biaya, serta membuat setiap bak terlalu kecil untuk dikerjakan dengan sekop.
Rentang di aplikasi 2-6 bak; baku 3 bak (satu diisi, satu mengering, satu dibersihkan).
Kalau muncul PERIKSA: pilih 2-6 bak. Jumlah bak tidak mengubah luas perlu, hanya ukuran tiap bak; dengan sedikit bak, pembulatan ukuran biasanya memberi cadangan luas lebih besar.
Luas terpasang bak pengering
Luas terpasang adalah jumlah luas dalam semua bak setelah panjang dan lebar dibulatkan untuk pelaksanaan.
Luas ini harus paling sedikit sama dengan luas perlu. Bila lebih kecil, lumpur satu siklus tidak tertampung pada tebal rancangan, sehingga operator terpaksa menuang lebih tebal atau menunda pengurasan. Luas yang jauh lebih besar hanya memboroskan lahan dan biaya.
Syarat di aplikasi: luas terpasang ≥ luas perlu.
Kalau muncul PERIKSA: ini biasanya terjadi setelah ukuran bak diubah manual. Perbesar panjang atau lebar bak, tambah jumlah bak, atau periksa kembali kadar padat, tebal lapis, dan siklus yang dimasukkan.
Kriteria perancangan
| Kriteria | Rentang | Acuan |
|---|---|---|
| Tebal lapisan lumpur per pengisian | 0,20 - 0,30 m | Buku 3, Bab 8 |
| Jumlah bak (agar bisa bergilir) | 2 - 6 buah | Buku 3, Bab 8 |
| Luas terpasang terhadap luas perlu | ≥ luas perlu | Buku 3, Bab 8 |
Parameter baku: kadar padat 3 persen, tebal lapis 0,25 m, siklus 14 hari, 3 bak, jagaan 0,30 m, kerikil 15 cm, pasir kasar 20 cm, pipa lindi 100 mm.
Kesalahan yang sering terjadi
- Tidak membuat pipa lindi. Air tertahan di pasir dan lumpur tidak pernah kering.
- Lindi dibuang ke saluran, padahal kadar pencemarnya tinggi; kembalikan ke bak pengumpul.
- Bak tanpa atap di daerah bercurah hujan tinggi.
- Pasir ikut terangkat saat lumpur disekop dan tidak diganti; lapisan saring menipis.
Pemeliharaan dan pengoperasian
Isi bak secara bergilir dan tulis tanggal pengisian pada papan di tiap bak. Angkat lumpur setelah retak-retak dan mudah lepas dari pasir. Ratakan permukaan pasir dan tambahkan pasir yang hilang setelah tiap pengangkatan. Gunakan sepatu bot dan sarung tangan; lumpur tinja mengandung kuman.
Studi kasus: bak pengering lumpur Griya Asri
Rangkaian R1. Lumpur yang dilaporkan unit di depannya: ABR 5,99 kg/hari dan filter anaerobik 1,54 kg/hari, jumlah 7,53 kg bahan kering/hari.
- V_hari = 7,53 / (0,03 x 1000) = 0,251 m3/hari.
- V_siklus = 0,251 x 14 = 3,51 m3.
- A_perlu = 3,51 / 0,25 = 14,1 m2.
- Dibagi 3 bak: 4,7 m2 per bak; lebar 1,6 m, panjang 3,0 m.
- Luas terpasang = 3 x 3,0 x 1,6 = 14,4 m2. Tinggi bak = 0,25 + 0,30 + 0,45 = 1,00 m.
| Pemeriksaan | Nilai | Batas | Status |
|---|---|---|---|
| Tebal lapisan lumpur | 0,25 m | 0,20-0,30 | OK |
| Jumlah bak | 3 buah | 2-6 | OK |
| Luas terpasang | 14,4 m2 | ≥ 14,1 | OK |
Catatan
Pada versi aplikasi ini, bak pengendap awal belum melaporkan lumpurnya, padahal unit itu menyisihkan sebagian besar TSS masuk. Massa lumpur 7,53 kg/hari karena itu kemungkinan lebih kecil dari kenyataan. Untuk rancangan nyata, tambahkan perkiraan lumpur pengendap awal ke massa lumpur, lalu hitung ulang luasnya dengan rumus di atas.
Rujukan
- Buku 3, Bab 8 (seri Menggambar Teknik untuk Teknik Lingkungan).
- Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.
- Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries.