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.