Proses dewatering adalah tahapan penting dalam manajemen pengolahan limbah berbentuk lumpur. Ada beberapa metode yang biasa digunakan dalam dewatering. Nah, artikel ini akan membantu Anda memahaminya lebih lanjut.
Industri berbasis manufaktur selama memiliki kandungan padatan pada limbah cairnya, maka ekses lumpur akan selalu ada. Jika dibiarkan dan tidak ditangani dengan tepat, maka akan mengganggu jalankan aktifitas produksi bahkan hingga memberikan kontaminasi terhadap lingkungan.
Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengontrol air tanah dalam proses penggalian dan pendirian pondasi bangunan. Jadi, memilih metode dewatering yang tepat juga sangat penting untuk menjaga keberhasilan konstruksi. Lantas, bagaimana cara melakukan dewatering dan metode apa saja yang dianjurkan? Yuk, simak ulasan selengkapnya!
Mengenal Apa Itu Dewatering
Pada dasarnya dewatering adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pemisahan antara fraksi padat dan fraksi cair terhadap larutan dispersi yang sering kita sebut lumpur. Konsentrasi fokus pada bagaimana menambahkan kandungan padatan dan mengurangi kandungan cair pada lumpur.
Kandungan padatan total atau total solid pada lumpur setiap industri berbeda-beda, misal pada industri mineral bisa mencapai 50 % w/w, pada industri sawit hanya sekitar 2-4%, bahkan untuk industri tekstil berkisar 1000 – 5000 ppm saja. Namun yang perlu diperhatikan adalah semakin sering produksi berjalan, maka semakin banyak juga terakumulasi ekses lumpur yang dihasilkan.
.
Oleh sebab itu, penting memilih metode dewatering yang tepat. Alat yang digunakan untuk dewatering adalah pompa alias dewatering pump. Ada beberapa jenis pompa, seperti submersible pumps, centrifugal pumps, dan sebagainya. Pemilihan pompa disesuaikan dengan kuantitas lumpur, kandungan solid, target waktu pekerjaan dan target solid yang ingin didapatkan.
Dalam skenario terburuk, apabila melewatkan proses dewatering ini, maka kerugian yang didapatkan adalah sebagai berikut:
Terjadi penumpukan sedimen lumpur yang melebihi kriteria desain awal pada kolam limbah
Memperberat kinerja unit water treatment setelahnya, baik secara kimia maupun biologis
Meningkatkan waktu hydraulic retention time (HRT) pada kolam anaerobik sehingga bakteri tidak sempat mengurai limbah lumpur
Memperbesar potensi resiko meluber melebihi kapasitas kolam
Hasil akhir pengolahan tidak mencapai baku mutu yang seharusnya dirilis ke badan sungai atau tanah, sehingga mencemarkan kontaminasi lingkungan
Produksi bisa shutdown untuk menanggulangi penumpukan lumpur yang tidak termanage dengan baik, sehingga revenue perusahaan berkurang
Intinya, kontraktor maupun owner harus memastikan bahwa proses dewatering disiapkan secara profesional. Managemen lumpur perlu diperhatikan agar menciptakan kesetimbangan antara produksi dan ekses reaksi samping yang dihasilkan.
Manfaat Dewatering
Berikut beberapa manfaat dewatering secara umum:
1. Menjaga dimensi kolam penampung limbah tetap sesuai desain awal
Setiap kolam limbah didesain sesuai dengan beban permukaan, laju alir limbah, waktu proses dan kualitas hasil akhir yang diinginkan. Permasalahan umum ketika lumpur tidak dimaintain diawal adalah terjadinya penumpukan sedimen yang mengakibatkan dimensi kolam lebih kecil dari desain awal. Walaupun TS dan TSS yang didapatkan pada setiap proses itu sedikit, namun apabila diakumulasikan akan berakibat fatal.
Salah satu solusi yang umum digunakan adalah pencegahan kandungan solid dengan melakukan pemisahan padat-cair atau proses dewatering diawal, sehingga kolam ter-maintain dengan baik sesuai desain awal.
2. Memudahkan pemindahan menuju disposal area
Ketika lumpur masih dalam keadaan liquid akan sangat sulit untuk dipindahkan dari area produksi menuju area disposal karena masa padatan yang didapatkan lebih sedikit dan penanganan beresiko untuk terjadinya pencemaran meluber tercecer berserakan
Oleh karena itu Fasa terbaik dalam proses pemindahan adalah fasa solid yang didapatkan dari proses dewatering. Teknik alternatif pengambilan lumpur pun menjadi lebih mudah dan beragam.
3. Menjaga dan Meningkatkan performa unit utilitas WTP atau WWTP
Unit water treatment sebetulnya difokuskan pada bagaimana menghilangkan senyawa atau kandungan padatan yang tidak kasat mata atau dissolve solid pada air limbah mulai dari pH, hardness, total sulfur, logam terlarut, ion kation anion, odor, color dan sebagainya. Kehadiran TSS, BOD, COD yang tinggi sangat mengganggu efektifitas proses karena unit tidak sesuai peruntukannya. Proses dewatering disinilah diperlukan agar meringankan beban unit WTP tidak bekerja terlalu keras.
4. Menurunkan operasional cost
Proses dewatering ini juga biasanya dimaksudkan untuk menghasilkan lumpur yang hanya mengandung sedikit air. Hal ini ditujukan untuk mengurangi operational cost akibat biata pembuangan sludge ke penampung atau pengepul limbah padat, karena ongkos buang sludge ke penampung limbah memakan biaya yang cukup mahal.
Metode Dewatering
Ada cukup banyak metode dewatering yang sudah terbukti efektif dan masih digunakan sampai sekarang, rata-rata berbasis mekanik, namun ada juga teknologi baru memanfaatkan fungsi geosintetik. Setiap metode memiliki kegunaannya masing-masing, sehingga Anda perlu memilih metode yang tepat dengan kondisi tanah konstruksi dan lingkungan sekitarnya.
Pemilihan metode dewatering juga berpengaruh terhadap biaya. Beberapa metode cenderung lebih mahal daripada yang lain. Berikut lima metode dewatering yang paling umum direkomendasikan.
1. Filter Press
Metode pertama yang umum digunakan adalah filter press. Sesuai namanya, metode ini dilakukan dengan cara kerja memisahkan dua fase yang berbeda yaitu air dan lumpur dengan cara filtrasi menggunakan tekanan. Air atau liquid dipaksa masuk kedalam ruang/chamber untuk melewati pori-pori membran/kain/filter cloth dengan tekanan tertentu untuk mendapatkan kekeringan cake yang tinggi.
Kotoran padat atau sludge akan tertinggal pada cloth, sedangkan filtrat akan keluar melalui pipa kapiler yang terhubung dengan filter plate. Metode ini membutuhkan proses dan alat penunjang lain untuk menghasilkan cake yang kering dan maintenance secara berkala.
Filter Press ini juga biasa digunakan pada mesin yang dipilih untuk proses batch atau tidak kontinyu karena ada jeda waktu untuk mempress dan mengeringkan sludge tersebut.
2. Belt Press
Metode berikutnya yang dianjurkan adalah Belt press. Teknik ini mungkin paling sering dijumpai pada industri skala kecil hingga menengah, Sebuah mesin pemisah lumpur dengan memberikan tekanan menggunakan belt, ditransfer menggunakan conveyor yang bergerak memisahkan sludge yang telah dipress. Proses ini dilakukan secara terus menerus selama jam operasi, dan diperlukan maintenance secara berkala baik untuk conveyornya, pompanya, maupun belt itu sendiri. Kecenderungan output cake ini masih mengandung air dengan kadar yang cukup banyak yakni diatas 40%.
3. Screw Press
Selanjutnya, metode dewatering yang umum digunakan adalah screw press. Biasa digunakan untuk memisahkan sludge dengan kandungan minyak yang cukup tinggi. Memanfaatkan gerakan screw secara turbular menuju plat sehingga menghasilkan tekanan dan air terpisah dari padatannya. Energi dan mekanik yang diperlukan cukup tinggi dan maintenance secara berkala.
4. Sludge Drying Bed
Metode ini sering kita jumpai pada industri dengan jumlah kuantitas lumpur yang tinggi dan lahan yang cukup luas. Proses ini memanfaatkan gravitasi alami dan evaporasi dari teriknya matahari untuk menurunkan kadar air pada sludge yang disimpan pada kolam atau bejana tangki sehingga terjadi proses sedimentasi. Cuaca menjadi faktor penentu kecepatan pemisahan kedua fase ini.
5. d-sludge tube dewatering system
Metode terakhir yang direkomendasikan adalah d-sludge tube dewatering system. Teknik ini memadukan antara mekanik yang dihasilkan dari pompa atau dredger, kimia polimer yang meningkatkan efektifitas dewatering dan teknologi geosintetik berbasis geotextile polypropilen yang berfungsi sebagai wadah containment sekaligus filter untuk menahan padatan dan diwaktu yang bersamaan terjadi proses drainase air keluar melalui pori-pori geotextile.
Sepintas terlihat praktis untuk digunakan dan tidak banyak membutuhkan energi dan proses mekanis. Namun dibalik kepraktisannya, terdapat teknologi yang kompleks, komprehensif dan efektif untuk dewatering.
Tidak seperti geotextile pada umumnya, geotextile ini didesain untuk fungsi sebagai dewatering. Benang polypropilen tidak hanya dianyam / woven tapi di twist untuk mendapatkan tensile strength yang tinggi namun masih bersifat permeable karena terdapat porositas yang tinggi agar air tetap bisa keluar dari padatannya.
Pencampuran kimia didalam pipa flokulator menambahkan nilai kepraktisan dan efisiensi proses sehingga tidak perlu memisahkan unit baru untuk pencampuran polimer dengan lumpur. Polimer ini digunakan untuk meningkatkan massa padatan, menggumpalkan partikel suspensi sehingga mampu untuk settling sehingga ukuran partikel semakin besar dan padatan semakin tertahan oleh material tube.
4 proses yang terjadi dalam tube adalah
Suspension
Settling
Deposition
Consolidation
Metode ini sangat cocok untuk lumpur dengan kuantitas kecil maupun besar sekalipun dengan kandungan cake bisa mencapai lebih dari 90% padatan. Kecepatan dari dewatering bisa diatur dengan kapasitas pompa dan jumlah tube yang dibutuhkan.
Hal-hal yang Perlu Diperhatikan dalam Proses Dewatering
Mudahnya, dewatering adalah proses mengeluarkan kandungan air dari padatan lumpurnya. Meski begitu, seperti yang disinggung di atas, proses dewatering tidak mudah dan cukup berisiko.
Kesalahan dalam menganalisis proses produksi dan manajemen lumpurnya bisa berdampak pada kesalahan memilih metode dewatering. Metode yang salah sangat mungkin berdampak buruk terhadap lingkungan sekitar. Berikut beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses dewatering:
Observasi karakteristik dari lumpur, apakah itu organik atau anorganik dan technical properties lainnya. Hal ini berpengaruh pada pemilihan material tube dan kimia polimer
Jumlah padatan dalam m3 cake yang akan dilakukan proses dewatering
Lahan pad tersedia untuk penempatan penggelaran posisi tube untuk menentukan jumlah tube yang bisa diaplikasikan .
Pengecekan kandungan TSS awal dan TSS yang direncanakan pada lumpur
Apabila ada rencana stacking / penumpukan tube perlu direncanakan layout dan pengisian tube terjadwal sehingga posisi dan bentuk tube tidak terganggu satu sama lain
Lahan pada juga dipastikan pada lahan yang datar dengan toleransi kemiringan tidak lebih dari 0.5% dan dijauhkan dari benda-benda tajam
Jarak buangan dari kolam existing menuju lahan pada d-sludge tube, jarak ini menentukan instalasi pompa dan perpipaan untuk kondisi yang optimal.
Lapisan kedap air pada lahan pad tube agar air tidak langsung meresap ke tanah sehingga mengurangi daya dukung, selain itu agar arah air effluent keluaran tube bisa teratur dan terarah
Jalur parit pada sekitar area tube difungsikan sebagai jalur keluar air effluent agar posisi tube tidak tergenang air sehingga mempercepat konsolidasi padatan
Penampungan air effluent sudah direncanakan apakah langsung dibuang atau ditampung kembali ke kolam existing
Pemilihan polimer dan dosisnya didapatkan dari proses jartest sehingga performa polimer lebih baik
Monitoring pengisian pemompaan pada ketinggian tube yang direkomendasikan, ketika tube atas mencapai titik tertinggi matikan pompa
Pengaturan sequence kerja dan layout kerja agar pekerjaan dewatering lebih tertata dengan baik
Poin-poin ini perlu diobservasi lebih awal sehingga resiko kedepan bisa teratasi dengan optimal. Sedikit saja kesalahan dalam menginterpretasi data awal maka bukan tidak mungkin terjadi kendala seperti kerusakan material, tidak tertangkapnya fasa solid pada tube, effluent menjadi kental dan keruh dan sebagainya.
Alat-alat yang Digunakan untuk Dewatering
d-sludge tube dewatering system dimulai sejak proses pemompaan dari kolam existing menuju material tube yang melibatkan pencampuran kimia polimer didalamnya. Adapun pemasangan sistem pengolahan limbah lumpur d-sludge terdiri dari :
1. Mesin dredger dan floater
Alat ini berfungsi untuk memindahkan material sedimentasi dan suspensi padatan dari kolam existing menuju material tube. Terdiri dari motor penggerak manuver dredger, motor agitator untuk penghancur sedimen yang sudah keras, motor pompa lumpur bisa dalam bentuk sentrifugal maupun submersible, panel kontrol kelistrikan dan rangka ponton sebagai body mesin dredger. Floater digunakan agar pipa discharge dredger tetap berada diatas permukaan air hingga menuju daratan.
2. Tangki dilute dan dosing pump
Pemberian polimer dimulai dari pembuatan larutan polimer pada unit polimer dissolver ini yang selanjutnya diinjeksikan menuju pipa utama menggunakan dosing pump. Tangki ini dilengkapi dengan motor agitator dengan double blade sebagai alat pengaduknya. Beberapa tangki disiapkan mulai dari pencampuran dengan RPM tinggi menuju RPM rendah hingga tangki aging agar larutan siap untuk digunakan.
3. Pipa Flocculator
Pipa ini memegang peranan penting dalam keberhasilan pembentukan flok, pipa yang didesain zigzag dan berputar ini difungsikan sebagai tempat pengadukan antara pipa utama dengan injection port dari larutan polimer. Didalam pipa ini terdapat blade menyilang bergantian agar terdapat tumbukan yang cukup untuk destabilisasi koloid sehingga partikel saling membentuk rantai jembatan yang berakhir jadi aglomerasi flok.
4. Injection Port dan Sampling port
Injection port merupakan pertemuan antara aliran pipa untuk yang berisi sludge dan aliran pipa larutan kimia polimer. Port ini ditempatkan sebelum pipa flocullator.
Sedangkan sampling port ditempatkan setelah pipa flocullator untuk difungsikan sebagai monitor performa polimer dan flokulator sebelum dilanjutkan ke d-sludge tube.
5. Material d-sludge tube
Geotextile polypropilen yang berbentuk seperti karung memanjang dengan tensile dan seam strength yang kuat terhadap tekanan pompa namun permeabilitas air release yang tinggi.
6. Material liner geomembran / terpal / plastik
Lapisan kedap air pada platform pad d-sludge tube agar air keluaran effluent tube tidak langsung membasahi tanah bawahnya sehingga daya dukung tanah tetap terjaga, selain itu juga agar arah air effluent difokuskan pada parit yang sudah dibuatkan.
7. Pompa sirkulasi dan pompa discharge effluent
Pompa discharge dikhususkan untuk mendeliverkan air effluent keluaran d-sludge tube dari platform pad menuju kolam penampung effluen atau kolam existing sedangkan sirkulasi untuk mendapatkan suplai air untuk pembuatan larutan polimer selanjutnya.
8. Instalasi perpipaan, Valve, flowmeter dan kelistrikan
Perpipaan yang dibutuhkan bisa dalam bentuk HDPE, PVC maupun flexible / flat reinforced hose tergantung dari layout kerja sesuai observasi di lapangan, sedangkan valve digunakan untuk mengatur arah dan laju alir sludge menuju d-sludge tube. Perlu diperhatikan juga panel kelistrikan untuk menyuplai energi pada alat-alat mekanik yang tersedia. Diperlukan juga instrumen monitoring seperti flow meter.
Perhitungan Biaya Dewatering
Dewatering biasanya dilakukan dalam proyek besar. Jadi, perlu perhitungan rinci sebelum, saat berlangsung, dan sesudah proses dewatering. Anda juga harus mewaspadai kemungkinan munculnya biaya-biaya tambahan di tengah proses berlangsung. Secara umum, ada beberapa hal yang memengaruhi biaya dewatering, di antaranya:
1. Jumlah kuantitas lumpur metric ton yang akan diproses
Faktor pertama ini sangat berpengaruh dalam penentuan biaya dewatering. Jumlah lumpur yang direncanakan akan dilakukan proses dewatering menentukan seberapa banyak jumlah tube dan polimer yang akan digunakan, seberapa luas lahan yang diperlukan dan seberapa lama proses pekerjaan berlangsung.
2. Kandungan TSS awal dan akhir pada sludge
Kandungan padatan pada sludge tentunya sangat berpengaruh pada waktu pekerjaan dan dosis polimer yang dipakai, semakin besar kandungan TSS awal maka lumpur dalam d-sludge tube akan semakin cepat terisi dan dosis polimer yang diperlukan semakin banyak.
3. Ketersediaan lahan, jarak dan elevasi pemompaan
Semakin dekat lahan yang tersedia untuk penempatan d-sludge tube dengan kolam existing maka biaya yang dikeluarkan semakin sedikit, hal ini berpengaruh terhadap panjang instalasi perpipaan, daya tekanan yang dibutuhkan, penambahan unit pompa booster dan operasional kerja lainnya.
4. Konsentrasi dan dosis polimer yang cocok dengan sludge existing
Performa polimer menjadi hal yang krusial ketika kita mendapatkan material sedimentasi dengan ukuran partikel yang lebih kecil dari pori-pori d-sludge tube. Perhitungan konsentrasi dan dosis polimer yang tepat membuat kita terhindar dari kegagalan pembentukan flok sehingga material padat masih lolos dari d-sludge tube dan pemborosan bahan kimia dan air pelarut yang berlebih.
4. Pemilihan material d-sludge tube
Pemilihan material dihitung berdasarkan observasi data awal sludge, berbeda material berbeda pula spesifikasi mulai dari tensile strength, seam strength hingga porositas laju air keluar. Pemilihan yang tepat berpengaruh pada efektifitas dewatering dan cost-efficiency.
5. Mobilisasi dan demobilisasi
Dewatering adalah langkah yang biasanya dilakukan sebelum konstruksi proyek besar. Jadi, Anda juga harus memperhitungkan mobilisasi dan demobilisasi alat-alat yang dibutuhkan, terlebih jika area konstruksi berjarak cukup jauh dari tempat pembuangan air.
6. Tenaga listrik
Selanjutnya, Anda juga harus memperhitungkan biaya energi listrik untuk menjalankan alat mekanik yang dibutuhkan pada sistem seperti motor-motor pompa.
7. Upah tenaga kerja, Asuransi angkutan dan ketenagakerjaan
Terakhir dan tidak kalah penting, Anda perlu memperhatikan biaya upah dan asuransi untuk para pekerja dan alat-alat yang digunakan. Dewatering adalah proyek besar yang juga membutuhkan perlindungan dan jaminan keamanan terbaik.
Pelaksanaan Dewatering dengan Aman
Dewatering adalah tahap yang berisiko jika tidak dilakukan dengan benar. Jadi, Anda harus memastikan bahwa setiap langkah dalam proses dewatering dilakukan dengan perhitungan yang tepat dan sesuai perhitungan awal.
Metode-metode dewatering di atas sudah teruji selama bertahun-tahun, tapi tentu dengan keunggulan dan kekurangannya masing-masing. Nah, dengan kemajuan teknologi terkini, Anda bisa memastikan proses dewatering berlangsung jauh lebih aman dan efektif.
Memahami kebutuhan tersebut, Geosinindo menawarkan metode d-sludge® System yang jauh lebih aman dan efektif. Metode ini dapat mengurangi debit air hingga 90%. Proses penyaluran air juga terbilang cepat dan aman, tidak akan sampai merusak lingkungan.
Bahkan metode d-sludge® System juga efektif untuk mengatasi tingkat padatan tinggi yang kemudian dapat memudahkan proses pembuangan air. Metode ini dianjurkan untuk beberapa kasus sebagai berikut:
Limbah penambangan
Lumpur yang terkontaminasi
Limbah industri
Lumpur selokan
Kotoran hewan
Nah, itu dia ulasan lengkap seputar dewatering, manfaat, dan metode-metode yang bisa digunakan. Anda dapat memilih metode yang sesuai dengan kebutuhan Anda. Untuk proses dewatering yang efektif dan aman, Anda bisa menggunakan d-sludge® System dari Geosinindo Group. Klik di sini untuk info selengkapnya!
