Apa saja peralatan mekanis yang digunakan dalam pengolahan air dan air limbah?
Pengolahan air dan limbahmerupakan bagian integral dari masyarakat modern. Tujuannya adalah untuk memurnikan air minum, melindungi lingkungan, dan memastikan bahwa air limbah industri dan domestik dapat dibuang sesuai dengan standar. Dalam proses pengolahan ini, berbagai jenis peralatan mekanis memegang peranan penting. Berbagai peralatan mekanis memainkan perannya masing-masing dalam berbagai tahap pengolahan air. Dari prapengolahan hingga pemurnian air akhir, setiap mata rantai bergantung pada dukungan peralatan mekanis yang efisien dan andal.
Artikel ini akan memperkenalkan peralatan mekanik utama yang digunakan dalam pengolahan air dan air limbah secara rinci dan mengeksplorasi fungsi dan peran spesifiknya.
Peralatan mekanik pada tahap pra-perlakuan
Pada tahap pra-pengolahan air dan air limbah, tujuan utamanya adalah untuk menghilangkan zat tersuspensi dan partikel yang lebih besar dalam air agar kualitas air stabil untuk proses pengolahan selanjutnya. Tahap ini biasanya meliputi penyaringan, pengendapan pasir, penghilangan minyak, dan proses lainnya. Berikut ini adalah peralatan mekanis yang umum digunakan.
Mesin layar
Mesin penyaring merupakan peralatan penting dalam tahap prapengolahan. Mesin ini digunakan untuk membuang partikel yang lebih besar, benda yang mengapung, dan kotoran lain dalam air limbah yang dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan pengolahan selanjutnya. Saringan biasanya dipasang di saluran masuk air. Melalui efek penyaringan dari batang logam, material yang lebih besar dicegat di depan saringan dan dibersihkan secara teratur. Menurut ukuran bukaan dan kapasitas pengolahan saringan, mesin penyaring dapat dibagi menjadi saringan kasar dan saringan halus. Saringan kasar terutama digunakan untuk membuang kotoran besar, sedangkan saringan halus digunakan untuk mencegat partikel yang lebih kecil.
Layar putar
Saringan putar adalah peralatan penyaringan dinamis yang cocok untuk menghilangkan partikel tersuspensi dan bahan berserat dalam air. Saringan ini mencegat dan membuang kotoran dalam air melalui saringan yang berputar, dan air yang dimurnikan mengalir ke proses pengolahan selanjutnya melalui saringan. Saringan putar banyak digunakan dalam tahap praperlakuanpengolahan air limbah industridan instalasi pengolahan limbah perkotaan, terutama saat mengolah air limbah yang mengandung sejumlah besar bahan berserat.
Ruang pasir
Ruang grit adalah alat yang digunakan untuk membuang partikel anorganik (seperti pasir dan kerikil) dari air. Saat air mengalir melalui ruang grit, laju aliran melambat, dan partikel yang lebih berat mengendap di dasar untuk membentuk lapisan grit. Desain ruang grit biasanya memerlukan distribusi aliran air yang seragam dan menghindari turbulensi untuk memastikan efisiensi grit. Pasir yang mengendap dikumpulkan oleh hopper pasir dan diangkut ke luar untuk diolah oleh pompa pasir atau pengikis mekanis.
Peralatan mekanik pada tahap pengolahan primer
Sasaran utama dari tahap pengolahan primer adalah untuk menghilangkan padatan tersuspensi, lemak, dan bahan organik yang lebih besar dalam air. Tahap ini biasanya mencakup proses seperti sedimentasi, flotasi, dan filtrasi. Berikut ini adalah peralatan mekanis utama yang digunakan dalam tahap ini.
Tangki sedimentasi primer dan scraper
Tangki sedimentasi primer merupakan peralatan yang umum digunakan dalam pengolahan air limbah, terutama digunakan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dalam air limbah. Air limbah berada di tangki sedimentasi primer selama jangka waktu tertentu, dan material tersuspensi yang lebih berat mengendap ke dasar membentuk lumpur, sedangkan material yang lebih ringan mengapung di permukaan air. Pengikis dipasang di dasar tangki sedimentasi primer. Melalui gerakan rotasi atau bolak-balik, lumpur yang mengendap dikikis ke dalam corong lumpur dan dibuang secara berkala untuk pengolahan selanjutnya.
Peralatan flotasi
Peralatan flotasi digunakan untuk menghilangkan bahan tersuspensi ringan dan lemak yang sulit mengendap di dalam air. Dengan memasukkan gelembung-gelembung halus ke dalam air, bahan tersuspensi ini menempel pada permukaan gelembung dan mengapung ke permukaan air untuk membentuk lapisan busa. Peralatan flotasi biasanya mencakup komponen-komponen seperti perangkat udara terlarut, tangki flotasi, dan pengikis, dan banyak digunakan dalam pengolahan air limbah industri, terutama air limbah yang mengandung sejumlah besar minyak dan lemak.
Saringan pasir
Filter pasir merupakan peralatan penyaringan klasik yang digunakan untuk menghilangkan partikel tersuspensi dan zat koloid dalam air. Saat air mengalir melalui lapisan pasir, partikel terperangkap di lapisan pasir, dan air yang dimurnikan memasuki tahap pengolahan berikutnya. Filter pasir biasanya mengadopsi desain media berlapis-lapis untuk meningkatkan efisiensi penyaringan dan kapasitas pengolahan, serta cocok untuk berbagai skenario aplikasi pengolahan air.
Peralatan mekanik pada tahap pengolahan sekunder
Tahap pengolahan sekunder merupakan mata rantai utama pengolahan air limbah, yang utamanya membuang polutan organik dalam air melalui proses seperti biodegradasi dan redoks. Berikut ini adalah peralatan mekanis yang umum digunakan dalam tahap pengolahan sekunder.
Peralatan aerasi
Peralatan aerasi merupakan peralatan utama dalam proses pengolahan metode lumpur aktif dan metode biofilm. Dengan menyuntikkan udara atau oksigen murni ke dalam limbah, peralatan ini menyediakan oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme untuk mempercepat penguraian bahan organik. Peralatan aerasi yang umum meliputi jenis-jenis seperti aerasi blower, aerasi permukaan mekanis, dan aerasi jet. Efisiensi peralatan aerasi secara langsung memengaruhi efek dan konsumsi energi pengolahan biologis, dan merupakan mata rantai inti dalam pengolahan sekunder.
Tangki sedimentasi sekunder dan pengikis lumpur
Tangki sedimentasi sekunder mirip dengan tangki sedimentasi primer, tetapi fungsi utamanya adalah untuk memisahkan lumpur aktif setelah pengolahan biologis dan air bersih yang telah diolah. Bagian bawah tangki sedimentasi sekunder juga dilengkapi dengan pengikis lumpur untuk mengumpulkan lumpur aktif yang mengendap dan mengembalikannya ke reaktor biologis atau membuangnya untuk pengolahan lumpur. Desain tangki sedimentasi sekunder membutuhkan aliran air yang seragam dan efisiensi sedimentasi yang tinggi untuk memastikan stabilitas kualitas air limbah.
Filter cakram putar
Filter cakram putar adalah filter mekanis efisiensi tinggiperalatan penyaringan, yang sering digunakan untuk penyaringan mendalam setelah pengolahan sekunder. Terdiri dari beberapa cakram filter paralel, dan limbah mengalir di antara cakram filter, dan materi tersuspensi terperangkap di permukaan cakram filter. Gerakan berputar cakram putar memungkinkan cakram filter dibersihkan secara otomatis untuk menjaga kesinambungan efek penyaringan. Peralatan ini memiliki keunggulan tapak kecil, kapasitas pemrosesan besar, dan perawatan mudah, dan cocok untuk ujung pengolahan sekunder berbagai pabrik pengolahan limbah.
Peralatan mekanik pada tahap pengolahan tersier
Tahap pengolahan tersier bertujuan untuk menghilangkan lebih lanjut bahan organik terlarut, nutrisi (seperti nitrogen dan fosfor), dan polutan jejak lainnya dalam air untuk memenuhi standar pembuangan yang lebih tinggi atau mencapai penggunaan kembali sumber daya air. Peralatan mekanis umum dalam tahap ini meliputi peralatan adsorpsi, peralatan presipitasi kimia, dan peralatan pertukaran ion.
Alat penyerap karbon aktif
Adsorpsi karbon aktif merupakan metode umum dalam pengolahan tersier, yang utamanya digunakan untuk menghilangkan bahan organik terlarut dan polutan jejak dalam air. Karbon aktif memiliki struktur pori dan luas permukaan yang sangat berkembang, yang dapat menyerap polutan organik dalam air. Perangkat adsorpsi karbon aktif biasanya mencakup menara adsorpsi dan sistem regenerasi. Karbon aktif jenuh adsorpsi dapat diolah dengan metode regenerasi termal atau regenerasi kimia untuk memulihkan kapasitas adsorpsinya.
Peralatan presipitasi kimia
Peralatan pengendapan kimia digunakan untuk menghilangkan fosfat dan zat anorganik lainnya dalam air yang sulit dihilangkan dengan pengolahan biologis. Dengan menambahkan reagen kimia (seperti garam aluminium, garam besi, dll.) ke dalam air, terbentuk endapan yang tidak larut, yang mengendap di tangki sedimentasi dan dikumpulkan serta diproses oleh pengikis. Peralatan pengendapan kimia banyak digunakan dalam pengolahan air limbah yang mengandung fosfor dan pelunakan air sadah.
Peralatan pertukaran ion
Peralatan penukar ion digunakan untuk menghilangkan ion-ion terlarut dalam air, seperti kalsium, magnesium, nitrat, dll. Peralatan ini menggunakan karakteristik resin penukar ion untuk memurnikan air dengan menukar ion-ion dalam air. Peralatan penukar ion biasanya mencakup kolom penukar ion dan sistem regenerasi. Proses regenerasi memulihkan kapasitas pertukaran resin dengan menambahkan air garam atau regeneran lainnya. Peralatan ini banyak digunakan dalam pelunakan air, desalinasi, dan pengolahan air limbah dalam.
Peralatan pengolahan dan pembuangan lumpur
Pengolahan lumpur merupakan bagian yang tidak dapat dihindari dari sistem air danproses pengolahan air limbahTujuan pengolahan lumpur adalah untuk mengurangi volume lumpur, menghilangkan kadar air, dan membuatnya sesuai untuk pembuangan akhir atau pemanfaatan sumber daya melalui stabilisasi dan pengolahan yang tidak berbahaya. Berikut ini adalah peralatan pengolahan lumpur yang umum.
Pengental lumpur
Pengental lumpur digunakan untuk mengurangi kadar air lumpur, meningkatkan kadar padatan lumpur, dan mempersiapkan pengolahan dehidrasi berikutnya. Peralatan pengental lumpur yang umum meliputi pengental gravitasi, pengental sabuk, dan pengental sentrifugal. Dengan pemekatan, volume lumpur dapat dikurangi secara signifikan, sehingga mengurangi konsumsi energi dan biaya pengolahan berikutnya.
Mesin Pengering Lumpur
Mesin pengering lumpur digunakan untuk menghilangkan kadar air dari lumpur lebih lanjut dan mengolah lumpur pekat menjadi endapan lumpur dengan kadar air rendah. Peralatan pengering lumpur yang umum digunakan meliputi penyaring sabuk, mesin pengering sentrifugal, dan penyaring pelat dan rangka. Endapan lumpur yang dikeringkan volumenya lebih kecil, yang memudahkan transportasi dan pembuangan akhir.
Insinerator lumpur
Untuk lumpur yang mengandung sejumlah besar zat berbahaya atau sulit distabilkan, pembakaran merupakan metode pembuangan yang efektif. Insinerator lumpur mengoksidasi dan menguraikan bahan organik dalam lumpur secara menyeluruh melalui pembakaran bersuhu tinggi, dan sisa abu pembakaran dapat digunakan untuk tempat pembuangan akhir atau keperluan lainnya. Proses pembakaran juga dapat memulihkan energi panas untuk pembangkitan listrik atau pemanasan, sehingga meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya.
Singkatnya, setiap tahap pengolahan air dan air limbah tidak dapat dipisahkan dari dukungan berbagai peralatan mekanis. Mesin penyaring, penyaring putar, dan ruang grit pada tahap prapengolahan, tangki sedimentasi primer, peralatan flotasi, dan saringan pasir pada tahap pengolahan primer, peralatan aerasi, tangki sedimentasi sekunder, dan saringan putar pada tahap pengolahan sekunder, perangkat adsorpsi karbon aktif, peralatan presipitasi kimia, dan peralatan pertukaran ion pada tahap pengolahan tersier, serta pengental lumpur, pengering lumpur, dan insinerator lumpur pada tahap pengolahan lumpur, semuanya merupakan peralatan penting untuk memastikan kelancaran proses pengolahan air.