Belajar › Unit pengolahan

Bak pengering lumpur

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Coba di simulasi →

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 (pengendap awal, tangki septik, ABR, filter anaerobik, biofilter, aerasi). Bila tidak ada unit yang melaporkan lumpur, aplikasi memakai 0,5 x beban TSS masuk.

Lumpur pengendap awal ikut dihitung. Bak pengendap awal melaporkan lumpurnya sebagai kg TSS tersisih per hari: beban TSS masuk x efisiensi TSS (0,60). Karena unit ini menahan sebagian besar TSS, lumpurnya biasanya paling besar di antara semua unit, jauh lebih besar dari lumpur ABR atau filter anaerobik. Akibatnya bak pengering lumpur menjadi jauh lebih besar dibanding perhitungan lama yang hanya menjumlahkan lumpur biologis. Unit pemisah minyak dan lemak tidak menyumbang ke bak ini: hasil pengerukan minyak dan lemak diserahkan ke pihak ketiga berizin (Pasal 8 Permen LH/BPLH 11/2025), bukan dikeringkan di sini. Unit tanpa laporan lumpur, seperti lahan basah, dihitung 0.

Kadar padat lumpur

Coba di simulasi →

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

Coba di simulasi →

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

Coba di simulasi →

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

Coba di simulasi →

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

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.

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: pengendap awal 25,65 kg/hari (42,75 kg TSS masuk x 0,60), ABR 5,99 kg/hari, dan filter anaerobik 1,54 kg/hari; jumlah 33,18 kg bahan kering/hari.

1. V_hari = 33,18 / (0,03 x 1000) = 1,106 m3/hari.
2. V_siklus = 1,106 x 14 = 15,48 m3.
3. A_perlu = 15,48 / 0,25 = 61,9 m2.
4. Dibagi 3 bak: 20,6 m2 per bak; lebar 3,3 m, panjang 6,3 m.
5. Luas terpasang = 3 x 6,3 x 3,3 = 62,37 m2. Tinggi bak = 0,25 + 0,30 + 0,45 = 1,00 m.

Tanpa lumpur pengendap awal, massa lumpur hanya 7,53 kg/hari dan luas perlu hanya 14,1 m2; dengan lumpur pengendap awal luas perlu 61,9 m2, sekitar 4,4 kali lebih besar. Itulah sebab bak ini kini jauh lebih besar dari versi sebelumnya.

Perbandingan kelima rangkaian (kadar padat 3 persen, tebal 0,25 m, siklus 14 hari, 3 bak):

Pada R5 lumpur lahan basah dihitung 0. Pada R3 lumpur biofilter 21,0 kg/hari jauh lebih besar dari lumpur filter anaerobik di R1 (1,54 kg/hari) menurut perhitungan aplikasi. Lindi bak pengering (air tapisan yang masih mengandung pencemar) dikembalikan ke bak pengumpul, sehingga ikut diolah ulang.

Latihan

Soal 1 (mudah). Debit 100 m3/hari, TSS masuk pengendap awal 285 mg/L (efisiensi TSS 0,60), lumpur ABR 4,0 kg/hari. Hitung massa lumpur total dan luas perlu bak pengering (kadar padat 3 persen, siklus 14 hari, tebal 0,25 m). Berapa luasnya bila lumpur pengendap awal dilupakan?

Jawaban: lumpur pengendap awal = 285 x 100 / 1000 x 0,60 = 17,1 kg/hari; total M = 21,1 kg/hari. V_hari = 21,1 / 30 = 0,703 m3/hari; V_siklus = 9,85 m3; A = 9,85 / 0,25 = 39,4 m2. Tanpa lumpur pengendap awal: 4,0 / 30 x 14 / 0,25 = 7,5 m2, hanya seperlima luas sebenarnya.

Soal 2 (sedang). Pada soal 1, lumpur hasil uji hanya berkadar padat 2 persen. Berapa luas perlu sekarang?

Jawaban: V_hari = 21,1 / (0,02 x 1000) = 1,055 m3/hari; V_siklus = 14,77 m3; A = 59,1 m2. Luas naik 1,5 kali (dari 39,4 menjadi 59,1 m2), sama dengan 3/2.

Soal 3 (menantang). Lumpur 20 kg/hari, kadar padat 3 persen. Musim hujan memaksa siklus 21 hari dan tebal lapis 0,30 m. Dengan 3 bak, panjang = dua kali lebar (dibulatkan ke atas 0,10 m), berapa ukuran tiap bak dan apakah luas terpasang memenuhi?

Jawaban: V_hari = 20 / 30 = 0,667 m3/hari; V_siklus = 14,0 m3; A_perlu = 14,0 / 0,30 = 46,7 m2; per bak 15,56 m2. Lebar = akar(15,56 / 2) = 2,79, dibulatkan 2,8 m; panjang = 15,56 / 2,8 = 5,56, dibulatkan 5,6 m. Luas terpasang = 3 x 5,6 x 2,8 = 47,04 m2, sedikit di atas 46,7 m2, memenuhi.

Hubungan dengan baku mutu 11/2025

Bak pengering lumpur tidak menurunkan parameter baku mutu apa pun pada air olahan; Permen LH/BPLH 11/2025 menetapkan baku mutu BOD, COD, TSS, amoniak, minyak-lemak, dan fecal coliform di titik penaatan, sedangkan bak ini mengurus lumpur yang dihasilkan unit-unit sebelumnya. Perannya tidak langsung: ia menjaga TSS dan BOD tetap terkendali karena lumpur dikuras sebelum menumpuk dan terbawa ke keluaran, dan lindinya dikembalikan ke bak pengumpul agar tidak menjadi sumber pencemar baru. Ia tidak menurunkan amoniak. Pengelolaan lumpur kering (pemanfaatan atau penyerahan ke pihak ketiga) mengikuti ketentuan lain di luar naskah peraturan ini; lihat halaman baku mutu untuk gambaran parameter yang dipantau.

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.

Foto dan gambar dari sumber terbuka

Foto dan gambar dari sumber terbuka

Foto dari sumber terbuka; hak cipta tetap pada pembuatnya sesuai lisensi.