Adsorpsi Karbon Aktif: Volume Bed, Diameter Vessel, dan Umur Bed

Target: insinyur desain stasiun pengolahan air limbah (municipal & industri) di Vietnam, Indonesia, Malaysia, dan Thailand Waktu baca: ~6 menit Alat terkait: Desain adsorpsi karbon aktif · Panduan desain

Prinsip

Karbon aktif memolis COD / warna / organik jejak lewat adsorpsi. Dimensi bed ditentukan EBCT (waktu kontak) dan laju beban (velocity). Kapasitas bergantung air Anda — ukur di sampel sendiri, jangan pakai angka limbah berkekuatan tinggi.

Rumus dasar

rem = max(0, C_in − C_out) (mg/L) massa = Q·rem / 1000 (kg/hari) V_bed = Q/24 · EBCT/60 (m³) V_vessel = V_bed / n; A = V_vessel / H; D = √(4·A/π) (m) v = (Q/24) / A (m/jam) EBCT_aktual = H / v · 60 (menit) h_f = 0,35·H·v/10 (m per vessel, total = h_f·n) pakai = massa / kapasitas (kg/hari) umur = V_bed·ρ·1000 / pakai (hari)

Laju beban ≤ 10–15 m/jam; EBCT 20–40 menit (COD), 10–20 (trace organics); kapasitas adsorpsi 0,05–0,40 kg COD/kg karbon; pakai 50–250 g/m³ (COD); backwash 20–40 m/jam 10–20 menit; headloss bersih ≈ 0,35 m per m bed @ 10 m/jam (desain 2–3 m).

Contoh

Q = 2000 m³/hari, C_in = 50, C_out = 10 mg/L, EBCT = 30 menit, H = 2,5 m, n = 2, kapasitas = 0,2, ρ = 0,45: rem = 40; massa = 80 kg/hari; V_bed = 2000/24·30/60 = 41,7 m³; V_vessel = 20,8; A = 8,33 m²; D = √(4·8,33/π) = 3,26 m; v = (2000/24)/8,33 = 10 m/jam (batas); pakai = 80/0,2 = 400 kg/hari; laju_pakai = 400/2000·1000 = 200 g/m³ (dalam 50–250); umur = 41,7·0,45·1000/400 ≈ 47 hari; tahunan = 400·365/1000 = 146 t/tahun.

5 kesalahan desain

1. v > 15 m/jam: bed fluidized, channeling — adsorpsi tidak merata
2. EBCT terlalu pendek: break-through dini, karbon terbuang
3. Pakai kapasitas salah: biaya operasi meledak — cari upstream COD dulu
4. Lupa headloss: h_f total > 2,5 m sebelum fouling → desain salah
5. Tidak siap backwash: biomasa / padatan menumpuk, bed mampet

Tips operasi

Gunakan kalkulator karbon aktif dari debit dan EBCT untuk dapat volume bed dan diameter vessel. Taruh setelah proses UCT bio-P — hilangkan COD tersisa sebelum karbon agar pakai turun.

Kesimpulan

Karbon aktif: V_bed = Q/24 · EBCT/60 D = √(4·A/π) jaga v ≤ 15 m/jam, EBCT 20–40 menit (COD), dan ukur kapasitas di air Anda sendiri. Polishing terakhir sebelum reuse / buangan.