Pengapungan Dengan Udara Terlarut (DAF): Luas Flotasi, Rasio Udara-Padatan, dan Recycle

Target: insinyur desain pengental lumpur (thickening) stasiun pengolahan air limbah tropis Waktu baca: ~6 menit Alat terkait: Desain DAF thickener · Panduan desain

Prinsip

DAF (Dissolved Air Flotation) mengapung padatan dengan gelembung udara halus: sebagian alir (recycle) ditekan bersama udara dalam saturator, lalu dilepas ke tekanan atmosfer di bak flotasi; gelembung mengikat flok dan angkat ke permukaan, disendok (skim) sebagai lumpur pekat.

Rumus dasar

ds = Q × C_in / 100 × 1000 (kg/hari) dsH = ds / 24 (kg/jam) A = dsH / slr; airKg = A/S × dsH; solML = 20,9 × (Pg + 1) × sat; R = Q_recycle × 24 / Q

slr (solids loading) 10–30 kg/m²·jam; A/S 0,01–0,04; tekanan saturator 3–6 bar(g); saturasi 60–90 %; udara terlarut ≈ 20,9 mL/L per atm (20 °C), naik linear dengan tekanan absolut

Contoh

Untuk Q = 600 m³/hari, C_in = 0,8 % TS, slr = 15, A/S = 0,02, Pg = 5 bar, sat = 0,8: ds = 600 × 0,8 / 100 × 1000 = 4800 kg/hari; dsH = 200 kg/jam; A = 200 / 15 = 13,3 m² (⌀ ≈ 4,1 m); airKg = 0,02 × 200 = 4 kg/jam; solML = 20,9 × 6 × 0,8 = 100,3 mL/L; udara per m³ recycle ≈ 0,12 kg/m³ → Q_recycle ≈ 33 m³/jam; R ≈ 1,33×; beban hidrolis ≈ 4,4 m³/m²·jam (≤ 6); detention ≈ 34 menit (≥ 20); lumpur pekat 5 % → volume turun ~84 %

5 kesalahan desain

1. A/S terlalu kecil: udara kurang, padatan tenggelam bukan terangkat
2. R terlalu tinggi (> 1,5×): beban hidrolis meledak, flok hancur
3. Tekanan saturator rendah: udara terlarut kurang, perlu recycle lebih besar
4. Detention < 20 menit: agregat gelembung–flok belum naik
5. Lupa subnatant kembali ke depan: beban cair bertambah, sering diabaikan

Kesimpulan

DAF: A = dsH / slr A/S = airKg / dsH jaga tekanan saturator 3–6 bar, R ≤ 1,5×, detention ≥ 20 menit; bandingkan dengan pengental gravitasi (footprint vs energi + polimer)