Evaluasi Kinerja RBC [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saat ini pengelolaan terhadap sanitasi khususnya air limbah domestik, menjadi kebutuhan yang sangat diperlukan. Air limbah domestik mengandung senyawa organik yang dapat menurunkan kualitas air, sehingga diperlukan suatu pengolahan agar tidak mencemari lingkungan. PD PAL Banjarmasin sebagai perusahaan pengelola air limbah memberikan solusi berupa pengolahan air limbah secara terpusat (off site system). Untuk mendukung kegiatannya dalam memenuhi pelayanan sanitasi masyarakat, PD PAL memiliki 6 unit Instalasi Pengolahan Air Limbah yaitu IPAL Lambung Mangkurat, IPAL Pekapuran Raya, IPAL HKSN, IPAL Basirih, IPAL Sungai Andai dan IPAL Tanjung Pagar yang tersebar di kota Banjarmasin (PD PAL, 2013). Menurut Samina dkk. (2013) untuk mengetahui tingkat keberhasilan IPAL dalam mengolah air limbah dapat dilakukan evaluasi kinerja sistem IPAL untuk mendapatkan gambaran nyata mengenai kondisi yang terjadi di lapangan. Dalam jurnalnya Fitrahani dkk. (2012) menyebutkan, penentuan kinerja IPAL dapat dilihat berdasarkan karakterisasi fisik tiap unit pengolahan berupa pengukuran terhadap debit, dimensi dan waktu tinggal yang dibandingkan dengan kriteria desain. Selain itu dilakukan juga identifikasi kondisi operasi berupa pengambilan sampel air limbah dengan parameter tertentu untuk mengetahui efektivitas pengolahan pada IPAL tersebut. Evaluasi kinerja IPAL baru dilakukan pada IPAL Pekapuran Raya dan IPAL HKSN dengan kapasitas pengolahan masing-masing IPAL yaitu 2000 m3/hari.



Berdasarkan penelitian Rizkya (2014) di IPAL Pekapuran Raya



didapatkan ketidaksesuaian ukuran lebar bak pengendap kedua, debit dan waktu tinggal air limbah. Karena ukuran bak yang besar dan debit yang masuk kecil, membuat beban permukaan menjadi kecil dan waktu tinggal menjadi lebih lama sehingga berpotensi terjadinya kondisi anaerob pada air limbah. Berdasarkan penelitian Raysa (2015), kapasitas bak pengendap yang besar membuat tampungan air menjadi lebih banyak dan menyebabkan terjadinya kenaikan debit



1



pada RBC melebihi kapasitas pengolahannya. Kenaikan debit ini membuat waktu tinggal air limbah pada RBC menjadi lebih cepat, sehingga perombakan senyawa organik oleh mikroorganisme menjadi lebih singkat. Kondisi seperti ini dapat mengakibatkan terjadinya penurunan efesiensi pengolahan akibat ketidaksesuaian faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengolahan air limbah.



Dari hasil



evaluasi kinerja IPAL yang telah dilakukan didapatkan efesiensi pengolahan air limbah pada IPAL Pekapuran Raya sebesar 65,78% dan IPAL HKSN sebesar 53,425 %. Sejak beroperasi pada tahun 2001 sampai sekarang belum pernah dilakukan evaluasi kinerja pada IPAL Lambung Mangkurat. IPAL ini memiliki kapasitas pengolahan 1000 m3/hari yang terbagi atas 2 bangunan pengolahan dengan kapasitas masing-masing sebesar 500 m3/hari. Karena masing-masing bangunan pengolahan memiliki kapasitas yang sama, sehingga evaluasi dilakukan pada salah satu bangunan saja sebagai perwakilan bagi bangunan pengolahan lainnya. Evaluasi akan dilakukan pada keseluruhan unit pengolahan air limbah yang mencakup karakterisasi fisik pada bak pengendap pertama, RBC dan bak pengendap kedua.



Selain itu dilakukan juga pengambilan sampel untuk



mengidentifikasi kondisi operasi dengan parameter analisa Biological Oxygen Demand (BOD), Total Suspended Solid (TSS), pH, suhu dan Disolve Oxygen (DO) serta pengencekan terhadap beban organik dan beban permukaan air limbah pada tiap unit pengolahan. Evaluasi ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh kesesuaian dimensi terhadap efektivitas kinerja bangunan pengolahan. Melalui kegiatan ini dapat diketahui tingkat keberhasilan IPAL Lambung Mangkurat dalam mengolah air limbahnya. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi masukan bagi IPAL Lambung Mangkurat untuk memperbaiki sistem pengolahan dan mengantisipasi kendala-kendala yang muncul di lapangan, sehingga dapat mengoptimalkan proses pengolahan air limbah yang dilakukan.



2



1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah penelitian ini adalah : 1. Bagaimana pengaruh kesesuaian dimensi terhadap kinerja bangunan pengolahan air limbah ? 2. Bagaimana kondisi operasional meliputi debit, waktu tinggal, beban permukaan dan beban organik air limbah (parameter BOD, TSS, DO,pH dan suhu) ? 3. Bagaimana kinerja tiap unit pengolahan dan IPAL secara keseluruhan dalam mengolah air limbah ? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengevaluasi pengaruh kesesuaian dimensi terhadap kinerja bangunan pengolahan. 2. Menganalisis kondisi operasional meliputi debit, waktu tinggal, beban organik dan beban permukaan. 3. Menganalisis kinerja tiap unit pengolahan dan IPAL secara keseluruhan dalam mengolah air limbah. 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat kegiatan ini adalah mengetahui pengaruh kesesuaian dimensi, debit, waktu tinggal, beban organik dan beban permukaan dengan kriteria desain IPAL. Sehingga dapat diketahui kinerja tiap bangunan pengolahan dan IPAL secara keseluruhan.



Hal ini diharapkan dapat menjadi masukan bagi IPAL



Lambung Mangkurat untuk perbaikan sistem pengolahan dan mengantisipasi kendala-kendala yang muncul di lapangan, sehingga dapat mengoptimalkan proses pengolahan air limbah yang dilakukan.



3



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Limbah Air limbah adalah air bekas pakai yang dihasilkan oleh aktivitas manusia baik yang berasal dari rumah tangga, pertanian, industri maupun tempat-tempat umum yang harus dibuang karena dapat membahayakan kehidupan manusia dan kelestarian lingkungan. Keberadaan air limbah mempengaruhi kualitas badan air penerima karena menyebabkan penurunan kandungan oksigen, terbentuknya substansi-substansi beracun, penurunan atau peningkatan temperatur dan pH yang dapat menyebabkan terganggunya organisme atau sifat fisika dan kimia daerah pembuangan (Asmadi dan Suharno, 2012). 2.2. Karakteristik Air Limbah Sesuai dengan sumbernya, air limbah mempunyai karakteristik yang bervariasi tergantung pada bahan dan proses yang dialaminya. Karakteristik limbah cair dibedakan menjadi 3 bagian yaitu karakteristik fisik, kimia dan biologi. 2.2.1 Karakteristik Fisik



Bau dan rasa disebabkan oleh bahan organik yang dapat membusuk akibat aktivitas mikroorganisme di dalam air. Zat padat di dalam air dibedakan atas zat padat terlarut , tersuspensi dan koloid. Zat padat tersuspensi merupakaN bahan pembentuk endapan yang paling awal dan dapat menghalangi kemampuan produksi zat organik di suatu perairan .



Keberadaan padatan tersuspensi ini



mempengaruhi kekeruhan pada air limbah. Suhu air standar yang diperbolehkan yaitu ± 3OC dari suhu udara. Suhu air mempunyai pengaruh yang besar dalam proses pertukaran zat atau metabolisme dari makhluk hidup. Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi organisme air sehingga mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen.



Peningkatan suhu



disertai dengan penurunan oksigen terlarut sehingga apabila suhu meningkat keberadaan oksigen di air tidak mampu memenuhi kebutuhan oksigen bagi organisme ( Rahayu dan Dyah, 2008). 2.2.2



Karakteristik Kimia Kandungan bahan kimia pada air limbah menentukan sifat dan tingkat bahaya



limbah.



Bahan organik terlarut dapat menghabiskan oksigen dalam air serta akan



menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap. Bahan beracun akan mempengaruhi rantai



4



makanan dan kandungan nutrient pada air dapat menyebabkan terjadinya eutrofikasi. Karakteristik kimia limbah cair terdiri atas Disolve Oxygen ( DO), Biological Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), Nutrient, Minyak dan Lemak. DO atau oksigen terlarut merupakan kebutuhan pokok untuk respirasi yang dibutuhkan oleh mikroorganisme dalam proses dekomposisi bahan organik. Semakin banyak kandungan bahan organik dalam air limbah, maka oksigen yang dibutuhkan untuk proses dekomposisi semakin banyak.



Sehingga, semakin tinggi kandungan bahan



organik pada air limbah maka semakin rendah oksigen terlarut yang ada didalam air tersebut. Kandungan oksigen dalam air dipengaruhi oleh keadaan suhu, pH dan tekanan udara di atasnya (Lestari, 2013). pH adalah ukuran yang menunjukan kadar asam



atau basa dalam suatu larutan untuk menyatakan aktifitas ion hidrogen. Skala pH berkisar antara 1-14, kisaran nilai pH 1-7 termasuk kondisi asam, pH 7-14 termasuk kondisi basa, dan pH 7 adalah kondisi netral (Retnosari dan Maya, 2013). 2.2.3 Karakteristik Biologi Parameter biologi menyatakan banyaknya mikroorganisme yang terdapat dalam air limbah



seperti : bakteri, algae, virus, fungi.



Mikroorganisme diperlukan untuk



menguraikan bahan organik yang ada di dalam air limbah. Oleh karena itu, diperlukan jumlah bakteri yang cukup untuk menguraikan bahan-bahan tersebut. Sifat biologis ini perlu diketahui dalam kaitannya untuk mengetahui tingkat pencemar air limbah sebelum dibuang ke badan air penerima (Asmadi dan Suharno, 2012). 2.3 Air Limbah Domestik Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, yang dimaksud dengan air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan atau kegiatan permukiman, rumah makan (restauran), perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama.



Selain itu air limbah



domestik juga diartikan sebagai air yang telah digunakan dan berasal dari rumah tangga atau pemukiman termasuk di dalamnya adalah yang berasal dari kamar mandi, tempat cuci, wc, tempat memasak dan kegiatan rumah tangga lainnya (Sugiharto, 1987; Santoso). Perairan yang tercemar oleh limbah domestik ditandai dengan jumlah bakteri yang tinggi dan adanya bau busuk, busa, air yang keruh dan BOD 5 yang tinggi. Air limbah domestik dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu black water dan grey water. Air limbah yang berasal dari septik tank (urin dan tinja) disebut dengan blackwater. Sedangkan air limbah yang berasal dari mencuci baju, mencuci piring atau air bekas dari kamar mandi



5



disebut dengan greywater. Greywater mengandung bakteri patogen yang lebih sedikit dan terdekomposisi lebih cepat dibandingkan dengan blackwater (Shovitri, 2012). 2.4 Pengolahan Air Limbah dengan sistem RBC Rotating Biological Contactor (RBC) atau reaktor kontak biologis merupakan adaptasi dari proses pengolahan air limbah dengan biakan melekat. PoluMtan organik terkandung dalam air limbah akan diurai oleh mikroba yang tumbuh di media RBC. ikroba tersebut membentuk suatu lapisan yang disebut biofilm . Media untuk penempelan biofilm berupa piring tipis berbentuk bulat yang dipasang sejajar dalam suatu poros yang terbuat dari baja, membentuk suatu modul RBC. Modul ini diputar di dalam reaktor khusus dimana di dalamnya dialirkan air limbah secara kontinu dengan kecepatan tertentu dan dalam keadaan tercelup sebagian yakni sekitar 40% dari diameter piring (Rahayu dan Dyah, 2008). Rangkaian proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC terdiri atas : 2.4.1 Bak Pemisah Pasir Bak ini berfungsi untuk memisahkan pasir atau lumpur kasar yang dapat diendapkan. Sedangkan kotoran yang mengambang seperti sampah, kain dan lainnya tertahan pada saringan yang dipasang pada inlet kolam tersebut. ( Said, 2005 ). 2.4.2 Bak Kontrol Aliran Bak kontrol aliran digunakan untuk mengatasi masalah yang timbul akibat perubahan aliran. Bak ini menjadi peredam aliran dan mengurangi turbulensi aliran. Sehinnga, jika debit aliran melibihi kapasitas perencanaan, kelebihan debit air limbah dialirkan ke bak kontrol aliran untuk disimpan sementara. Pada saat debit yang masuk kecil, maka air limbah yang ada pada bak kontrol ini di pompa ke bak pengendap awal bersamaan dengan air yang baru masuk sesuai debit yang diinginkan ( Asmadi dan Suharno, 2012). 2.5.3 Bak Pengendap Awal Didalam bak ini lumpur dan padatan tersuspensi mengendap secara gravitasi ke dasar bak.



Pada proses ini aliran air limbah dibuat sangat tenang untuk memberi



kesempatan padatan tersuspensi untuk mengendap. Partikel-partikel yang lebih berat dari air akan terpisah dan mengendap di dasar bak sedangkan partikel-partikel yang memiliki masa jenis lebih kecil dari air akan mengapung pada permukaan air limbah dan ikut masuk ke unit pengolahan selanjutnya. Lumpur yang telah mengendap dikumpulkan dan dipompa ke bak pengendapan lumpur ( Said, 2005 ).



6



Adapun kriteria desain bak pengendap pertama dapat dilihat pada tabel 2.1. Berdasarkan tabel tersebut, terdapat perbedaan kriteria desain untuk bak pengendap pertama antara Metcalf dan Eddy, Qasim, Davis, Viessman dan Hammer, serta Hammer dan Hammer.



Waktu tinggal air limbah pada bak



pengendap pertama berada pada kisaran 1 – 3 jam dengan tipikal 2 jam. Beban permukaan air limbah dengan aliran rata-rata sebesar 24 – 50 m 3/m2.hari sedangkan dengan menggunakan jam puncak, kriteria desain beban permukaan air limbah pada bak pengendap pertama yaitu 60-130 m 3/m2.hari. Karena fungsi bak pengendap untuk menurunkan kandungan padatan tersuspensi, sehingga penurunan kandungan TSS pada bak pengendap pertama lebih besar yaitu mencapai 50-70 %. Sedangkan penurunan kandungan BOD pada bak pengendap pertama hanya mencapai 25-40%. Meskipun penurunan kandungan BOD pada bak ini tergolong rendah namun keberadaan bak ini dapat membantu mengurangi beban biologis pada tahap selanjutnya. Kriteria desain bak pengendap pertama bentuk persegi panjang memiliki ukuran panjang 3 – 100 m; kedalaman 2 – 5 m; lebar 3 – 24 m dengan rasio panjang dengan lebar sebesar 1 – 7,5 m dan rasio panjang dengan kedalaman sebesar 4,2 – 25 m. Kemiringan lantai yang diperbolehkan untuk bak dengan bentuk persegi panjang yaitu sebesar 1 %. Untuk bak pengendap pertama dengan bentuk lingkaran memiliki kriteria desain kedalaman 2,1 – 6 m ; diameter bak 3 – 100 m dan kemiringan dasar bak sebesar 1/16-1/6 mm/mm.



7



Tabel 2.1 Kriteria Desain Bak Pengendap Pertama (Metcalf dan Eddy, 2003:396-398; Qasim 1985:336; Davis, 2010:21-23; Viessman dan Hammer, 1998:378; Hammer dan Hammer, 2004:37-372)



Unit



Satuan



(Metcalf dan Eddy, 2003)



Kisaran Waktu Tinggal



Jam



1,5 - 2,5



(Qasim, 1985)



Tipikal



Kisaran 2



(Viessman dan Hammer,1998) (Hammer dan Hammer, 2004)*



(Davis,2010)



Tipikal



Kisaran



1 -2



Tipikal



1,5 - 2,5



Kisaran



Kriteria Desain



Kisaran



2



1-3



Tipikal



1-3



2



Beban Permukaan: m3/m2.hari



30 – 50



40



30 - 50



40



30 - 50



40



24 - 32



24 - 50



Aliran jam puncak



m3/m2.hari



80 – 120



100



70 - 130



100



60 - 120



100



61



60 - 130



Kecepatan Aliran



m/det



Pengurangan TSS



%



50 – 70



50 -70



50



50 - 70



Pengurangan BOD



%



25 – 40



30 - 40



30 - 40



25 - 40



Kedalaman



m



3 - 4,9



Panjang



m



Lebar



m



Rasio panjang-lebar



Aliran rata-rata



100



0,020 - 0,025



Tangki Persegi 4,3



2,5 - 5



3,5



2-5



4,3



2 - 2,5*



2-5



3,5 - 4,3



15 – 90



24 - 40



10 - 100



25 - 60



30 - 100



30 - 60



3 - 6,1*



3 - 100



24 - 60



3 – 24



4,9 - 9,8



3 - 24



6 - 10



3 - 24



6



3 -24



m



1 - 7,5



4



1 - 7,5



4,9 - 10 4



Rasio panjang-kedalaman



m



4,2 - 25



7 - 18



4,2 - 25



7 - 18



Kemiringan lantai



%



1



1



Tangki Lingkaran m



3 - 4,9



4,3



3-6



3-5



4,3



2,1 - 3,7*



2,1 - 6



Diameter



m



3 – 60



12 - 60



3 - 60



3 - 100



12 - 45



9 - 46*



3 - 100



Kemiringan dasar



mm/mm



1/16 - 1/6



1/12



Kedalaman



1/12



1/16 - 1/6



1/12



Sumber : (Raysa, 2015).



8



2.5.4 Rotatical Biological Contractor (RBC) Pengolahan air limbah dengan RBC merupakan pengolahan air limbah dengan sistem biologis yang terdiri atas piringan melingkar yang dipasang sejajar dalam suatu poros yang terbuat dari baja membentuk suatu modul RBC. Selanjutnya modul diputar di dalam reaktor khusus dimana di dalamnya dialirkan air limbah secara kontinu dengan kecepatan tertentu. Modul-modul tersebut diputar dalam keadaan tercelup sebagian yakni sekitar 40% dari diameter piring. Polutan organik yang terkandung dalam air limbah akan diurai oleh mikroba yang tumbuh di media RBC, dengan sistem biakan melekat (attached culture). Mikroba tersebut membentuk suatu lapisan yang disebut biofilm (biasanya terdiri dari bakteri, alga, protozoa dan fungi) (Rahayu dan Dyah, 2008). Pada saat biofilm yang melekat pada media tercelup ke dalam air limbah, mikroorganisme akan menyerap senyawa organik yang ada dalam air limbah tersebut. Pada saat biofilm berada di atas permukaan air, mikroorganime menyerap oksigen dari udara



untuk menguraikan senyawa organik dalam air.



Selama proses berlangsung,



biofilm semakin menebal akibat adanya pertumbuhan mikroorganisme dan sebagian akan terkelupas akibat ketidakmampuan biofilm menahan beban biomassa (Febriani, 2014). Kriteria desain RBC dapat dilihat pada tabel 2.2. Tabel 2.2 Kriteria Desain RBC (Metcalf dan Eddy, 2003:396-398; Viessman dan Hammer, 1998:378)



Parameter



Beban hidrolis Beban organik BOD terlarut BOD total BOD max tahap 1 BOD terlarut BOD total Waktu Tinggal Pengurangan BOD Effluent BOD Sumber : Raysa (2015)



Unit



m3/m2.hari



(Metcalf dan Eddy, 2003)



(Viessman dan Hammer,19 98)



0,08 - 0,16



Kriteria Desain 0,08 - 0,16



g sBOD/m2.hari g sBOD/m2.hari



4 - 10 8 -20



7,5 15



4 - 10 8 - 20



g sBOD/m2.hari g sBOD/m2.hari Jam % mg/L



12 - 15 24 - 30 0,7 - 1,5 80 - 95 15 - 30



30 60



12 - 30 24 - 60 0,7 - 1,5 80 -95 15 - 30



30



9



2.5.4 Bak Pengendap Akhir Air limbah yang telah malewati pengolahan tahap 1 dan 2 akan mengalami proses pada tahap 3 yang merupakan pengendap akhir untuk menurunkan padatan tersuspensi yang masih terikut di dalam aliran. Proses pengendapan padatan tersupensi pada bak pengendap akhir tejadi secara gravitasi.



Padatan yang berasal dari proses pengolahan



RBC lebih mudah di endapkan karena ukurannya lebih besar dan lebih berat. Air limbah yang keluar pada bak pengendap akhir umumnya sudah jernih, selanjutnya air ini dialirkan ke bak khlorinasi (Said, 2005). Menurut Metcalf dan Eddy (2003) serta Davis (2010) waktu tinggal air limbah pada bak pengendap kedua selama 2-4 jam. Beban permukaan air limbah untuk aliran rata-rata sebesar 15 – 32 m 3/m2.hari sedangkan untuk aliran jam puncak beban permukaan air limbah sebesar 40 - 49 m 3/m2.hari.



Pengurangan kandungan BOD pada bak



pengendap kedua mencapai 88 %. Dimensi bak pengendap kedua dengan bentuk persegi panjang memiliki kedalaman 3 – 6 m; panjang 3 - < 110 m dan lebar 6 – 24 m. Sedangkan untuk bak pengendap kedua dengan bentuk lingkaran, memiliki kriteria desain bak dengan kedalaman 4 - 6 m dan diameter 10 – 100 . Kriteria desain bak pengendap kedua dapat dilihat pada tabel 2.3. Tabel 2.3 Kriteria Desain Bak Pengendap Kedua (Metcalf dan Eddy, 2003:396-398; Qasim 1985:336; Davis, 2010:21-23; Viessman dan Hammer, 1998:378 )



Unit



Waktu Tinggal Beban Permukaan: Aliran rata-rata Aliran jam puncak Beban padatan Aliran rata-rata Aliran jam puncak



Efesiensi BOD Tangki Persegi Panjang Kedalaman Panjang Lebar Tangki Lingkaran Kedalaman Diameter Sumber : Raysa (2015)



Satuan



Jam m3/m2.hari m3/m2.hari



(Metcalf dan Eddy, 2003) Kisaran 2-4 16 - 32



Kg/m2.hari Kg/m2.hari



M M



Kisaran 2-4



3 - 4,5 3 - 90 6 - 24



(Viessman dan Hammer,1998)



(Davis,2010) Kisaran



Tipikal



15 - 32 40 - 48 49 - 119 100 - 220 88



% M M M



(Qasim, 1985)



4-6



4-6 10 - 60



Kisaran



Kriteria Desain Kisaran 2-4



33 49



4-5 100



15 - 33 40 - 49 49 - 119 100 - 220 88



100 - 150



4-5 < 110 6 - 24



Tipikal



2,1 - 2,4 30 - 60



3-6 3 - < 110 6 - 24



30 - 60



> 50



10-100



>50



10



2.4.5 Khlorinasi Air hasil pengolahan bak pengendap akhir masih mengandung bakteri e-coli, virus dan berpotensi menginveksi masyarakat sekitar. Untuk itu pemberian khlor dapat dilakukan untuk membunuh mikroorganisme pantogen yang ada di dalam air. Pada proses khlorinasi, larutan klorin dengan dosis dan waktu kontak tertentu dialirkan ke dalam air limpasan IPAL melalui saluran selang yang dilengkapi pengatur aliran/kran sehingga mikroorganisme pantogen dapat dimatikan. Setelah melalui bak ini, air limbah yang telah di olah di alirkan ke badan air penerima (Ratnawati dkk, 2014). 2.4.6 Bak Pemekat Lumpur Lumpur yang berasal dari bak pengendap awal dan bak pengendap akhir dikumpulkan di bak pemekat lumpur. Didalam bak tersebut, lumpur diaduk secara pelan dan dipekatkan dengan cara di diamkan sehingga lumpurnya mengendap. Selanjutnya, air yang ada di bagian atas dialirkan kembali ke bak pengendap awal sedangkan lumpur di pompa ke bak pengering lumpur (Said, 2005). 2.5 Faktor yang Mempengaruhi Pengolahan Faktor yang mempengaruhi pengolahan air limbah pada IPAL meliputi dimensi, debit dan waktu tinggal. Ketiga faktor tersebut memiliki hubungan yang erat satu dengan yang lainnya sehingga dengan diketahuinya faktor-faktor tersebut dapat dianalisa kinerja IPAL dalam mengolah air limbah. 2.5.1



Volume Bangunan Volume bangunan merupakan ukuran panjang, lebar dan tinggi bangunan. Dalam



hal ini volume bangunan dapat digunakan untuk menetukan debit dan waktu tinggal air limbah. Persamaan volume bangunan dapat dilihat pada persamaan sebagai berikut : V=PxLxT



….(2.1)



Keterangan : V = Volume bangunan ( m3) P = Panjang Bangunan ( m ) L = Lebar Bangunan ( m ) T = Tinggi Bangunan ( m ) 2.5.2



Debit Debit merupakan jumlah aliran air persatuan waktu.



Satuan waktu yang



digunakan dapat dalam hitungan detik, menit atau jam. Debit yang masuk mempengaruhi beban organik yang akan diolah pada IPAL, semakin sedikit debit yang masuk maka



11



beban organik semakin sedikit dan efesiensi pengolahan IPAL akan semakin berkurang. Persamaan debit yang masuk melalui suatu saluran, yaitu : Q=



A xv



….(2.2)



Apabila pertihungan debit didasarkan pada waktu tinggal air dalam suatu bangunan, maka persamaannya adalah :



V td



Q=



….(2.3) Keterangan : Q



= Debit ( m3/hari)



A = Luas Penampang saluran Td = Waktu tinggal (s) v = Kecepatan aliran (m/s) V = Volume (m3) (Khaliq, 2013). 2.5.3



Waktu Tinggal Waktu tinggal merupakan waktu yang diperlukan limbah cair dalam mengisi bak/



wadahnya dari awal masuk sampai penuh dan mulai mengalir ke bak lainnya.



Waktu



tinggal juga dapat diartikan waktu yang diperlukan oleh suatu tahap pengolahan agara tujuan pengolahan dapat tercapai secara optimal. Persamaan waktu tinggal adalah sebagai berikut : Td =



V Q ….(2.3)



Keterangan : V = Volume ( m3) Q = Debit (m3/hari) Td = Waktu tinggal (s) 2.5.4



Beban Permukaan Beban permukaan adalah jumlah air limbah yang diolah persatuan luas



permukaan media per hari.



Beban permukaan berbanding lurus dengan debit dan



berbanding berbading dengan luas permukaan media.



Persamaan beban permukaan



adalah sebagai berikut : HL



=



Q A



….(2.4)



12



Keterangan : HL



= Beban permukaan (m3/m2.hari)



Q



= Debit (m3/hari)



A



= Luas media (m2)



2.5.5



Beban Organik Beban organik adalah jumlah zat organik yang ada di dalam air limbah yang akan



diolah. Beban organik ini ditunjukkan oleh kandungan BOD dan COD. BO



= ( Q.Co) / A



….(2.5)



Keterangan : Q



= Debit air limbah (m3/hari)



Co



= Konsentrasi BOD (mg/L)



A



= Luas permukaan media (m2)



BO



= Beban organik (mg/m2.hari)



13



BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian Sejak beroperasi pada tahun 2001 sampai sekarang, belum pernah dilakukan evaluasi kinerja pada IPAL Lambung Mangkurat. Evaluasi sendiri berfungsi untuk mengetahui tingkat keberhasilan IPAL dalam mengolah air limbahnya. IPAL



Sehingga, penelitian ini diharapkan dapat menjadi masukan bagi



Lambung



mengantisipasi



Mangkurat



kendala-kendala



untuk yang



memperbaiki muncul



di



sistem lapangan



pengolahan, dan



dapat



mengoptimalkan proses pengolahan air limbah yang dilakukan. Evaluasi kinerja IPAL dilakukan pada skala lapangan dan skala laboratorium.



Penelitian skala lapangan mencakup karakterisasi fisik berupa



kesesuaian dimensi, debit dan waktu tinggal air limbah pada tiap unit pengolahan dengan kriteria desain. Selain itu dilakukan juga pengukuran langsung terhadap kualitas air limbah parameter DO, pH dan suhu.



Sedangkan penelitian skala



laboratorium mencakup pengujian sampel air limbah dengan parameter BOD dan TSS. Hasil yang didapatkan berdasarkan penelitian lapangan dan laboratorium ini akan dilakukan pengecekan terhadap beban permukaan, beban organik, dan perhitungan efesiensi pada tiap unit pengolahan. Evaluasi kinerja IPAL yang dilakukan terdiri atas: 1. Pelaksanaan a. Pengukuran debit, dimensi dan waktu tinggal Tahap ini berupa analisa terhadap dimensi, debit dan waktu tinggal serta pengecekan beban permukaan tiap bangunan pengolahan yang dibandingkan dengan kriteria desain. Pengukuran debit terdiri 2 tahap yaitu pengukuran debit eksisting dan debit tiap unit pengolahan. Pengukuran debit eksisting dilakukan secara manual selama 7 hari dengan lama pengukuran 24 jam per hari. Pengukuran debit eksisting ini dilakukan pada inlet IPAL untuk mengetahui debit yang masuk secara keseluruhan, sehingga dapat ditentukan perwakilan hari dan jam puncak air limbah sebagai



tolak ukur untuk



pengambilan sampel air pertama kali pada inlet bak pengendap pertama.



14



Pada saat pengukuran debit ini juga akan dilakukan pengukuran terhadap kualitas air limbah dengan parameter DO, pH dan suhu. Tabel pengukuran debit eksisting dapat dilihat pada lampiran 1. Dikarenakan sistem pengolahan air limbah dari bak pengendap pertama, RBC dan pengendap kedua terjadi secara gravitasi, sehingga pengukuran debit untuk tiap unit pengolahan dilakukan pada outlet RBC. Pengukuran ini dilakukan selama 3 hari didasarkan pada perwakilan hari selama satu minggu yang didapatkan pada pengukuran debit eksisting. Pengukuran debit dilakukan dengan menggunakan metode tampung berupa wadah yang berukuran 1,5 L. Pada saat bersamaan juga akan dihitung waktu tampungnya menggunakan stopwatch. Pengulangan dilakukan sebanyak 5 kali untuk mengoreksi hasil yang di dapatkan. Nilai yang didapat kemudian di rata-ratakan. Melalui pembagian volume dengan waktu tampung air, maka akan didapatkan debit aliran pada tiap unit pengolahan. T rata-rata



=



Σ td Jumlah Pengukuran



….



=



V sampel air ( Liter) T rata −rata



….



(3.1) Debit Air (3.2) Waktu tinggal air limbah didapatkan dari pembagian antara volume air dengan debit yang mengalir pada tiap unit pengolahan. Waktu tinggal ini digunakan untuk pengambilan sampel air limbah, agar sampel yang diambil pada outlet merupakan hasil pengolahan dari air limbah yang terdapat pada inlet. Pengambilan sampel air limbah dilakukan pada inlet bak pengendap pertama, inlet RBC, inlet bak pengendap kedua dan outlet. Tabel pengukuran debit dan waktu tinggal air tiap unit pengolahan air limbah dapat dilihat pada lampiran 2. b. Pengambilan sampel Analisis kondisi operasi meliputi pengujian air limbah terhadap parameter BOD, TSS, pH, suhu dan DO. Tata cara dan lokasi pengambilan sampel dilakukan berdasarkan SNI 6989.59:2008 tentang air dan air limbah tentang metoda pengambilan contoh air limbah yaitu untuk keperluan



15



evaluasi kinerja secara keseluruhan pengambilan sampel dilakuan pada titik inlet dan outlet IPAL. Sedangkan untuk keperluan evaluasi kinerja tiap unit pengolahan, pengambilan sampel dilakukan pada bak pengendap pertama, RBC dan bak pengendap kedua, seperti yang terlihat pada gambar 3.1 sebagai berikut: B 2



1



Inlet



RSPS



Grease Trap



A



4



3



Outlet



C



Gambar 3.1. Titik pengambilan sampel air limbah tiap unit pengolahan Keterangan : : Titik pengambilan sampel A



: Bak pengendap pertama



B



: RBC



C



: Bak pengendap kedua Sampel diambil sebanyak 600 ml yang berasal dari 3 buah titik pengambilan sampel dengan volume pengambilan 200 ml setiap titiknya. Sampel diambil pada outlet bak pengendap pertama merupakan sampel inlet RBC. Sedangkan sampel outlet RBC merupakan sampel inlet bak pengendap kedua. Sampel hasil pengolahan dari bak pengendap kedua diambil pada outlet unit pengolahan IPAL. Pengukuran pH, suhu dan DO dilakukan secara langsung bersamaan dengan pengambilan sampel air limbah.



2. Tahap Pasca Pelaksanaan Tahap ini merupakan penelitian skala laboratorium yang bertujuan untuk menguji parameter air limbah yang tidak dapat diuji secara langsung dilapangan. Parameter yang diuji yaitu parameter BOD dan TSS yang mengacu pada SNI 6989.72.2009 tentang cara uji BOD dan SNI 06-6989.3-2004 tentang cara uji padatan tersuspensi. Hasil pengujian ini akan dibandingkan dengan Peraturan Gubernur Kalimantan Selatan No.36 tahun 2008 tentang baku mutu limbah cair.



16



Tabel karakterisasi kondisi operasi parameter BOD, TSS, pH, suhu dan DO dapat dilihat pada lampiran 3.



3. Analisa Data Hasil yang didapat berdasarkan karakterisasi fisik dan karakterisasi kondisi operasi akan dilakukan pengecekan terhadap beban permukaan dan beban organik pada tiap unit pengolahan. Tabel perhitungan beban permukaan dan beban organik dapat dilihat pada lampiran 4.



Evaluasi kinerja tiap unit



pengolahan dan IPAL secara keseluruhan dilihat berdasarkan perhitungan efesiensi menggunakan konsentrasi BOD dan TSS yang didapatkan sebelum dan setelah terjadinya pengolahan. Melalui perhitungan efesiensi ini dapat diketahui efektivitas



tingkat



keberhasilan IPAL dalam mengolah air limbahnya. Perhitungan efisiensi kinerja IPAL dapat dilihat pada persamaan 3.3.



Data yang didapatkan pada tahap



persiapan sampai dengan pasca pelaksanaan akan dianalisis statistik secara deskriptif yang disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.



E=



So−S x 100 So



……… (3.3)



E = Efesinsi ( %) So = Konsentrasi awal sebelum pengolahan S = Konsentrasi akhir setelah pengolahan (Anwar dkk, 2008).



17



.



3.2 Kerangka Penelitian Mulai



Studi Literatur



Tahap Persiapan



Pengumpulan data primer dan sekunder (dimensi dan waktu tinggal) dengan KD



Alat dan Bahan



Pengukuran debit eksisting penentuan jam puncak dan Mengukur debit, volume air dan waktu tinggal unit pengolahan Pengambilan sampel air tiap unit pengolahan Pengujian sampel parameter BOD, TSS DO, pH dan Suhu Analisis Data Hasil dan Pembahasan Selesai



18



Gambar 3.2 Skema Kerangka Penelitian



19



3.5 Jadwal Penelitian Bulan ke-1 No



1 1



Studi Literatur



2 a



Tahap Persiapan Persiapan alat dan bahan Analisa kriteria desain tiap bangunan IPAL ( dimensi dan waktu tinggal bangunan) berdasarkan data primer dan sekunder Tahap Pelaksanaan Pengukuran debit eksisting Pengukuran debit dan volume tiap unit pengolahan Penentuan waktu tinggal pada BP, 1, RBC, BP 2 dan outlet Pengambilan sampel tiap unit pengolahan pada Inlet, BP 1, RBC, BP 2 dan outlet Uji sampel DO, pH dan suhu di IPAL Lambung Mangkurat



b 3 a b c d e 4 a 5 6 a



Bulan ke-2



Bulan ke-3



Kegiatan 2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



Tahap Pasca Pelaksanaan Uji sampel BOD di UPT Laboratorium Kesehatan Kota Banjarmasin Analisa Data Penulisan Laporan Pembuatan laporan dan konsultasi



Tabel 3.1 Jadwal Penelitian



20



12



Bulan k 1 13 4 1



3.4 Rencana Anggaran Biaya Tabel 3.2 Rencana Anggaran Biaya No 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3



1 2 3 4



Komponen Harga Jumlah Satuan Pembiayaan satuan (Rp) I. PEMBIAYAAN/SEWA/PEMINJAMAN ALAT-ALAT Sarung Tangan 1 Kotak 50.00 Wadah/Ember 2 Buah 15.000 Kertas Label 1 Bungkus 10.000 Aquadest 4 Liter 6.000 Botol Sampel 28 Buah 2.500 pH meter 14 Hari 5.000 DO meter 14 Hari 5.000 Termometer 1 Buah 50.000 Sub total II. PENGUJIAN Uji DO,Ph,suhu Uji BOD 14 Buah 65.000 Uji TSS 14 Buah 100.000 Sub Total III.PEMBUATAN PROPOSAL DAN LAPORAN AKHIR Pengadaan 4 Buah 10.000 Proposal Pengadaan laporan 4 Buah 12.000 Progress Pengadaan 4 Buah 15.000 Laporan Hasil Pengadan Laporan 7 Buah 50.000 Akhir Sub Total TOTAL



Jumlah Harga (Rp) 50.000 30.000 10.000 24.000 70.000 70.000 70.000 50.000 374.000 910.000 1.400.000 2.310.000 40.000 48.000 60.000 350.000 498.000 3.182.000



21



DAFTAR PUSTAKA Asmadi dan Suharno. 2012. Dasar-Dasar Teknologi Pengolahan Air Limbah. Gosyen Publishing. Yogyakarta. Anwar, Ruslin Dkk. 2008.



Studi Evaluasi Pengolahan Air Limbah Industri



Secara Terpusat Di Kawasan Industri Rembang Pasuruan (PIER). Jurnal Rekayasa Sipil Vol 2, No.3. Universitas Brawijaya. Malang Febella, Raysa. 2015. Evaluasi Kinerja Sitem IPAL Domestik di IPAL HKSN/Hasan Basry PD PAL Kota Banjarmasin. Skripsi Program Sarjana Teknik Lingkungan. Universitas Lambung Mangkurat. Febriani, Citra Dewi. 2014. Peran Mikroorganisme pada Rotating Biological Contactor (RBC). Universitas Gadjah Mada . Yogyakarta. Fitrahani, L. Z.,



Nastiti Siswi Indrasti dan Suprihatin. 2012. Karakteristik



Kondisi Operasi dan Optimasi Proses Pengolahan Air Limbah Indutri Pangan. E- Jurnal Agroindustri Indonesia. Bogor Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik. Khaliq, abdul.2015. Analisis Sistem Pengolahan Air Limbah Pada Kelurahan Kelayan Luar Kawasan IPAL Pekapuran Raya PD PAL Kota Banjarmasin. Jurnal Poros Teknik .Volume 7 No. 1. Banjarmasin.



Lestari, Riya Puji. 2011. Pengujian Kualitas Air Di Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Mojosongo Kota Surakarta. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta. PD PAL. 2014. Profil PD PAL Kota Banjarmasin. Banjarmasin.



22



Rahayu, Dwi Ermawati dan Dyah Wahyu Wijayanti.2008. Sistem Pengolahan Air Limbah Domestik dan Tinja di IPAL Jelawat Samarinda. Jurnal APLIKA Vol.8 No.1. Universitas Mulawarman, Samarinda.



Ratnawati,Rhenny dkk.2014. Desain Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Biofilter Untuk Mengolah Air Limbah Poliklinik UNIPA Surabaya. Jurnal Teknik Waktu, Vol 12 No. 02. Surabaya . Retnosari , Andarini Ayu dan Maya Shovitri. 2013. Kemampuan Isolat Bacillus sp. dalam Mendegradasi Limbah Tangki Septik. JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 2, No.1.Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya. Rizkya, Fildzah. 2014. Evaluasi Kinerja Sistem Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Domestik di IPAL Pekapuran Raya, PD PAL Kota Banjarmasin. Skripsi Program Sarjana Teknik Lingkungan. Universitas Lambung Mangkurat. Said, Nusa Idaman. 2005. Pengolahan Air Limbah dengan Sistem Reactor Biologis Putar (Rotating Biological Contractor) dan Parameter Desain. JAI Vol.1, No.2. BPPT. Santoso, Slamet. 2014. Limbah Cair Domestik : Permasalahan dan Dampaknya Terhadap Lingkungan. Fakultas Biologi UNSOED. Samina, Onny Setiani dan Purwanto. 2013. Efektivitas Intalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Domestik di Kota Cirebon terhadap Penurunan Pencemar Organik dan E-Coli. Jurnal Ilmu Lingkungan Volume 11: Issue 1 : 3642(2013).



23



Shovitri,Maya dkk.2012. Biodegradasi Limbah Domestik Dengan Menggunakan Inokulum Alami Dari Tangki Septik. Jurnal Sains Dan Seni Vol. 1, No. 1. Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.



24