Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga Sederhana [PDF]

Citation preview

PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH TANGGA SEDERHANA*



Oleh: Billy Otniel Sapan Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Sekolah Tinggi Teknik - PLN



PENDAHULUAN Pencemaran lingkungan terutama di lingkungan perkotaan terjadi sebagian besar akibat limbah rumah tangga. Perairan yang mengalir



di



sekitar



wilayah



perkotaan



juga dialami di hampir semua kota besar di Indonesia. Menurut Sugiharto (1987) sumber utama air limbah rumah tangga dari masyarakat



umumnya tercemar berat akibat limbah cair



adalah



baik domestik maupun industri. Sebagai



perdagangan,



contoh, sungai Ciliwung yang mengalir



berasal



dari



perumahan,



perkantoran,



dan



daerah daerah



rekreasi. Untuk daerah perumahan aliran air



melalui wilayah Bogor, Depok dan DKI



limbah



Jakarta menunjukkan tingkat pencemaran



kepadatan penduduk dan rata-rata per orang



yang buruk. Grafik 1 menunjukkan tingkat



dalam membuang air limbah. Tabel 1



pencemaran yang semakin tinggi seiring



menunjukkan jumlah rata-rata aliran air



dengan tingkat kepadatan penduduk di DAS



limbah dari daerah pemukiman. Aliran air



tersebut



Kementerian



limbah dari daerah perdagangan bervariasi dari



Lingkungan Hidup, 2013). Permasalahan ini



4-1.500 liter per hari. Tabel 2 menunjukkan



(Pusarpedal



-



biasanya



diperhitungkan



melalui



Grafik 1 Status Mutu Air DAS Ciliwung



* Makalah dibuat sebagai Tugas Akhir Matakuliah Teknik Penyehatan Lingkungan pada tanggal 12



Juli 2017.



2 rata-rata aliran air limbah dari daerah



jumlah IPAL dan kapasitasnya yang ada di



perdagangan.



seluruh



wilayah



Indonesia



(Pusdatin



-



Kementerian PU-PR, 2015). Provinsi



Tabel 1 Rata-rata Aliran Air Limbah Dari Daerah Pemukiman



Sumatera Utara Kepulauan Riau DKI Jakarta Jawa Barat Jawa Tengah DI Yogyakarta Banten Bali Kalimantan Selatan Kalimantan Timur Sulawesi Utara



Jumlah IPAL Terpusat 2 1 2 5 3 1 1 1 7 1 1



Kapasitas Pengolahan Terpasang Terpakai (m3/hari) (m3/hari) 12.000 10.115 2.852 75 60.480 24.883 101.382 88.800 11.960 5.930 15.500 12.500 2.852 150 51.000 31.185 17.500 1.922 800 320 2.000 100



Tabel 3 Instalasi Pengolahan AIr Limbah Terpadu Kawasan



Harga investasi yang mahal merupakan kendala terbesar pembangunan IPAL. Nilai investasi



yang



dibutuhkan



untuk



pembangunan dan pengoperasian IPAL sekitar 48 milyar sampai 75 milyar (Pemprov Jawa Barat, 2014). Selain itu juga dibutuhkan lahan yang luas untuk pembangunan fasilitas IPAL. Tabel 2 Rata-rata Aliran Air Limbah Dari Daerah Perdagangan



Pemerintah Indonesia sadar akan hal itu, dan melalui Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat telah membangun Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) baik dalam skala besar maupun dalam skala kecil. Hingga saat ini, baru beberapa kota besar saja



Lokasi IPAL juga harus berada jauh dari pemukiman



penduduk,



karena



dapat



menimbulkan bau tak sedap yang dapat mengganggu lingkungan sosial disekitarnya. Namun teknologi yang semakin berkembang dapat mengurangi bahkan menghilangkan sama sekali bau tidak sedap yang dihasilkan.



di Indonesia yang memiliki IPAL terpusat.



IPAL sederhana dapat menjadi solusi



Sementara daerah lain sistem pengolahan air



atas kendala tersebut. IPAL sederhana dapat



limbahnya dilakukan dalam lingkup kawasan.



dibangun di tiap wilayah kecil misalnya di tiap



IPAL terpadu saat ini terbanyak berada di



wilayah Rukun Tetangga (RT). Selain itu, luas



Provinsi Jawa Barat berjumlah 5 buah dengan



lahan yang dibutuhkan juga hanya sekitar 10



kapasitas pengolahan seluruhnya sebesar



m2, dan dapat dibuat taman diatasnya untuk



101.382 m3/hari. Tabel 1 menunjukkan data



memperindah lokasi IPAL sederhana tersebut. IPAL sederhana ini merupakan solusi yang



sangat



baik



untuk



mengurangi



dampak



Akan tetapi, secara garis besar zat-zat yang



lingkungan yang ditimbulkan oleh masyarakat



terdapat



di



dalam



air



limbah



dapat



dan sekaligus meningkatkan kualitas hidup



dikelompokkan seperti skema berikut ini.



masyarakat.



AIR LIMBAH Air



limbah



kota-kota



besar



di



Indonesia secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga yaitu air limbah industri dan air limbah domestik yakni yang berasal dari buangan rumah tangga dan yang ketiga yakni



Bagan 1 Skema Pengelompokan Bahan yang Terkandung Di Dalam Air Limbah



Sifat-sifat



limbah



dibedakan



menjadi tiga bagian besar diantaranya:



air limbah dari perkantoran dan pertokoan



1. Sifat fisik



(daerah komersial). Saat ini selain pencemaran



2. Sifat kimiawi



akibat limbah domestik telah menunjukkan



3. Sifat biologis



tingkat



air



yang cukup serius. Di Jakarta



misalnya, sebagai akibat minimnya fasilitas pengolahan air limbah kota (sewage system)



1. Sifat Fisik Air Limbah Penentuan derajat kekotoran air



badan-badan



limbah sangat dipengaruhi oleh adanya sifat



sungai oleh air limbah domestik, bahkan badan



fisik yang mudah terlihat. Adapun sifat fisik



sungai yang diperuntukkan sebagai bahan



yang penting adalah kandungan zat padat



baku air minum ikut tercemar.



sebagai efek estetika dan kejernihan serta bau



mengakibatkan



tercemarnya



Beberapa ditimbulkan



masalah



oleh



yang



buangan



dapat



limbah



cair



domestik antara lain : a. merusak



keindahan/estetika,



karena



pemandangan menjadi tidak sedap dan berbau busuk b. menimbulkan kerusakan lingkungan c. merusak dan membunuh kehidupan di dalam air d. membahayakan kesehatan. Sesuai dengan sumber asalnya, maka air limbah mempunyai komposisi yang sangat bervariasi dari setiap tempat dan setiap saat.



dan warna dan juga temperatur. Suhu, dapat disebabkan oleh keadaan sekitar maupun air panas yang dibuang ke saluran dari rumah maupun industri. Suhu mempengaruhi kehidupan biologis, kelarutan oksigen dan gas lain, kerapatan air, daya viskositas dan tekanan permukaan. Suhu dapat diukur dengan termometer. Kekeruhan, dapat disebabkan oleh bendabenda yang tercampur seperti limbah padat, garam tanah liat, bahan organik halus dari buah, alga dan organisme kecil. Kekeruhan menimbulkan pemantulan sinar sehingga mengurangi produksi oksigen tanaman air, juga mengotori pandangan dan mengganggu kehidupan. Kekeruhan diukur dari



3



4 pembiasan cahaya dan penyerapannya terhadap perubahan skala standar. Warna, dapat disebabkan oleh benda terlarut seperti sisa bahan organik dari daun dan bahan-bahan lainnya. Warna menurunkan kualitas keindahan air. Warna diukur dari perubahannya terhadap skala standar. Bau, dapat disebabkan oleh bahan volatil, gas terlarut, hasil pembusukan bahan organik, minyak dari mikroorganisme. Bau merupakan petunjuk adanya pembusukan air limbah, untuk itu perlu adanya pengolahan, dan juga mengganggu udara sekitar. Bau diukur dengan kepekaan indra penciuman manusia terhadap bau tak sedap. Bahan Padat, dapat disebabkan oleh benda organik maupun anorganik yang terlarut maupun tercampur. Bahan padat mempengaruhi jumlah organik padat, garam dan juga menjadi petunjuk pencemaran atau kepekatan limbah yang meningkat. Bahan padat diukur menggunakan teknik analisis gravitasi, SS, DS dan TSS. 2. Sifat Kimiawi Air Limbah



geologis tempat air berasal dan meningkat karena aktivitas manusia seperti bahan tambah yang digunakan di rumah. Tabel 4 menunjukkan kandungan bahan mineral yang ada di dalam limbah rumah tangga.



Tabel 4 Kandungan Bahan Mineral Yang Ada Di Dalam Limbah Rumah Tangga



3. Sifat Biologis Air Limbah Pemeriksaan biologis di dalam air dan air limbah untuk memisahkan apakah ada bakteri-bakteri patogen dalam limbah. Hal ini untuk menaksir tingkat kekotoran air limbah sebelum dibuang ke badan air. Dalam pengolahan



air



limbah



diharapkan



pertumbuhan bakteri yang heterogen seperti di



Kandungan bahan kimia yang ada di



alam. Bakteri ini akan memakan zat organik di



dalam air limbah dapat merugikan lingkungan



dalam air limbah. Secara alamiah air limbah



melalui berbagai cara. Secara umum bahan



akan kembali menjadi jernih setelah sekian



kimia dikelompokkan menjadi dua, bahan



lama. Untuk mempercepat proses tersebut



organik dan bahan anorganik.



dilakukanlah pengolahan air limbah.



Bahan Organik, adalah bagian dari kelompok binatang dan tumbuhan serta hasil kegiatan manusia yang berhubungan dengan komponen bahan organik tiruan. Pada umumnya kandungan bahan organik yang dijumpai dalam air limbah berisikan 40-60% adalah protein, 25-50% berupa karbohidrat, serta 10% lainnya berupa lemak atau minyak. Bahan Anorganik, adalah kandungan mineral-mineral yang dipengaruhi formasi



INSTALASI



PENGOLAHAN



AIR



LIMBAH (IPAL) IPAL terdiri dari beberapa tahap dalam penjernihannya, yakni tahap pendahuluan, tahap primer, tahap sekunder dan tahap tersier.



1. Tahap Pendahuluan Tujuannya



adalah



menghilangkan



material-material besar yang sering ada dalam air limbah. Lebih lanjut, tahap ini memisahkan material-material terapung yang terbawa aliran air. Tahapan pendahuluan umumnya terdapat pemisah pasir, saringan pasir kasar, dan



Gambar 2 Aerasi



pemecah benda besar. Sebagai tambahan tahapan ini membantu menghilangkan gemuk dan minyak. Proses ini menurunkan BOD air limbah kira-kira 15-30%. Alat yang digunakan dalam tahapan ini adalah kamar pemisah dan penghancur. Penghancur. Peralatan ini terdiri dari saringan untuk mencegah material yang lebih besar masuk lebih lanjut ke proses selanjutnya dan beberapa pemotong yang dipasang setelah saringan untuk memotong padatan yang lolos dari saringan.



Gambar 3 Vortex



2. Tahap Primer Tujuannya



adalah



memisahkan



komponen padat dari air limbah dengan sedimentasi. Komponen ini dapat berupa elemen organik seperti fosfor, nitrogen, dan logam yang terhubung pada komponen padat. Dilain pihak, elemen koloid dan terlarut akan tetap dan tidak terpengaruh. Peralatan yang digunakan pada tahap ini adalah tangki sedimentasi dan penjernih serta pencerna anaerobik.



Gambar 1 Penghancur



Tangki Sedimentasi dan Penjernih. Penjernih aliran permukaan dan penjernih Rector adalah dua tipe tangki sedimentasi, bekerja dengan baik jika karakteristik air limbah dan tekanan hidrolis konstan.



Kamar Pemisah. Tujuannya adalah memisahkan minyak dan semi cairan. Ada dua macam kamar pemisah, Aerasi dan Vortex.



5



6



Gambar 4 Tangki Sedimentasi dan Penjernih



Pencerna Anaerob. Hampir seluruh limbah primer diperlakukan secara biologis dalam sistem ini. Pencerna anaerob digunakan pada IPAL besar.



Gambar 6 Rotating Biological Contractor



Gambar 7 Saringan Resapan



4. Tahap Tersier dan Reklamasi Air



Gambar 5 Pencerna Aerob



Limbah 3. Tahap Sekunder



Tujuannya



Tahapan ini dilakukan setelah proses



adalah



untuk



menghilangkan zat-zat tertentu dari air limbah



proses



yang tidak dapat dihilangkan oleh tahapan



pembersihan dengan menghilangkan elemen



sekunder seperti zat-zat racun, elemen organik



organik dan partikel padat yang tersisa. Juga



dan partikel padat. Tahap tersier menggunakan



penghilangan biodegradable dan material



arus sungai untuk mendaur ulang atau



organik koloid menggunakan aerobik biologis.



pengurangan panas industri dan peremajaan air



Bakteri akan mengompos material organik



tanah. Kontrol dan penghilangan nutrien



halus dalam reaktor yang terdiri dari kolam



adalah pengolahan untuk menghilangkan



oksidasi, laguna aerasi, tangki aerasi, Rotating



nitrogen dan fosfor secara kimiawi, biologis,



Biological Contractor dan saringan resapan.



atau kombinasi keduanya. Juga beberapa



primer



yang



menyelesaikan



pengolahan



physio-chemical



seperti



sedimentasi, koagulasi kimiawi, filtrasi dan flokulasi penurunan racun dalam air.



IPAL SEDERHANA



Keunggulan



IPAL sederhana merupakan salah satu



•



Sistem pengaliran secara gravitasi



teknologi yang dapat diaplikasikan untuk



•



Tidak menggunakan energi listrik



menanggulangi limbah cair, kombinasi proses



•



Mudah dalam pengoperasian



pengolahan air limbah secara biologi dan



•



Tidak memerlukan tenaga ahli



fisika, yaitu sistem anaerob upflow filter



•



Biaya



operasi



relatif



lebih



murah



(proses pengolahan secara biologi) dan multi



dibandingkan jika menggunakan proses



saringan (proses pengolahan secara fisika).



fisika dan kimia.



Fungsi Teknologi Mereduksi kadar bahan pencemar yang terkandung dalam air limbah rumah tangga, seperti parameter BOD (Biochemical Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), zat padat tersuspensi dan total nitrogen. Gambar 9 Bak Anaerob Upflow Filter



Spesifikasi Teknik • Saluran Pembawa dan Bak Pengumpul o Saluran pembawa (5,00 x 0,30 x 0,30 m) o Bak pengumpul (1,00 x 1,00 x 1,00 m) • Saringan halus (0,35 x 0,34 m) • Bak Anaerob Upflow Filter (3,50 x 1,20 x 1,80 m) Gambar 8 Bak Multi Saringan Horizontal



7



8 • Bak Multi Saringan Horizontal (2,88 x 0,50 x 0,60 )



menjadi



alamiah



kembali.



Air



limbah



domestik akan kembali menjadi seperti sedia kala hanya dengan membiarkannya. Namun, produksi



limbah



membutuhkan



yang



semakin



pembuatan



IPAL



banyak untuk



mempercepat proses peremajaan kembali air tersebut. IPAL dapat dibuat dalam skala yang besar untuk kebutuhan perkotaan yang besar, Gambar 10 Bak Pengumpul



namun dapat juga dibuat dalam skala kecil



IPAL sederhana ini sangat cocok untuk



dengan teknologi sederhana untuk lingkungan



komunal tingkat rendah seperti wilayah RT.



yang kecil. IPAL sederhana ini selain sebagai



Luas lahan yang dibutuhkan hanya sekitar 10



pengolahan air limbah, dapat juga dipadukan



2



3



m . Kapasitas pengolahan kira-kira 150m per



menjadi ruang terbuka hijau (RTH).



hari. IPAL ini juga dapat dibuat menjadi taman diatasnya, guna memperindah tampilannya



SARAN



sekaligus menjadi ruang terbuka hijau (RTH). Dengan adanya IPAL sederhana seperti ini maka kualitas lingkungan menjadi lebih terjaga serta kualitas kehidupan menjadi meningkat.



dapat



lebih



memperhatikan



kualitas



lingkungan terutama kualitas air yang menjadi kebutuhan utama semua makhluk hidup. Pembangunan IPAL sederhana seperti ini dapat menjadi solusi atas biaya investasi



KESIMPULAN Alam



Penulis menyarankan agar pemerintah



pembangunan IPAL terpadu yang sangat memiliki



cara



untuk



mengembalikan keadaan yang tidak alamiah



mahal.



Daftar Pustaka Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. 2014. “Pengelolaan Air Limbah Perkantoran (Studi Kasus IPAL Gedung BPPT)”. Jakarta. Kordrostami, Sasan. 2015. “Sewage/Wastewater Treatment: Literature Review”. Berlin: ResearchGate. Pusat Data dan Teknologi Informasi Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. 2015. “Informasi Statistik Infrastruktur Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat”. Jakarta. Pusat Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan Kementerian Lingkungan Hidup. 2013. “Pemantauan Kualitas Air Sungai Ciliwung”. Jakarta. Santoso, Slamet. 2014. “Limbah Cair Domestik: Permasalahan dan Dampaknya Terhadap Lingkungan”. Makalah. Purwokerto: Universitas Jendral Soedirman. Sugiharto. 1987. “Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah”. Jakarta: UI-Press. Supriyatno, Budi. 2000. “Pengelolaan Air Limbah Yang Berwawasan Lingkungan Suatu Strategi dan Langkah Penanganannya”. Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol. 1, No. 1, hal. 17-26. Thompson, James R. dan Don Etchison. 1987. “Wastes From Water Treatment Plants: Literature Review, Results Of An Illinois Survei And Effects Of Alum Sludge Application To Cropland”. Illinois: Illinois State Water Survey. United States Environtmental Protection Agency. 2011. “Drinking Water Treatment Plant Residuals Management Technical Report”. Washington DC. Website Resmi Pemerintah Provinsi Jawa Barat. 2014. “Investasi Pembangunan IPAL Terpadu”. Dalam http://jabarprov.go.id/index.php/news/8086/2014/01/20/Investasi-PembangunanIPAL-terpadu. (Diakses pada 11 Juli 2017). Wulandari, Dyah Ari. 2007. “Penanganan Sedimentasi Waduk Mrica”. Jurnal Berkala Teknik Keairan, Vol. 13, No. 4, hal. 264-271. Wirawan, Wiweka Arif, et al. 2014. “Pengolahan limbah cair domestik menggunakan tanaman Kayu Apu (Pistia Stratiotes L.) Dengan teknik tanam hidroponik sistem DFT (Deep Flow Technique)”. Jurnal Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Vol. 1, No. 2, hal. 63-70.



9