![Laporan Antara PDIPAL CC2 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/laporan-antara-pdipal-cc2.jpg)
14 0 4 MB
LAPORAN ANTARA PERENCANAAN INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI CENTRAL BUSINESS DISTRICT (CBD) KOTA HARAPAN INDAH, KOTA BEKASI Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Proyek Desain Instalasi Pengolahan Air Limbah (TLB-403)
Oleh 252019069 Syelfa Azhura Alsadilla 252019050 Gabriel Trio Mangopo 252019054 Alma Nadira Putri Nastiti 252019066 Kamilia Fatin 252019067 Gena Gisela Kurnia 252019076 Neti Ayuni Dosen Dr. Eka Wardhani, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG 2023
I-2
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI............................................................................................................i DAFTAR TABEL.................................................................................................iii DAFTAR GAMBAR.............................................................................................iv BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1 1.2 Rumusan Permasalahan............................................................................................................ 3 1.3 Tujuan Perencanaan................................................................................................................... 4 1.4 Ruang Lingkup Perencanaan................................................................................................... 4
BAB II STUDI LITERATUR...............................................................................1 2.1 Air Limbah...................................................................................................................................... 1 2.2 Sumber Air Limbah..................................................................................................................... 1 2.3 Karakteristik Air Limbah.......................................................................................................... 1 2.4 Baku Mutu Air Limbah Domestik.......................................................................................... 5 2.5 Instalasi Pengolahan Air Limbah........................................................................................... 5
BAB III GAMBARAN UMUM PERENCANAAN.............................................1 3.1 Profil Wilayah dan Geografi..................................................................................................... 1 3.1.1 Jumlah Penduduk dan Kepadatan Penduduk...........................................................5 3.2 Kondisi Sanitasi Wilayah Perencanaan...............................................................................7 3.3 Lokasi Perencanaan IPAL......................................................................................................... 9 3.4 Fasilitas Umum........................................................................................................................... 10
BAB IV..................................................................................................................12 METODOLOGI...................................................................................................12 4.1 Proyeksi Penduduk..................................................................................................................... 4 4.1.1 Metode Proyeksi Penduduk............................................................................................. 4 4.1.2 Pemilihan Metode Terbaik............................................................................................... 6 4.2 Perhitungan Kebutuhan Air Bersih.......................................................................................7 4.3 Perhitungan Kebutuhan Air Limbah..................................................................................11 4.4 Penentuan Unit Pengolahan IPAL.......................................................................................11 4.5 Perhitungan Unit IPAL............................................................................................................. 13 4.5.1 Pretreatment....................................................................................................................... 14 4.5.1.2 Screw Pump.......................................................................................................................... 16
BAB V....................................................................................................................64
2
I-3
KUANTITAS DAN KARAKTERISTIK AIR LIMBAH.................................64 5.1 Hasil Perhitungan Timbulan Air Limbah............................................................................2 5.1.1 Metode Aritmatika.............................................................................................................. 2 5.1.4 Pemilihan Metode Terbaik............................................................................................... 4 5.1.5 Metode Terpilih.................................................................................................................... 8 5.1.6 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih................................................................................... 10 5.1.7 Proyeksi Timbulan Air Limbah....................................................................................13 5.2 Hasil Analisis Karakteristik Air Limbah...........................................................................14 5.3 Penentuan Lokasi IPAL........................................................................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................1 LAMPIRAN............................................................................................................1
3
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Baku Mutu Air Limbah Domestik...........................................................5 Tabel 3.1 Jumlah Penduduk Kecamatan Medan Satria 10 Tahun Terakhir.............5 Tabel 3.2 Kepadatan Penduduk Kecamatan Medan Satria 10 Tahun Terakhir.......5 Tabel 3.3 Tata Guna Lahan Kecamatan Medan Satria Kota Bekasi, 2019..............7 Tabel 4.1 Kriteria Proyeksi Berdasarkan Kategori Kota.........................................8 Tabel 4.2 Efisiensi Unit Penyisihan Parameter COD, BOD, dan TSS..................12 Tabel 4.3 Kriteria Desain Screw Pump..................................................................16 Tabel 4.4 Kriteria Desain Saringan Kasar/Bar Screen..........................................19 Tabel 4.4 Kriteria Desain Tangki Aliran Rata-Rata..............................................20 Tabel 4.5 Kriteria Desain Comminutor..................................................................21 Tabel 4.6 Kriteria Desain Aerated Grit Chamber..................................................23 Tabel 4.7 Kriteria Desain Vortex Grit Chamber....................................................26 Tabel 4.8 Nilai dari n.............................................................................................27 Tabel 4.9 Kriteria Desain Horizontal Flow Grit Chamber....................................28 Tabel 4.10 Kriteria Desain Pra Sedimentasi..........................................................32 Tabel 5.1 Proyeksi Penduduk Kecamatan Medan Satria Metode Aritmatika..........2 Tabel 5.2 Proyeksi Penduduk Kecamatan Medan Satria Metode Geometri............3 Tabel 5.3 Proyeksi Penduduk Kecamatan Medan Satria Metode Least Square......4 Tabel 5. 4 Pemilhan Metode Aritmatika..................................................................5 Tabel 5.5 Pemilihan Metode Geometri....................................................................6 Tabel 5.6 Pemilihan Metode Least Square..............................................................7 Tabel 5.7 Rekapitulasi Data.....................................................................................9 Tabel 5.8 Proyeksi Penduduk 20 Tahun Mendatang...............................................9 Tabel 5.9 Proyeksi Kebutuhan Air Bersih.............................................................10 Tabel 5.10 Proyeksi Timbulan Air Limbah...........................................................13 Tabel 5.11 Pendekatan Karakteristik Air Limbah.................................................14
4
Tabel 5.12 Perbandingan Kualitas Air Limbah Domestik CBD Kecamatan Medan Satria dengan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia No. 68 Tahun 2016................................................................................14
5
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Saringan Sampah Tampak Atas...........................................................7 Gambar 2.2 Saringan Sampah Mekanik Tampak Samping.....................................7 Gambar 2.3 Vortex Grit Chamber Tampak Samping..............................................8 Gambar 2.4 Aerated Grit Chamber Tampak Atas...................................................9 Gambar 2.5 Aerated Grit Chamber Tampak Samping............................................9 Gambar 2.6 Lay out Bak Ekualisasi Tampak Atas................................................11 Gambar 2.7 Lay out Bak Ekualisasi Tampak Samping.........................................11 Gambar 2.8 Bak Sedimentasi Persegi Panjang Tampak Atas................................12 Gambar 2.9 Bak Sedimentasi Persegi Panjang Tampak Samping.........................13 Gambar 2.10 Bak Sedimentasi Persegi Lingkaran Tampak Atas..........................13 Gambar 2.11 Bak Sedimentasi Persegi Lingkaran Tampak Samping...................14 Gambar 2.12 Fluidised Bed Anaerobic Reactor....................................................16 Gambar 2.13 Conventional Plug Flow..................................................................17 Gambar 2.14 Complete Mix Activated Sludge.......................................................17 Gambar 2.15 Tampak Atas Bak Koagulasi............................................................20 Gambar 2.16 Potongan Bak Koagulasi..................................................................20 Gambar 2.17 Rapid Sand Filtration.......................................................................21 Gambar 2.18 Desain Adsorpsi Karbon Aktif.........................................................22 Gambar 2.19 Quartz Sand Floating Bed Ion Exchanger.......................................23 Gambar 2.20 Unit Membrane Separation..............................................................24 Gambar 2.21 Gravity Thickening Tampak Samping.............................................25 Gambar 2.22 Unit Anaerobic Digester..................................................................27 Gambar 2.23 Tampak Samping Anaerobic Digester.............................................27 Gambar 2.24 Pressure Filter...................................................................................28 Gambar 2.25 Unit Pressure Filter.........................................................................28 Gambar 2.26 Vakum Filtrasi..................................................................................29 Gambar 2.27 Centrifugal Filters............................................................................30 Gambar 2. 28 Lagoon.............................................................................................32 6
Gambar 2. 29 Landfill............................................................................................33 Gambar 2. 30 Sludge Drying Bed..........................................................................34 Gambar 3.1 Peta Administrasi Kecamatan Medan Satria........................................2 Gambar 3.2 Daerah Perencanaan IPALD Kawasan CBD Kota Harapan Indah......3 Gambar 3.3 Peta Kontur Kecamatan Medan Satria Kota Bekasi............................4 Gambar 3.4 Peta Tata Guna Lahan Kecamatan Medan Satria Kota Bekasi............6 Gambar 4.1 Flowchart Perencanaan IPALD...........................................................1 Gambar 4.2 Desain Unit Bak Pengumpul..............................................................15 Gambar 4.4 Gambar Denah dan Potongan Grease Trap........................................20 Gambar 4.5 Gambar Denah dan Potongan Communitor.......................................21 Gambar 4.6 Potongan Aerated Grit Chamber.......................................................22 Gambar 4.7 Potongan Vortex Grit Chamber.........................................................26 Gambar 4.8 Potongan Horizontal Flow Grit Chamber..........................................29 Gambar 4.9 Tampak Samping Bak Prasedimentasi Bentuk Rectanguler..............32 Gambar 4.10 Potongan Bak Prasedimentasi Bentuk Circular...............................33 Gambar 4.11 Hubungan Efisiensi VOD dan TSS terhadap Overflow Rate dan Waktu Detensi........................................................................................................35 Gambar 4.9 Skema Pengolahan Metode Lumpur Aktif Konvensional................39 Gambar 4.10 Skema Pengolahan Metode Lumpur Aktif Oxydation Ditch...........39 Gambar 4.11 Skema Pengolahan Metode Lumpur Akitf CMAS..........................40 Gambar 4.12 Skema Metode Pengolahan Lumpur Aktif SBR..............................40 Gambar 4.13 Skema Pengolahan Metode Lumpur Aktif Kontak Stabilisasi........41 Gambar 4.26 Ilustrasi Sistem dalam Pengolahan RBC........................................48 Gambar 4.28 Skematik 2 tahap, laju tinggi anaerobic sludge digester.................52 Gambar Ilustrasi perhitungan galian penanaman pipa...........................................61 Gambar Tahapan Perencanaan RAB......................................................................62 Gambar Work Breakdown Structure Pembangunan IPAL....................................64 Gambar 5.1 Peta lokasi perencanaan IPALD CBD Kota Harapan Indah Kecamatan Medan Satria, Kota Bekasi..................................................................18
7
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Lokasi Proyek Salah satu permasalahan yang dihadapi saat ini adalah pencemaran lingkungan yang ditimbulkan oleh pembuangan air limbah domestik ke badan air yang tidak ditangani dengan baik sehingga berdampak terhadap lingkungan dan kesehatan masyarakat. Menurut Al Kholif (2020), faktor yang menyebabkan terjadinya pencemaran air adalah besarnya laju perkembangan penduduk dan Industrial. Padatnya pemukiman dan kondisi sanitasi lingkungan yang buruk serta limbah domestik dan industri yang langsung ke badan air tanpa melalui proses pengolahan telah menyebabkan penurunan kualitas air [1]. Menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan (Permen LHK) Nomor 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, air limbah adalah air sisa dari suatu hasil usaha dan/atau kegiatan. Air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari aktivitas hidup sehari-hari manusia yang berhubungan dengan pemakaian air [2]. Menurut Soemirat (2018), air buangan merupakan semua zat cair yang tidak dipergunakan kembali, meskipun memiliki kualitas yang baik. Air buangan dibagi menjadi grey water (air bekas mandi, cuci pakaian, cuci perabot, dan lain-lain) dan black water (tinja dan urin). Soemirat (2018) menjelaskan bahwa black water lebih berbahaya dibandingkan grey water karena mengandung mikroba patogen yang dapat menyebabkan berbagai penyakit jika masuk ke dalam tubuh. Pengolahan terhadap air limbah diperlukan untuk menghindari proses penularan penyakit [3]. Berdasarkan Lampiran Peraturan Presiden (PP) Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2020 tentang Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional 20202024, pemerintah menargetkan kawasan yang dapat mendorong hilirisasi dan penciptaan nilai tambah komoditas unggulan, perluasan kesempatan kerja, dan 8
peningkatan devisa harus menyediakan jaringan infrastruktur secara terpadu yang terdiri dari jaringan transportasi, sistem energi (listrik, gas, surya, batu bara dan lainnya), fasilitas air baku dan air bersih, dan sistem pengolahan limbah [4]. Central Business District (CBD) digunakan sebagai pusat perdagangan dan jasa pada suatu daerah. Kawasan ini dapat meningkatkan kesempatan kerja dan meningkatkan devisa negara. Salah satu kawasan CBD di Indonesia berada di Kota Harapan Indah. Berdasarkan yang tercantum dalam website resmi milik Kota Harapan Indah, kota ini merupakan kota mandiri yang termasuk dalam wilayah administratif Kecamatan Medan Satria, Kota Bekasi dan Kecamatan Tarumajaya, Kabupaten Bekasi. Kota Harapan Indah merupakan salah satu permukiman skala besar yang memiliki luas lahan 2.200 Ha (hektar) oleh PT. Hasana Damai Putra pada tahun 1987. CBD di Kota Harapan Indah termasuk dalam wilayah administratif Kecamatan Medan Satria, Kota Bekasi, dan Kecamatan Tarumajaya, Kabupaten Bekasi [5]. Berdasarkan Kecamatan Medan Satria dalam Angka 2022, jumlah penduduk Kecamatan Medan Satria tahun 2021 sebanyak 156.948 jiwa dengan luas wilayah 1199 Ha memiliki kepadatan penduduk sebesar 131 jiwa/Ha [6]. Fasilitas ekonomi yang disediakan KHI (Kota Harapan Indah) untuk memenuhi kebutuhan bisnis meliputi sentra niaga, pusat bisnis dan komersial, pasar modern, serta pusat perbelanjaan. Fasilitas ini tersebar di seluruh area bermukim KHI yang sebagian besar telah terbangun. Adapun beberapa fasilitas ekonomi tersebut antara lain Sentra Bisnis dan Komersial Boulevard Hijau, Sentra Niaga 1-5, Rukan (rumah kantor) Mega Boulevard, Pasar Modern Harapan Indah, Pusat Otomotif dan suku cadang, Sentra Handphone, Giant, Carrefour, Living Plaza, dan restoran cepat saji [7]. Berdasarkan Rencana Pembangunan Jangka Menengah Daerah (RPJMD) Kota Bekasi 2018-2023, permasalahan pengolahan air limbah di Kota Bekasi meliputi cakupan layanan penyedotan lumpur tinja yang hanya melayani 47% KK di 12 9
Kecamatan Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) atau Instalasi Pengolahan Air Limbah Domestik (IPALD) Sumur Batu, sebanyak 87,2% kepemilikan jamban sehat keluarga dengan penggunaan tangki septik, bercampurnya air limbah dengan saluran drainase, dan sistem pengolahan black water masih dilakukan secara on site (setempat). Untuk mengatasi permasalahan tersebut, pemerintah kota Bekasi melalui Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) Kota Bekasi Tahun 2011-2031 merencanakan untuk mengembangkan sistem jaringan air limbah berbasis terkini yang melayani seluruh Kota Bekasi dan regional [8]. Kota Harapan Indah merupakan kawasan yang ramai dikunjungi oleh masyarakat. Pengolahan air limbah yang buruk dapat menjadikan kawasan ini sebagai tempat penularan penyakit. Hal ini akan merugikan nilai jual, sehingga kegiatan perekonomian di Kota Harapan Indah selaku salah satu CBD di Bekasi akan terganggu. Untuk menyelaraskan dengan Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional (RPJMN) 2020-2024 dan RTRW Kota Bekasi Tahun 20112031, Kota Harapan Indah sebagai CBD perlu memiliki sistem pengolahan air limbah. Sistem pengolahan yang digunakan adalah sistem off site, air akan dialirkan melalui jaringan perpipaan menuju IPAL. Hadirnya IPAL diharapkan dapat meningkatkan kualitas air buangan sebelum akhirnya dibuang ke badan air penerima. Kualitas air buangan yang keluar dari IPAL harus memenuhi baku mutu yang tercantum dalam Permen LHK Nomor 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik. Oleh karena itu, diperlukan perancangan IPAL di Kota Harapan Indah yang dapat menampung debit air buangan yang dihasilkan dari aktivitas yang ada dan meningkatkan kualitas air buangan sebelum dibuang ke badan air penerima, sehingga risiko dampak dari limbah dapat dihindari [4]. 1.2 Rumusan Permasalahan Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan di subbab sebelumnya, maka perlu adanya pembangunan IPAL untuk lokasi CBD Kota Harapan Indah. Rumusan masalah dari penelitian ini meliputi debit air limbah yang akan masuk ke IPAL, karakteristik air limbah domestik yang akan dikelola di IPAL, 10
penentuan alternatif unit pengolahan, efisiensi dari unit-unit pengolahan yang akan digunakan, sehingga dapat dihitung dimensi setiap unit pengolahan yang akan digunakan serta didesain sesuai kondisi lapangan, penentuan lokasi IPAL dibangun, dan rencana anggaran biaya yang dibutuhkan untuk membangun IPAL tersebut. 1.3 Tujuan Perencanaan Maksud dari perencanaan ini adalah untuk merencanakan instalasi pengolahan air limbah di Kota Harapan Indah. Adapun tujuannya adalah sebagai berikut: 1. Menentukan debit air limbah yang masuk ke IPAL 2. Menentukan lokasi dan luas IPAL 3. Menganalisis karakteristik air limbah domestik yang memasuki IPAL 4. Menghitung efisien penyisihan dari parameter air limbah 5. Menentukan unit pretreatment, primary treatment, secondary treatment, tertiary treatment, dan sludge treatment pada IPAL 6. Menghitung dimensi dan mendesain setiap unit pengolahan 7. Mendapatkan nilai Bill Of Quantity (BOQ) dan Rekapitulasi Anggaran Biaya (RAB). 1.4 Ruang Lingkup Perencanaan Ruang lingkup pelaksanaan proyek IPAL ini sebagai berikut: 1. Daerah pelayanan IPAL ini mencakup wilayah CBD (Central Business District) di Kota Harapan Indah yang masuk dalam wilayah administrasi Kecamatan Medan Satria, Kota Bekasi; 2. IPAL direncanakan dapat menampung kapasitas air limbah sepanjang tahun 2022-2042; 3. Kapasitas IPAL mengacu pada proyeksi penduduk Kota Harapan Indah selama 20 tahun; 4. Data jumlah penduduk yang digunakan adalah jumlah penduduk Kecamatan Medan Satria selama 10 tahun terakhir dari tahun 2012-2021.
11
BAB II STUDI LITERATUR
2.1 Air Limbah Air limbah adalah cairan yang mengandung bahan–bahan yang dapat membahayakan kehidupan serta mengganggu kelestarian lingkungan berupa buangan
dari
rumah
tangga,
industri
maupun
tempat–tempat
umum
(Tchobanoglous, Burton, & Stensel, 2003). Menurut Permen LHK No. 68 Tahun 2016, air limbah domestik merupakan air limbah yang berasal dari aktivitas hidup sehari-hari manusia yang berhubungan dengan pemakaian air (PerMenLHK, 2016). 2.2 Sumber Air Limbah Berdasarkan sumbernya, air limbah dibedakan menjadi 3 kelompok, yaitu: (Ummah, Utomo, & Sudarto, 2018) 1. Air limbah rumah tangga (domestik) yaitu air limbah yang berasal dari perumahan, perdagangan, kelembagaan dan rekreasi; 2. Air limbah industri, yang bergantung dari jenis dan besar kecilnya industri, pengawasan pada proses industri, serta derajat penggunaan air dan pengolahan limbah yang ada; 3. Air limbah limpasan dan rembesan air hujan yang meresap ke dalam tanah secara bersamaan akibat terjadinya hujan. 2.3 Karakteristik Air Limbah Air limbah domestik terdiri dari grey water dan black water memiliki perbedaan yang signifikan. Grey water mengandung banyak unsur lemak dan minyak, sedangkan black water lebih banyak mengandung kadar organik dan suspensi yang tinggi. Air limbah domestik pada umumnya memiliki bentuk larutan dan sebagiannya
berbentuk
larutan
suspensi.
Air limbah
domestik
banyak
mengandung zat organik yang berguna untuk mikroorganisme saprophytic, yaitu 12
organisme pembusuk. Air limbah domestik bersifat tidak stabil, biodegradasi dan menimbulkan bau busuk. Secara garis besar karakteristik air limbah domestik terdiri dari 3 komponen utama di antaranya karakteristik secara fisika, kimia dan biologi. Ketiga karakteristik ini memiliki baku mutu yang berbeda-beda baik dari kebijakan yang dikeluarkan oleh pemerintah pusat maupun pemerintah daerah (Al Kholif, 2020). Berikut ini adalah karakteristik air limbah di antaranya: a. pH Menurut Chapman (2000) dalam Hasrianti dan Nurasia (2016), pH menyatakan intensitas keasaman atau alkalinitas dari suatu cairan yang ditunjukkan dari konsentrasi ion hidrogennya (Hasrianti & Nurasia, 2016). Menurut Zulius (2017), pH air yang ideal adalah 7 pada suhu 25°C. Keasaman akan semakin bertambah jika nilai pH semakin di bawah 7. Sedangkan, air akan bersifat basa jika pH lebih dari 7. Kandungan zat besi dalam air akan semakin tinggi jika keasaman air meningkat (Zulius, 2017). Larutan dengan pH rendah (asam) bersifat korosif, sedangkan semakin tinggi pH (basa), nilai alkalinitasnya semakin tinggi dan kadar karbon dioksida bebas semakin rendah (Effendi, 2003). Kadar pH yang rendah dalam air dapat melarutkan logam Fe dan membentuk ion ferro dan ferri. Ion ferri tidak larut dalam air dan akan mengendap. Selain itu, juga mengakibatkan air menjadi berwarna, berbau, dan berasa (Putra & Yulia, 2019). Pada perairan dengan pH rendah, ditemukan senyawa amonium yang dapat terionisasi dan tidak bersifat toksik. Akan tetapi, pada pH tinggi lebih banyak ditemukan amonia yang tak terionisasi dan bersifat toksik. Selain itu, pH mempengaruhi proses biokimiawi, pH rendah dapat menyebabkan berhentinya proses nitrifikasi. Toksisitas logam akan semakin meningkat pada pH rendah (Effendi, 2003). b. Biochemical Oxygen Demand (BOD) BOD merupakan suatu karakteristik yang menujukan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme yaitu bakteri untuk mendegradasi bahan organik dalam kondisi aerobik. Bahan organik yang terdekomposisi
13
dalam BOD adalah bahan organik yang siap terdekomposisi (readily decomposable organic mater) (Atima, 2015).
c. Chemical Oxygen Demand (COD) Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat organik yang secara alamiah yang dapat dioksidasi melalui proses biologis dan berdampak negatif sehingga mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air. Nilai konsentrasi COD pada umumnya lebih besar dari BOD (Sugito, 2017). COD berfungsi untuk menentukan bahan organik yang terdapat pada air limbah. COD biasanya lebih tinggi dari BOD dikarenakan lebih banyak bahan-bahan yang terkandung di air limbah bisa dioksidasi secara kimiawi dibandingkan
secara
biologis.
Sebagian
jenis
dari
limbah,
besar
kemungkinannya untuk mengkorelasikan antara COD dengan BOD, karena COD dapat ditentukan dalam waktu 3 jam jika dibandingkan dengan BOD yang membutuhkan waktu selama lima hari. Ketika menetapkan korelasi antara keduanya, pengukuran COD dapat digunakan untuk menetapkan keuntungan yang lebih baik untuk rencana pengolahan, kontrol dan operasional (Karini, Wijaya, & Arranury, 2020). d. Total Suspended Solid (TSS) Jumlah berat dengan satuan miligram/liter (mg/L) kering yang terdapat dalam limbah setelah terjadi penyaringan dengan membran berukuran 0,45 mikron. Penentuan TSS berfungsi untuk mengetahui kekuatan pencemaran air limbah domestik (Kholifah, 2018). e. Minyak dan Lemak Minyak dan lemak merupakan bahan organik yang bersifat tetap dan sukar diuraikan bakteri. Minyak dan lemak memiliki berat jenis yang lebih kecil dari air, sehingga minyak dan lemak membentuk lapisan tipis di permukaan air dan menutupi permukaan yang mengakibatkan terbatasnya oksigen masuk ke dalam air. Reaksi dengan kimia pada suhu tertentu akan mengakibatkan dekomposisi dengan karbon, oksigen, dan hidrogen (Ginting, 2007). 14
Nugroho (2007) menyebutkan minyak tidak larut air oleh karena itu jika air pencemar oleh minyak, maka minyak akan tetap mengapung kecuali jika terdampar ke tanah di sekeliling sungai. Tetapi ternyata tidak demikian halnya. Semua jenis minyak mengandung senyawa-senyawa volatile yang segera dapat menguap. Ternyata selama beberapa hari sebanyak 25% dari volume minyak akan hilang karena menguap. Sisa minyak yang tidak menguap akan mengalami emulsifikasi yang mengakibatkan air dan minyak dapat bercampur (Nugroho, Dinamika Populasi Konsorsium Bakteri Hidrokarbonoklastik: Studi Kasus Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi Skala Laboratorium, 2007 ). Minyak dan lemak dapat mempengaruhi aktivitas mikroba dan membentuk lapisan di permukaan cairan limbah sehingga menghambat proses oksidasi pada kondisi aerobik. Minyak tersebut dapat dihilangkan saat proses netralisasi dengan penambahan NaOH dan membentuk sabun berbusa (scum) yang sering mengapung di permukaan dan bercampur dengan benda-benda lain pada permukaan limbah (Naibaho, 1996). Minyak yang menutupi permukaan air akan menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam air. Selain itu, lapisan minyak juga dapat mengurangi konsentrasi oksigen terlarut dalam air karena fiksasi oksigen bebas menjadi terhambat. Akibatnya, terjadi ketidakseimbangan rantai makanan dalam air (Nugroho, Biodegradasi Sludge Minyak Bumi Dalam Skala Mikroskomos, 2006). f. Amoniak Amoniak merupakan senyawa nitrogen yang menjadi NH4+ pada pH rendah. Amoniak dalam air buangan industri berasal dari oksidasi bahan-bahan organik oleh bakteri diubah menjadi CO2, H2O, NH3. Amoniak dalam air limbah sering terbentuk karena adanya proses kimia secara alami. Amoniak yang terukur pada perairan alami adalah amoniak total (NH3 dan NH4+). Amoniak total adalah salah satu bentuk senyawa nitrogen yang ditemukan di perairan ion amonium (NH4+). Merupakan bentuk transisi dari amonia (Boyd, 1990).
15
Amoniak merupakan proses reduksi senyawa nitrat (dinitrifikasi) atau hasil sampingan dari proses industri. Perbedaan utama amoniak dengan nitrat adalah terkait toksisitas dan mobilitasnya, amoniak memiliki toksisitas yang lebih tinggi. Pada ekosistem perairan umumnya amoniak terdapat dalam bentuk ion terdisosiasi NH4+ (amonium) menjadi NH3 (amoniak) yang toksisitasnya akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya pH. Di daerah perairan, amoniak berasal dari pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat dalam tanah dan air (Goldman & Horne, 1983). g. Total Coliform Bakteri Coliform adalah bakteri indikator yang menunjukkan adanya kehadiran bakteri patogen dan memiliki ketahanan paling tinggi terhadap desinfektan. Bakteri Coliform dinyatakan sebagai nilai total coliform dapat digunakan
sebagai
indikator
dikarenakan
berbanding
lurus
dengan
pencemaran air, semakin sedikit kandungan coliform artinya semakin baik kualitas airnya (Sari & Sutrisno, 2018). 2.4 Baku Mutu Air Limbah Domestik Berdasarkan Permen LHK Nomor 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, baku mutu air limbah adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar dan atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam air limbah yang akan dibuang atau dilepas ke dalam sumber air dari suatu usaha atau kegiatan. Baku mutu air limbah domestik ditunjukkan dalam Tabel 2.1. Tabel 2.1 Baku Mutu Air Limbah Domestik Parameter pH BOD COD TSS Minyak dan lemak Amoniak
Satuan mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 16
Kadar Maksimal 6-9 30 100 30 5 10
Total Coliform Debit
Jumlah/100 ml L/orang/hari
3.000 100
Sumber: Permen LHK No. 68 Tahun 2016
2.5 Instalasi Pengolahan Air Limbah IPAL merupakan sistem pengolahan air limbah domestik maupun industri sebelum air tersebut dialirkan ke badan air. Jika tidak melalui tahap IPAL, maka dapat mencemari air dan tanah di sekitarnya. Optimalisasi dilakukan untuk meminimalkan risiko masalah yang terjadi sehingga IPAL tersebut beroperasi dengan sempurna [10]. Secara garis besar kegiatan pengolahan air limbah dibagi menjadi 5 kategori, yaitu: a. Pengolahan awal (pretreatment) Pretreatment merupakan tahap awal dalam proses pengolahan air limbah. Air limbah yang masuk ke dalam IPAL membawa berbagai material, seperti pasir, serpihan kain, benda yang mengapung di air, dan gemuk (grease). Material ini harus dihilangkan karena dapat menyebabkan gangguan dalam operasional dan proses pada unit pengolahan (Tchobanoglous, Burton, & Stensel, 2003). Pretreatment bertujuan untuk melindungi unit pengolahan berikutnya dari material besar yang ada dalam air limbah yang dapat menyebabkan penyumbatan sehingga beban kerja unit meningkat (Spellman, 2003). Pretreatment terdiri dari berbagai unit yang memiliki fungsi yang berbeda. Unit yang termasuk dalam pretreatment adalah sebagai berikut: ●
Screening Screening bertujuan untuk menghilangkan benda padat berukuran besar, seperti kain, kertas, plastik, logam, dan sejenisnya. Apabila benda ini tidak dihilangkan dapat menyebabkan kerusakan pada pompa, pipa, dan meningkatkan permasalahan pada operasional unit sehingga memerlukan perawatan lanjutan [27]. Berdasarkan ukuran bukaannya bar screen terdiri dari dua jenis, yaitu coarse 17
screen (ukuran bukaan 2-4 in) dan fine screen (ukuran bukaan 0,75-2 in). Berdasarkan sistem pembersihannya, terdapat bar screen yang pembersihan secara manual dengan kemiringan bar 30° dan pembersihan secara otomatis dengan kemiringan bar 4560° [26]. Gambar Saringan Sampah (tampak atas) dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Saringan Sampah Tampak Atas Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
Gambar Saringan Sampah Mekanik (tampak samping) dapat dilihat pada Gambar 2.2.
18
Gambar 2.2 Saringan Sampah Mekanik Tampak Samping Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
●
Grit Chamber Grit chamber bertujuan untuk menghilangkan padatan anorganik berat yang dapat menyebabkan keausan pada mesin. Grit lebih berat dari padatan anorganik termasuk pasir, kerikil, tanah liat, kulit telur, ampas kopi, serbuk logam, dan sejenisnya. Penghilangan grit dapat dilakukan dengan berbagai proses, yaitu dengan gravitasi dan kecepatan, aerasi, dan gaya sentrifugal untuk memisahkan grit dari air limbah (Spellman, 2003). Kecepatan aliran dalam grit chamber harus diatur sehingga hanya grit atau pasir yang diendapkan. Pasir memiliki specific gravity yang lebih berat dibandingkan partikel lain. Kecepatan harus diatur untuk menjaga aliran tidak terlalu pelan karena dapat menyebabkan material selain pasir ikut mengendap [28]. Berikut ini adalah Gambar 2.3 yang menunjukkan Vortex Grit Chamber (tampak samping)
Gambar 2.3 Vortex Grit Chamber Tampak Samping Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
19
Berikut ini adalah Gambar 2.4 yang menunjukkan Aerated Grit Chamber (tampak atas)
Gambar 2.4 Aerated Grit Chamber Tampak Atas Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
Berikut ini adalah Gambar 2.5 yang menunjukkan Aerated Grit Chamber (tampak samping)
Gambar 2.5 Aerated Grit Chamber Tampak Samping Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
●
Bak Ekualisasi
20
Bak ekualisasi atau tangki aliran rata-rata (TAR) berfungsi untuk menyamakan debit aliran. Bak ekualisasi didesain untuk mencegah aliran melebihi kapasitas maksimum hidrolis dari suatu unit, mengurangi variasi aliran diurnal, dan menghilangkan variasi aliran. Proses ekualisasi dilakukan dengan menggunakan aerator, pompa, dan flowmeter (Spellman, 2003). Terdapat beberapa keuntungan yang diperoleh jika menggunakan bak ekualisasi, yaitu: (Tchobanoglous, Burton, & Stensel, 2003) 1.
Meminimalkan shock loading sehingga performa pengolahan secara biologi meningkat. Selain itu, zat penghambat dapat dilarutkan dan dapat menstabilkan pH.
2.
Meningkatkan konsistensi beban solid sehingga kualitas efluen dan performa thickening dari bak sedimentasi kedua menjadi meningkat sebelum dilanjutkan ke pengolahan secara biologi.
3.
Meningkatkan kinerja filter dalam penyaringan.
4.
Pada pengolahan secara kimiawi dapat meningkatkan kinerja pembubuhan bahan kimia.
Selain itu, terdapat kekurangan dari penggunaan bak ekualisasi: (Tchobanoglous, Burton, & Stensel, 2003) 1.
Membutuhkan area yang luas;
2.
Fasilitas bak ekualisasi yang berada dekat pemukiman harus memiliki kontrol terhadap bau;
3.
Membutuhkan pengoperasian dan perawatan; dan
4.
Biaya yang dibutuhkan semakin meningkat.
21
Berikut ini adalah Gambar 2.6 Lay out Bak Ekualisasi (tampak atas)
Gambar 2.6 Lay out Bak Ekualisasi Tampak Atas Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
Berikut ini adalah Gambar 2.7 Lay out Bak Ekualisasi (Tampak Samping):
22
Gambar 2.7 Lay out Bak Ekualisasi Tampak Samping Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
● Bak Pengendapan Pertama (primary sedimentation) Bak pengendap pertama berfungsi untuk menghilangkan partikel diskrit dengan pengendapan secara gravitasi. Kecepatan aliran dalam sistem harus lebih rendah dari titik kecepatan saat aliran dapat
mengendapkan
materi
tersuspensi.
Hak
ini
akan
menghasilkan lebih banyak partikel yang dapat diendapkan dan disisihkan dalam bentuk lumpur. Sementara itu, partikel yang massa jenisnya lebih rendah dari air akan mengapung dan membentuk scum (Direktorat Jendral Cipta Karya, 2018). Menurut Asmadi dan Suharno (2012) dalam Rosidi (2017), efektivitas proses sedimentasi untuk memisahkan partikel padatan dipengaruhi oleh bilangan Reynold dan Froude. Kondisi terbaik dalam unit ini dicapai saat bilangan Reynold bernilai 10‐⁵ [29]. Berikut ini adalah Gambar 2.8 yang menunjukkan Bak Sedimentasi Persegi Panjang (tampak atas)
Gambar 2.8 Bak Sedimentasi Persegi Panjang Tampak Atas 23
Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
Berikut ini adalah Gambar 2.9 yang menunjukkan Bak Sedimentasi Persegi Panjang (tampak samping)
Gambar 2.9 Bak Sedimentasi Persegi Panjang Tampak Samping Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
Berikut ini adalah Gambar 2.10 yang menunjukkan Bak Sedimentasi Persegi Lingkaran (tampak atas)
24
Gambar 2.10 Bak Sedimentasi Persegi Lingkaran Tampak Atas Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
Berikut ini adalah Gambar 2.11 yang menunjukkan Bak Sedimentasi Persegi Lingkaran (tampak samping)
Gambar 2.11 Bak Sedimentasi Persegi Lingkaran Tampak Samping Sumber: Ditjen Cipta Karya, 2018
b. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment) Tujuan utama dari pengolahan sekunder adalah menghilangkan bahan organik. Bahan organik dapat hadir dalam bentuk: ●
Dissolved Organic Matter (BOD terlarut atau terfilter) yang tidak dihilangkan hanya dengan operasi fisik, seperti sedimentasi yang terjadi pada pengolahan primer;
●
Organic Matter in Suspension (BOD tersuspensi atau partikulat), yang sebagian besar dihilangkan dalam pengolahan primer yang kadang-kadang ada, tetapi
yang padatannya lebih
lambat
mengendap (padatan yang lebih halus) tetap berada dalam massa cair. Proses pengolahan sekunder disusun sedemikian rupa untuk mempercepat mekanisme dekomposisi yang secara alami terjadi di badan penerima. 25
Dengan demikian, dekomposisi polutan organik yang dapat terdegradasi dicapai dalam kondisi yang terkendali, dan pada interval waktu yang lebih kecil daripada di sistem alami. Dasar dari keseluruhan proses biologis adalah kontak efektif antara organisme ini dan bahan organik yang terkandung dalam limbah, sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai makanan bagi mikroorganisme. Mikroorganisme mengubah bahan organik menjadi karbon dioksida, air dan bahan seluler (Von Sperling, 2007). Perawatan sekunder umumnya mencakup unit perawatan awal, tetapi mungkin atau mungkin tidak termasuk unit perawatan primer. Terdapat berbagai macam proses pengolahan sekunder, dan yang paling umum adalah: 1. Kolam Stabilisasi Kolam stabilisasi adalah kolam dangkal yang dibuat menggunakan proses fisis dan biologis untuk mengurangi kandungan pencemar yang terdapat pada air limbah. Proses tersebut meliputi pengendapan partikel padat, penguraian zat organik, pengurangan nutrien fosfor (P) dan nitrogen (N), menyisihkan organisme patogen misalnya bakteri, telur cacing serta virus (Polprasert, 1996). Prinsip dasar dari kolam stabilisasi di antaranya: (Veenstra, 2000) ·
Menyeimbangkan serta menjaga fluktuasi beban organik dan beban hidrolis air limbah,
·
Mengendapkan partikel padatan dari air limbah pada kolam pertama,
·
Memanfaatkan proses fotosintesis yang dilakukan alga sebagai sumber utama oksigen,
·
Menguraikan zat organik secara biologis yang dilakukan oleh mikroorganisme (secara aerobik maupun anaerobik),
·
Pengurangan organisme patogenik melalui beberapa proses interaktif antara alga dan bakteri. 26
Kolam stabilisasi jika diklasifikasikan berdasarkan proses biologis, pola pembebanan hidrolis atau tingkat pengolahan yang diinginkan. Berdasarkan hal tersebut, kolam stabilisasi digolongkan menjadi: ·
Kolam anaerobik didesain agar partikel padat dapat terurai secara biologis, mengendap dan didegradasikan melalui proses anaerobik. Kolam mini didesain dengan kedalaman 3 sampai 5 meter dengan massa tinggal hidrolis antara 1 sampai 20 hari.
·
Kolam fakultatif pada umumnya didesain berkisar 1 sampai 2 meter dengan proses degradasi secara aerobik di bagian atas dan degradasi secara anaerobik di lapisan bawahnya. Kolam fakultatif ini bertujuan untuk menyeimbangkan input oksigen dari proses fotosintesis alga dengan pemakaian oksigen yang digunakan untuk penguraian zat organik.
·
Kolam pematangan merupakan kolam dangkal dengan kedalaman 1 hingga 1,5 meter. Ketinggian tersebut bertujuan agar keseluruhan kolam dapat ditumbuhi oleh alga sehingga oksigen yang dihasilkan selama fotosintesis dapat digunakan untuk proses penguraian secara aerobik (Nayono, 2010).
2. Reaktor Anaerobik Reaktor anaerobik merupakan metode pengolahan limbah cair secara biologi anaerob yang dapat menyisihkan kandungan
27
senyawa organik yang terkandung dalam limbah air [34]. Gambar 2.12 Fluidised Bed Anaerobic Reactor Sumber: Haandel et al., 2006
3. Pengolahan Lumpur Aktif Proses pengolahan lumpur aktif, memiliki tiga jenis aliran reaktor yaitu plug flow, complete mix dan arbitrary. Reaktor plug flow partikel melewati tangki dan habis dalam jumlah yang sama ketika masuk. Tipe aliran tercapai ketika berada di cekungan panjang dan sempit. Pada reaktor complete mix, partikel masuk tersebar ke kolam secara cepat. Aliran complete mix dicapai ketika bentuk kolam lingkaran dan persegi. Reaktor aliran arbitrary menujukan pencampuran yang parsial antara plug flow dan complete mix di suatu tempat. Lumpur aktif mampu menyisihkan BOD mencapai >90% [28].
Gambar 2.13 Conventional Plug Flow Sumber: Tchobanoglous, 2003
28
Gambar 2.14 Complete Mix Activated Sludge Sumber: Tchobanoglous, 2003
4. Aerobic Biofilm Reactors Pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme yang terlibat dalam proses konversi yang terjadi di reaktor biofilm mengarah pada pengembangan reaktor baru dari tahun 1970. Perbaikan mengenai pencampuran fase, transfer oksigen dan pemisahan fase digabungkan, meningkatkan kinerja melalui kontrol yang efektif dari ketebalan biofilm dan peningkatan perpindahan massa. Berikut ini klasifikasi alternatif reaktor aerobik, berdasarkan pada keadaan fiksasi biomassa: Reaktor dengan biomassa tersuspensi; o lumpur aktif (beberapa varian) o pengurutan poros dalam reaktor batch o membran bioreaktor Reaktor hibrida; o tempat tidur campuran mekanis o media pendukung terstruktur
Reaktor dengan biomassa terpasang; o filter menetes o kontaktor biologis berputar
29
o biofilter aerasi terendam o unggun bergerak: unggun terfluidisasi dua dan tiga fase, lift udara, unggun turbulen, dan unggun campuran [30]. d. Pengolahan Tersier (Tertiary Treatment) Pengolahan tersier merupakan proses pengolahan air limbah selanjutnya setelah pengolahan sekunder. Langkah ini menghilangkan kontaminan membandel yang tidak dapat dibersihkan oleh perawatan sekunder. Efluen air limbah menjadi lebih bersih dalam proses pengolahan ini melalui penggunaan sistem pengolahan yang lebih kuat dan lebih maju. Teknologi pengolahan tersier dapat menjadi perpanjangan dari pengolahan biologis sekunder konvensional untuk lebih menstabilkan zat yang membutuhkan oksigen dalam air limbah atau untuk menghilangkan N dan P. 1. Koagulasi Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel koloid dengan cara penambahan senyawa kimia yang disebut koagulan. Koloid mempunyai ukuran tertentu sehingga gaya tarik menarik antara partikel lebih kecil daripada gaya tolak menolak akibat muatan listrik. Pada kondisi stabil ini, penggumpalan partikel tidak terjadi. Melalui proses koagulasi terjadi destabilisasi sehingga partikelpartikel koloid bersatu dan menjadi besar. Pengurangan potensial elektrostatis yang terjadi dalam proses koagulasi bisa disebut dengan destabilisasi. Mekanisme proses destabilisasi ini terdiri dari beberapa langkah antara lain: ● Pengurangan muatan permukaan partikel dengan menekan lapisan muatan ganda (double- change layer).Penambahan ion ke dalam air akan meningkatkan kekuatan ionik dan menurunkan gaya tolak. Dengan penambahan garam ke dalam air, muatan koloidal tidak dikurangi secara signifikan, tetapi hanya memperkecil jarak muatan dari permukaan partikel, sehingga lapisan ganda dapat berkurang 30
● Netralisasi muatan dengan adsorpsi ion yang berlawanan muatan proses ini dilakukan dengan penambahan bahan kimia untuk proses destabilisasi. Penambahan ion yang muatannya menyebabkan
berlawanan netralisasi
dengan
ion
lapisan tunggal
koloid
dapat
dari
koloid.
Netralisasi muatan terjadi saat koagulan ditambahkan secara berlebihan. Penggabungan antar partikel dengan polimer 15. ● Polimer-polimer yang mengandung situs aktif sepanjang rantainya dapat menyebabkan adsorpsi koloid. Koloid akan terikat pada beberapa situs sepanjang rantai polimer ● Penjebakan oleh flok saat sejumlah koagulan ditambahkan ke dalam air, maka akan membentuk flok yang akan mengendap karena flok besar dan tiga dimensi, maka koloid akan terjebak di dalam flok, dan akhirnya ikut mengendap, sedangkan suspensi encer laju koagulasi rendah karena konsentrasi koloid yang rendah sehingga kontak antar partikel tidak memadai. Bila digunakan dosis koagulan yang terlalu besar akan mengakibatkan destabilisasi koloid. Agar konsentrasi koloid berada pada titik di mana flok-flok dapat terbentuk dengan baik, maka dilakukan proses recycle sejumlah settled sludge sebelum atau sesudah rapid mixing dilakukan. Tindakan ini dapat dilakukan untuk meningkatkan
efektivitas pengolahan Gambar 2.15 Tampak Atas Bak Koagulasi
31
Sumber: Reynolds dan Richards, 1996
Gambar 2.16 Potongan Bak Koagulasi Sumber: Reynolds dan Richards, 1996
2. Filtrasi Filtrasi merupakan proses menghilangkan sisa mikroorganisme yang tidak mengendap dan padatan tersuspensi lainnya. Dua jenis utama yang digunakan, yaitu granular filtration, menggunakan sand filters atau multimedia filters, dan membrane filtration.
Gambar 2.17 Rapid Sand Filtration Sumber: USEPA, 1978
3. Karbon Adsorpsi Proses karbon adsorpsi dengan menggunakan adsorben digunakan untuk memisahkan senyawa pencemar dalam limbah cair. Proses adsorpsi adalah kumpulan senyawa kimia di permukaan adsorben, padat sebaliknya absorpsi adalah penetrasi kumpulan senyawa
32
kimia ke dalam senyawa padat. Jika kedua peristiwa terjadi simultan maka peristiwa ini disebut adsorpsi. Karbon aktif digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan kontaminan. Karbon aktif terbuat dari kayu, batu bara, lignit, tempurung kepala, dan tulang ternak serta limbah sayuran kemudian dipanaskan tanpa adanya oksigen sehingga terbentuk arang utuh. Karbon aktif fase cair biasanya berbentuk bubuk yang sangat halus, diameter pori mencapai 1000Å (Angstrom = 10-10m), dihasilkan dari bambu kuning, serbuk gergaji, ampas pembuatan kertas atau dari bahan baku yang mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur yang lemah, rapuh (mudah hancur), mempunyai kadar abu.
Gambar 2.18 Desain Adsorpsi Karbon Aktif Sumber: Tchobanoglous, 1972 dalam USEPA, 1978
4. Ion Exhanger Ion exchanger atau resin penukar ion dapat didefinisikan sebagai senyawa hidrokarbon terpolimerisasi yang mengandung ikatan silang
(crosslinking)
serta
gugus-gugus
fungsional
yang
mempunyai ion-ion yang dapat dipertukarkan. Sebagai zat penukar 33
ion resin mempunyai karakteristik yang berguna dalam analisis kimia, antara lain kemampuan menggelembung (selling), kapasitas pengukuran dan selektivitas penukaran. Pada saat dikontakkan dengan resin penukar ion, maka ion terlarut dalam air akan terserap ke resin penukar ion dan resin akan melepaskan ion lain dalam kesetaraan ekuivalen, dengan melihat kondisi tersebut maka dapat mengatur jenis ion yang diikat dan dilepas.
Gambar 2.19 Quartz Sand Floating Bed Ion Exchanger Sumber: Nanyang Megamech, 2022
5. Membrane Separation Proses membran yang dikenal luas dalam proses pengolahan air adalah proses membran berbasis gaya dorong tekanan seperti mikrofiltrasi (MF), ultrafiltrasi (UF), nanofiltrasi (NF), dan reverse osmosis (RO). Khususnya untuk produksi air minum, salah satu isu penting yang berkembang saat ini adalah semakin ketatnya standar kualitas yang harus dipenuhi. Salah satu metode konvensional yang biasa
ditempuh
untuk
memenuhi
persyaratan
ini
adalah
penambahan dosis klorin sebagai desinfektan. Akan tetapi peningkatan dosis desinfektan juga akan mengakibatkan semakin tingginya kemungkinan terbentuknya produk samping dari desinfektan ini. Pembentukan produk samping desinfektan seperti 34
trihalometan (THM) juga menjadi isu penting karena berkaitan dengan masalah kesehatan. Produk samping desinfektan terbentuk ketika material organik alami dalam air bereaksi dengan klorin atau senyawa kimia oksidator lain yang digunakan untuk desinfeksi. Tidak semua senyawa organik alami merupakan prekursor produk samping ini akan tetapi pengendaliannya dapat dilakukan dengan penghilangan senyawa organik alami atau penghilangan prekursor produk samping. Penyisihan senyawa organik alami tidak hanya mengurangi pembentukan produk samping desinfektan tapi juga mengurangi kebutuhan klorin pada sistem distribusi. Penyisihan senyawa organik alami akan menghilangkan sumber makanan bakteri sehingga lebih lanjut akan menurunkan aktivitas biologi dan pertumbuhan kembali mikroba di dalam sistem distribusi. Proses membran merupakan pilihan yang tepat untuk produksi air minum dengan kemampuannya untuk mereduksi kontaminan organik dan anorganik yang berasal dari air. Sementara itu pengembangan juga ditujukan
terhadap
material
membran
yang
digunakan.
Poliviniliden fluorida (PVDF) merupakan material membran yang resisten terhadap oksidan yang sering kali digunakan sebagai
35
desinfektan kimia. Di negara maju seperti Amerika Serikat, proses membran NF merupakan proses membran yang telah mendapat pengakuan dari EPA (Environmental Protection Agency) sebagai Best Available Technology untuk proses pengolahan air Gambar 2.20 Unit Membrane Separation Sumber: Waten, 1994
6. Gravity Thickening Gravity thickening merupakan suatu cara yang digunakan untuk mengurangi volume lumpur dengan cara membuang supernatannya sekaligus meningkatkan konsentrasi padatan di dalam lumpur. Metode ini mengandalkan pada prinsip gravitasi untuk memisahkan air dari dalam lumpur. Tujuannya untuk mengonsentrasikan solid underflow dan mereduksi volume lumpur aliran lumpur berasal dari sistem aerasi diarahkan ke pusat dengan baik dan didesain sedemikian rupa. Sampah yang dikumpulkan di bagian bawah
36
tangki diperbolehkan untuk menetap, menjadi memadat dan kemudian dipompa keluar dari pipa outlet limbah bawah. Biasanya ada bendungan dan saluran untuk air keluar dan meluap, gerakan berputar melingkar untuk menciptakan efek pengadukan lambat. Hasilnya dengan melakukan ini maka akan memastikan bahwa pemadatan akan terjadi dan mendapatkan lumpur untuk menuju ke bawah gravity thickening biasanya dalam bentuk silinder dengan kedalaman ±3 meter dengan dasar berbentuk kerucut untuk memudahkan pengurasan lumpur dengan waktu detensi selama 1 hari. Tujuan penggunaan adalah mengurangi volume lumpur hingga (30-60)% dan mengonsentrasikan solid underflow. Gravity thickening berbentuk lingkaran menyerupai bak sedimentasi. Gambar 2.21 Gravity Thickening Tampak Samping Sumber: Rahayu, dkk, 2020
e. Sludge Treatment 1. Anaerobik Digester Anaerobik digester atau biodigester adalah suatu teknologi yang memanfaatkan proses biologis di mana bahan organik oleh mikroorganisme anaerobik terurai dalam ketiadaan oksigen terlarut (kondisi anaerob). Mikroorganisme anaerobik mencerna bahan masukan organik yang diubah melalui degradasi anaerobik menjadi bentuk yang lebih stabil, sementara gas campuran energi tinggi (biogas) yang terutama terdiri dari metana (CH 4) dan karbon dioksida (CO2), yang dihasilkan agar penguraian anaerobik terjadi maksimal, produk harus berada pada kondisi tertentu seperti tingkat suhu, kelembaban dan pH yang sesuai. Suhu yang cocok untuk proses ini adalah antara 35-37oC dan 60-80oC. Biogas dikumpulkan dan dimanfaatkan sebagai sumber energi, Hampir semua bahan organik dapat diproses dengan biodigester, termasuk kertas limbah dan kardus, rumput, sisa-sisa makanan, limbah industri, limbah dan kotoran hewan. Proses biologis yang terjadi pada anaerobik
37
digester merupakan proses alami pembusukan dan peluruhan material organik, di mana bahan organik dipecah menjadi komponen sederhana di bawah kondisi anaerobik. Mikroorganisme anaerobik mencerna bahan organik untuk menghasilkan metana dan karbon sebagai produk akhir yang ideal. Ada empat tahapan biologis dan kimia dalam anaerobik digester, yaitu: [35] ● Hidrolisis
merupakan
tahap
pemutusan
rantai
atau
pemecahan molekul bahan organik kompleks (karbohidrat, protein dan lemak) sehingga terbentuk bahan organik yang lebih sederhana. (C6H12O6)n+H2O→ nC6H12O6
(2.1)
● Asidogenesis merupakan tahap perombakan bahan hasil proses hidrolisis menjadi senyawa-senyawa alkohol dan asam-asam volatil seperti metanol, etanol, asam asetat, asam butirat, format, propionat dan lain-lain. nC6H12O6→2n (CH3CH2COOH)+2nCO2
(2.2)
● Asetogenesis: Asetogenesis yaitu asam-asam volatil yang dihasilkan dari tahap asidogenesis diubah menjadi asam asetat dan CO2. CH3CH2COOH→CH3COOH+CO2+3H2
(2.3)
● Metanogenesis merupakan tahap terakhir proses anaerobik di mana asam asetat dikonversi menjadi CH4 dan CO2. CH3COOH→CH4+CO
38
(2.4)
Gambar 2.22 Unit Anaerobic Digester Sumber: Ploechl & Heiermann, 2006
Gambar 2.23 Tampak Samping Anaerobic Digester Sumber: Reynolds & Richards, 1996
2. Pressure filtrasi Filtrasi yang dilakukan dengan menggunakan tekanan, contohnya pada tipe flate dan frame filter. Alat ini bekerja berdasarkan driving force, yaitu perbedaan tekan. Dilengkapi dengan kain penyaring yang disebut filter cloth, yang terletak pada tiap sisi platenya. Plate dan frame filter digunakan untuk memisahkan padatan cairan dengan media berpori yang meneruskan cairannya
dan menahan padatannya. Gambar 2.24 Pressure Filter Sumber: Basskerville & Gale, 1968
39
Gambar 2.25 Unit Pressure Filter Sumber: Water Treatment, 2011
3. Vakum filtrasi Vakum filtrasi merupakan teknik pemisahan zat padat dari pelarut atau suatu campuran. Umpan dilewatkan melalui suatu filter dalam corong Buchner. Udara dipompa keluar, sehingga umpan tertekan ke bawah, zat padat tertinggal di corong Buchner sedangkan, pelarut terdorong ke penampung.
Gambar 2.26 Vakum Filtrasi Sumber: Basskerville & Gale, 1968
40
4. Sentrifugasi Sentrifugasi adalah pemisahan dengan menggunakan gaya putaran atau gaya sentrifugal. Partikel dipisahkan dari liquid dengan adanya gaya sentrifugal pada berbagai variasi ukuran dan densitas campuran larutan, peralatan sentrifugasi terbagi menjadi dua yaitu: ● Pengendapan sentrifugasi/settling centrifuges ○ Tubular: pemisahan liquid-liquid emulsion ○ Disk bowl: pemisahan liquid-liquid ● Filtrasi sentrifugal digunakan untuk mendapatkan perbedaan tekanan sehingga slurry dalam filter akan mengalir ke penyaring.
Pada
operasi
sentrifugasi
dengan
cara
pengendapan, kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh kecepatan sudut di samping faktor-faktor lain seperti pada perhitungan kecepatan sedimentasi. Laju alir volumetrik umpan dipengaruhi oleh kecepatan sudut , diameter partikel, densitas partikel, viskositas cairan, dan diameter tabung centrifuge. Pemisahan padatan dari air dengan menggunakan pengendapan sentrifugasi prinsipnya sama dengan proses pengendapan secara gravitasi, bedanya pengendapan ini menghasilkan gaya dorong yang lebih besar yang disebabkan oleh
putaran
air.
Dengan
memutar
air,
kecepatan
pengendapan dapat meningkat jika dibandingkan dengan pengendapan secara gravitasi pada umumnya. Pengendapan sentrifugasi sudah banyak digunakan untuk pemisahan partikel dan cairan atau air dalam proses pengolahan mineral seperti pada proses pengeringan materi dengan ukuran partikel yang berbeda, penyisihan partikel yang sangat kecil dalam pencucian, atau dalam menyisihkan kontaminan yang terlarut dalam larutan. namun, penggunaan pengendapan sentrifugasi untuk penyisihan partikel atau senyawa lain di 41
dalam proses pengolahan air masih jarang dilakukan dikarenakan tingginya biaya operasional yang dibutuhkan. maka
dari
itu,
pengembangan
pengendapan
dengan
memanfaatkan gaya sentrifugal diarahkan pada pengendapan dengan memanfaatkan aliran air melalui dinding pengendap seperti prinsip kerja hydrocyclone.
Gambar 2.27 Centrifugal Filters Sumber: Ken Sutherland, Goerge Chase, 2011
5. Lagooning Lagooning atau kolam fakultatif dapat juga dianggap sebagai reaktor dengan pencampuran sempurna (completely mixed reactor) tanpa sirkulasi biomassa. Air limbah dialirkan ke dalam lagoon dan dikeluarkan dekat dasar lagoon. Padatan yang ada di dalam air limbah akan mengendap di daerah dekat bagian pemasukan (inlet) dan partikel biologis (biological solids) serta koloid akan menggumpal membentuk awan atau selimut lumpur (sludge blanket) tipis yang tinggal di atas dasar kolam. Bagian pengeluaran (outlet zone) diletakkan pada bagian yang kemungkinan terjadi aliran singkat (short circuiting) paling kecil. Lagoon dapat dibedakan berdasarkan derajat pencampuran mekanik yang dilakukan. Jika energi yang diberikan cukup untuk 42
mendapatkan derajat pencampuran dan aerasi terhadap seluruh air limbah termasuk padatan tersuspensi, reaktor disebut lagoon aerobik (Aerobic Lagoon). Efluen dari lagoon aerobik memerlukan unit peralatan untuk pemisahan padatan (solid) agar didapatkan hasil olahan sesuai dengan standar yang dibolehkan Jika energi yang diberikan hanya cukup untuk pencampuran dan aerasi sebagai dari air limbah yang ada di dalam lagoon, sedangkan padatan yang ada di dalam air limbah mengendap di dasar lagoon atau di daerah yang
mempunyai
gradien
kecepatan
yang
rendah
serta
menghasilkan proses peruraian secara anaerobik disebut lagoon fakultatif (Facultative Lagoon). Proses tersebut dapat dibedakan dengan kolam fakultatif hanya pada metode pemberian oksigen atau cara aerasinya. Umumnya sebagian besar dari kolam dan lagoon yang digunakan untuk pengolahan air limbah adalah tipe fakultatif.
Gambar 2. 28 Lagoon Sumber: Barker, 1996
6. Landfill Cairan dalam landfill merupakan hasil dari dekomposisi sampah dan cairan yang masuk ke tempat pembuangan seperti aliran atau
43
drainase
permukaan,
air
hujan
dan
air
tanah.
Menurut
Darmasetiawan (2004), lindi merupakan air yang terbentuk dalam timbunan sampah yang melarutkan banyak sekali senyawa yang ada sehingga memiliki kandungan pencemar khususnya zat organik yang sangat tinggi. Lindi sangat berpotensi menyebabkan pencemaran air, baik air tanah maupun permukaan sehingga perlu ditangani
dengan
baik
[36].
Teknologi
pengolahan
lindi
diklasifikasikan menjadi dua, yaitu (i) Metode Biologi, (ii) Metode Fisika Kimia. Pada standar kualitas pembuangan ke badan sungai yang ketat maka perlu kombinasi dari ke dua atau beberapa sistem [37]. Kondisi eksisting unit pengolahan berupa kolam stabilisasi belum menghasilkan kualitas efluen sesuai dengan baku mutu. Nilai BOD/COD yang sangat rendah membuat pengolahan secara biologi biasa sulit dilakukan [38]. Secara visual tampak bahwa warna air lindi pada saluran inlet tidak jauh berbeda dengan outletnya. Maka dari itu, perlu adanya pengolahan pendahuluan dalam memecah senyawa persisten menjadi senyawa yang lebih sederhana. Hal ini akan meningkatkan viability dari pengolahan biologi selanjutnya. Metode biofilter dan wetland merupakan salah satu metode sederhana yang dapat digunakan untuk mendegradasi parameter parameter pencemar yang ada di air lindi. Metode biofilter berprinsip pada metode pertumbuhan terlekat. Bakteri pada air lindi akan terlekat pada biofilter dan membentuk biofilm sebagai tempat hidupnya. Biofilm inilah yang akan menahan bakteri
agar
tidak
ikut
terbawa
efluen,
mendegradasi lindi dengan lebih kontinu.
44
sehingga
dapat
Gambar 2. 29 Landfill Sumber: Vymazal, et.al., 1998
7. Sludge Drying Bed (SDB) SDB
merupakan
proses
di
mana
pengeringan
lumpur
dengan
mengeluarkan lumpur menggunakan media pengering secara gravitasi dan penguapan sinar matahari. Bak ini berisi media penyaring pasir (sand), batu kerikil (gravel) yang berfungsi sebagai tumpuan pasir dan saluran air yang tersaring (filtrat) pada bagian bawah bak. Pengisian lumpur ke bak pengering sebaiknya dilakukan 1 kali sehari dengan ketebalan lumpur di bawah 15 cm. Mengingat keterbatasan daya tembus panas matahari, maka kedalaman bak kurang dari 50 cm. Jika lumpur masuk terlalu banyak, permukaan lumpur tampak mengering tetapi lapisan bawah masih basah, sehingga pengurangan air perlu waktu berharihari. Effective size (ES) dari media pasir berkisar antara 0,3 mm – 0.75 mm, dan uniformity coefficient (UC) yang direkomendaikan adalah lebih besar dari 4. ES media filter adalah ukuran media filter dalam memisahkan kotoran yang besarnya 10% dari total kedalaman lapisan media filter atau 10% dariberat, yang sering dinyatakan dengan P10 (diameter pada persentil 10). UC adalah angka keseragaman media filter yang dinyatakan dengan perbandingan antara ukuran diameter pada 60%.
45
Gambar 2. 30 Sludge Drying Bed Sumber: Metcalf & Eddy, 2003
Adapun prinsip dari pengoperasian SDB adalah sebagai berikut:
Tahap I : terjadi pengurangan kadar air dalam lumpur melalui proses filtrasi pada tekanan rendah. Pada tahap ini kadar air bisa turun hingga 80%.
Tahap II: terjadi proses penguapan dari sisa kandungan air dalam lumpur. Pada tahap ini kadar air dalam lumpur bisa mencapai 65%.
46
BAB III GAMBARAN UMUM PERENCANAAN
3.1 Profil Wilayah dan Geografi Kecamatan Medan Satria merupakan bagian Kota Bekasi. Secara geografis Kecamatan Medan Satria terletak di Utara Kota Bekasi antara 106˚48’28”107˚27’29” Bujur Timur, dan 6˚10’6”-6˚30’6” Lintang Selatan, terletak di ketinggian 19,4 m di atas permukaan laut (dilihat dari stasiun kota Bekasi. Kecamatan Medan Satria seluas 1.199 Ha, terdiri dari 4 kelurahan: (BPS Kota Bekasi, 2022; Diskominfostandi, 2017)
Kelurahan Medan Satria: 375 Ha
Kelurahan Pejuang: 487 Ha
Kelurahan Kalibaru: 121 Ha
Kelurahan Harapan Mulya: 294 Ha
Batas-batas wilayah Kecamatan Medan Satria: (Diskominfostandi, 2017)
Utara: Kecamatan Tarumajaya Kabupaten Bekasi;
Timur: Kecamatan Bekasi Utara
Barat: Provinsi DKI Jakarta dan Kecamatan Bekasi Barat;
Selatan: Kecamatan Bekasi Selatan dan Kecamatan Bekasi Barat.
Peta administrasi dapat dilihat pada Gambar 3.1. CBD di Kota Harapan Indah terletak di Kecamatan Medan Satria, Kota Bekasi dan Kecamatan Tarumajaya, Kabupaten Bekasi. Daerah komersial paling banyak ada di Kecamatan Medan, Satria Kota Bekasi. Luas daerah komersial Kota Harapan Indah adalah 28,684 Ha. Daerah CBD Kota Harapan Indah dapat dilihat pada Gambar 3.2. Kondisi topografi Kecamatan Medan Satria relatif datar dengan kemiringan lahan rata-rata 0-2% (BPS Kota Bekasi, 2022). Kontur dapat dilihat pada Gambar 3.3.
III-1
II-2
Gambar 3.1 Peta Administrasi Kecamatan Medan Satria Sumber: Hasil Pemetaan, 2022
II-3
Gambar 3.2 Daerah Perencanaan IPALD Kawasan CBD Kota Harapan Indah Sumber: Hasil Pemetaan, 2022
II-4
Gambar 3.3 Peta Kontur Kecamatan Medan Satria Kota Bekasi Sumber: Hasil Pemetaan, 2022
III-5
3.1.1 Jumlah Penduduk dan Kepadatan Penduduk Berdasarkan Badan Pusat Statistik Kota Bekasi dalam buku Kecamatan Medan Satria Dalam Angka 2016-2017. Kecamatan Medan Satria memiliki jumlah penduduk dalam 10 tahun terakhir pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Jumlah Penduduk Kecamatan Medan Satria 10 Tahun Terakhir No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tahun 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Jumlah Penduduk (Jiwa) 287.026 304.103 311.470 327.928 331.045 346.417 352.035 294.185 294.875 273.395
Sumber: Kecamatan Medan Satria Dalam Angka, 2011-2021
Adapun kepadatan penduduk Kecamatan Medan Satria berdasarkan buku Kecamatan Medan Satria Dalam Angka 2016-2017 pada Tabel 3.2. Tabel 3.2 Kepadatan Penduduk Kecamatan Medan Satria 10 Tahun Terakhir No
Tahun
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Jumlah Penduduk (Jiwa) 287.026 304.103 311.470 327.928 331.045 346.417 352.035 294.185 294.875 273.395
Sumber: Kecamatan Medan Satria Dalam Angka 2011-2021
Luas Wilayah (km2) 55,99 55,99 55,99 55,99 55,99 55,99 55,99 55,99 55,99 55,99
Kepadatan Penduduk (jiwa/km2) 5.126 5.431 5.563 5.857 5.913 6.187 6.287 5.254 5.267 4.883
III-6
Gambar 3.4 Peta Tata Guna Lahan Kecamatan Medan Satria Kota Bekasi Sumber: Hasil Pemetaan, 2022
III-7
3.1.2 Kondisi Tata Guna Lahan Penggunaan lahan di Kecamatan Medan Satria dapat dilihat pada Tabel 3.3 dan Gambar 3.4. Tabel 3.3 Tata Guna Lahan Kecamatan Medan Satria Kota Bekasi, 2019 Tata Guna Lahan
Agrikultur Non-Agrikultur Permukiman Lainnya Luas Kecamatan Medan Satria
Sumber: SHP indonesia-geospasial, 2019
Luas (Ha) 367 225 581 26 1199
Persen (%) 31% 19% 48% 2% 100%
3.2 Kondisi Sanitasi Wilayah Perencanaan A. Limbah Cair Domestik Berdasarkan Disperkimtan Kota Bekasi (2019) kondisi permukiman terus berkembang sejalan dengan berkembangnya pertumbuhan penduduk Kota Bekasi. Berdasarkan Peraturan Walikota Bekasi No. 79 Tahun 2021 tentang Tata Kelola Pada Badan Layanan Umum Daerah Unit Pelaksana Teknis Daerah Pengelolaan Air Limbah Domestik Pada Dinas Perumahan, Kawasan Permukiman dan Pertahanan Kota Bekasi bahwa Unit Pelaksana Teknis Daerah (UPTD) Pengelolaan Air Limbah Domestik (PALD) untuk selanjutnya disingkat dengan UPTD PALD adalah Unit Kerja pada Dinas Perumahan, Kawasan Permukiman dan Pertanahan Kota Bekasi, yang bertanggung jawab dalam melaksanakan urusan PALD. IPLT Kota Bekasi adalah di Sumur Batu seluas 1 Ha, di mana air limbah diolah secara mekanikal dan elektrikal, sehingga hasil akhir pengolahan aman untuk lingkungan dan dapat dimanfaatkan kembali seperti menjadi media pupuk untuk tanaman non pangan (PemDa Kota Bekasi, 2018). Beberapa sistem pembuangan di Kota Bekasi masih menggunakan saluran drainase yang ada yakni air pembuangan greywater dan blackwater bergabung dan langsung dialirkan ke saluran pembuangan/sungai di sekitar
III-8
tempat tinggal. Air limbah ini dapat menyebabkan pencemaran terhadap air permukaan. Kondisi lainnya adalah memiliki tangki septik, akan tetapi penggunaan tangki septik ini tidak diiringi dengan perawatannya. Berdasarkan hasil Environmental Health Risk Assessment (EHRA) rata-rata 30-100% masyarakat membangun tanpa melakukan penyedotan. Rata-rata penyedotan tinja dan tangki septik dilakukan dengan menggunakan mobil tinja dan hampir sebagian besar hasil penyedotan tersebut tidak dibuang ke IPAL melainkan dibuang ke sungai/kali. Data EHRA menunjukkan bahwa hampir 100% melakukan penyedotan dengan mobil sedot tinja, 70% melakukan pembuangan ke sungai dan 30% tidak diketahui (PemDa Kota Bekasi, 2018). Berdasarkan data Dinas Kesehatan Kota Bekasi, jumlah kepala keluarga (KK) yang memenuhi standar dalam saluran pembuangan limbah domestik pada tahun 2009 sebesar 71,15%. Sistem pengolahan air bekas kakus dan tinja (black water) di Kota Bekasi masih dilakukan secara onsite, yaitu kakus, cubluk, dan tangki septik, sedangkan lumpur tinja diangkut dan diolah di IPLT (PemDa Kota Bekasi, 2018). B. Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM) Pengelolaan air minum di Kota Bekasi dikelola oleh pemerintah, yaitu Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) dan swatsa, yaitu Perusahaan Air Minum (PAM) untuk perumahan. Perusahaan yang berada dalam naungan pemerintahan adalah PDAM Tirta Bhagasasi dan PDAM Tirta Patriot sedangkan pengelola swasta tercatat berada di Perumahan Kemang Pratama, Perumahan Green Garden, dan Tirta Pondok Hijau (Bamus) (PemDa Kota Bekasi, 2018). C. Persampahan Setiap tahunnya timbulan sampah di Kota Bekasi terus meningkat. Dari seluruh timbulan sampah kota hanya 46,23% yang dapat ditangani oleh
III-9
Pemerintah Kota dengan diangkut dan diolah di Tempat Pemrosesan Akhir (TPA), sedangkan 53,77% menjadi sampah liar yang dibuang sembarangan ataupun dibakar. Pengelolaan persampahan di Kota Bekasi dilakukan di TPA Sumur Batu di Kecamatan Bantargebang. Berdasarkan data BPS tahun 2010, 2011, dan 2012 rata-rata (ton/hari) sampah yang masuk ke TPA Sumur Batu pada tahun 2010 adalah 379,012 ton/hari, pada tahun 2011 sebanyak 395,009 ton/hari, dan pada tahun 2012 sebanyak 395,009 ton/hari (PemDa Kota Bekasi, 2018). D. Drainase Kota Bekasi dilewati oleh lima sistem drainase utama/primer, yaitu Kali Cakung, Kali Bekasi, Kali Sunter, Kali Cikeas, dan Kali Cileungsi. Kelima kali tersebut memiliki daerah tangkapan air yang luas dan bermuara ke utara dan berakhir di Laut Jawa. Luas sistem drainase di Kota Bekasi kurang lebih 9.035 Ha atau 43% dari luas wilayah kota (PemDa Kota Bekasi, 2018). Sebagian besar sungai yang ada di Kota Bekasi sudah mengalami kerusakan yang disebabkan oleh pendangkalan dan erosi akibat dari sampah dan penyalahgunaan fungsi sungai yang dapat meningkatkan potensi banjir. Untuk mengurangi risiko banjir, Pemerintah Kota Bekasi berupaya membuat sumur-sumur resapan yang berfungsi menyerap kelebihan debit air yang tidak dapat ditampung oleh saluran pembuangan atau sungai (PemDa Kota Bekasi, 2018). 3.3 Lokasi Perencanaan IPAL Penentuan lokasi perencanaan IPAL mengacu pada Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat (Permen PUPR) Nomor 04/PRT/M/2017 tentang Penyelenggaraan Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik yaitu paling sedikit memenuhi persyaratan sebagai berikut (PUPR, 2017): a. berdekatan dengan area pelayanan; b. berdekatan dengan badan air permukaan di luar area sempadan;
III-10
c. terdapat akses jalan; d. bukan di dalam kawasan genangan dan/atau banjir; e. bukan berada pada kawasan patahan; dan f. bukan berada pada kawasan rawan longsor. 3.4 Fasilitas Umum KHI dikembangkan oleh PT. Hasani Damai Putra pada tahun 1987 di atas lahan seluas 2.000 Ha dengan menerapkan konsep sebagai kota baru yang mandiri. Sebagai kota baru mandiri, KHI menyediakan berbagai fasilitas untuk menunjang kehidupan para penghuninya. Berikut ini beberapa fasilitas yang disediakan KHI (Diningrat, 2015).
Fasilitas Perumahan Fasilitas perumahan adalah salah satu fasilitas utama yang disediakan di Kota Harapan Indah. Pengembangan perumahan di KHI sebagian besar dibangun menggunakan konsep kluster di antaranya ialah Kluster Harapan Indah 1, Kluster Ifolia, Kluster Aralia, Kluster Harmoni, Kluster Taman Puspa, Kluster Heliconia, Kluster Taman Sari, dan Kluster Asia Tropis.
Fasilitas Ekonomi Fasilitas ekonomi yang disediakan Kota Harapan Indah meliputi sentra niaga, pusat bisnis dan komersil, pasar modern, serta pusat perbelanjaan yang tersebar di seluruh area bermukim KHI. Adapun beberapa fasilitas ekonomi tersebut antara lain Sentra Bisnis dan Komersil Boulevard Hijau, Sentra Niaga 1-5, Rukan Mega Boulevard (dalam proses pembangunan), Pasar Modern Harapan Indah, Pusat Otomotif dan suku cadang, Sentra Handphone, Giant, dan Carrefour.
Fasilitas Pendidikan Fasilitas pendidikan di KHI disediakan dengan berbagai jenjang, mulai dari Playgroup, Taman Kanak-kanak, sekolah dasar, sekolah menengah pertama, hingga sekolah menengah atas. Beberapa fasilitas pendidikan merupakan sekolah dengan jenjang terpadu, seperti Global Insani Islamic School, Sekolah BPK Penabur, Sekolah Islam Al-Azhar (dalam proses
III-11
pembangunan) dan John Paul’s School. Sementara fasilitas pendidikan lainnya antara lain Cahaya Harapan, Galatia, Cherry Montessori, SMA Negeri 10 Bekasi, Penuai, dan Cinderamata.
Fasilitas Kesehatan Fasilitas kesehatan di KHI memiliki beragam jenis mulai dari Rumah Sakit, Puskesmas, Apotek, dan Klinik. Adapun rumah sakit di KHI yaitu Rumah Sakit Citra Harapan.
Fasilitas Rekreasi Fasilitas rekreasi di KHI berupa hiburan, kuliner, maupun sentra olahraga. Fasilitas tersebut antara lain Harapan Indah Club, lapangan futsal Harapan Indah, lapangan tenis Boulevard Hijau, taman kuliner Mali-Melo, dan Water Boom Harapan Indah.
Fasilitas Transportasi Fasilitas transportasi di KHI antara lain terminal angkut penumpang, pom bensin, angkutan umum trayek K30, bus DAMRI, dan bus eksekutif. Guna mengangkut pergerakan penghuni baik dalam kota, lintas kota, maupun lintas provinsi.
Fasilitas Penunjang Lainnya Fasilitas lain di KHI antara lain kantor pemerintahan, kantor pengembang Damai Putra Group, pom bensin, fasilitas ibadah dan fasilitas keamanan. Beberapa fasilitas ibadah yang ada di sana seperti Masjid Al-Furqan dan Gereja Santo Albertus. Selain itu terdapat fasilitas keamanan yang tersedia di KHI berupa Polsek Medan Satria, Sistem Keamanan 24 jam.
3.5 Hidrologi Kondisi Hidrologi di Kota Bekasi lebih didominasi oleh sistem aliran sungaisungai besar yang relatif tenang. Permukaan dan badan sungai relatif datar hingga landai dan tidak terjal. Secara keseluruhan terdapat 7 (tujuh) aliran sungai yang melalui wilayah Kota Bekasi yaitu Sungai Sunter, Sungai Buaran, Sungai Cakung,
III-12
Sungai Cileungsi, Sungai Bekasi, Sungai Sasak Jarang dan Sungai Cibitung. Ratarata ukuran panjang dan lebar sungai cukup sempit sehingga kapasitas daya tampung debit air juga terbatas. Sebagian besar hulu sungai yang melewati wilayah Kota Bekasi adalah berasal dari Bogor dan Purwakarta, dan berhilir menuju wilayah Bekasi Utara serta berakhir hingga ke laut Utara. 3.6 Rencana Tata Ruang Wilayah Berdasarkan Peraturan Daerah (Perda) Kota Bekasi Nomor 13 Tahun 2011 tentang Rencana Tata Ruang Wilayah Kota Bekasi Tahun 2011-2031, sistem air limbah di Kota Bekasi direncanakan sebagai berikut: 1. Kebijakan pengembangan jaringan air limbah berbasis teknologi terkini yang mencakup pelayanan seluruh Kota Bekasi dan regional, dilakukan melalui strategi: a. Mengembangkan jaringan IPAL terpadu; b. Mengembangkan IPLT. 2. Mewajibkan pengembangan kawasan peruntukan perdagangan dan jasa untuk mengelola limbah cair, limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3), dan pengelolaan sampah secara reduce, reuse, recycle (3R). 3. Rencana pengembangan sistem pengelolaan limbah meliputi: a. Pengolahan air limbah domestik berupa lumpur tinja secara terpusat diarahkan pada skala perumahan dan/atau kelurahan melalui perpipaan; b. Pembangunan IPAL Terpadu Bekasi Utara untuk mengolah air limbah industri di wilayah sekitar Bekasi Utara dan Medan Satria dengan kapasitas minimal 1.000 m3/hari; c. IPAL Terpadu Bantargebang untuk mengolah air limbah industri di sekitar Bantargebang dengan kapasitas minimal 1.000 m3/hari; d. Pembangunan instalasi pengolahan limbah B3 termasuk limbah medis diarahkan di Bantargebang dan dilaksanakan berdasarkan ketentuan yang berlaku.
III-13
IV-14
BAB IV METODOLOGI
Flowchart yang digunakan dalam perencanaan IPAL Domestik (IPALD) KHI, Kecamatan Medan Satria, Kota Bekasi dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Flowchart Perencanaan IPALD
IV-15
Sumber: Hasil Analisis, 2022
a. Penentuan Daerah Perencanaan Dalam menentukan daerah perencanaan, kepadatan penduduk mendekati 150 jiwa/Ha sebagai kriteria dasar dalam menentukan wilayah perencanaan. Selain itu, penentuan wilayah perencanaan berdasarkan CBD. Terpilihnya KHI yang berada di Kota Bekasi ini karena jumlah penduduknya berdasarkan hasil Sensus Penduduk tahun 2020 yaitu 2,56 juta jiwa yang terdiri dari 1,29 juta jiwa penduduk laki-laki dan 1,27 juta jiwa penduduk perempuan dengan kepadatan penduduk 12.162 jiwa/km2 mendekati 150 jiwa/Ha. Kemudian KHI termasuk ke dalam CBD karena kota ini merupakan kota mandiri di mana untuk memenuhi kebutuhan bisnis maka KHI memiliki fasilitas ekonomi untuk memenuhi kebutuhan bisnis meliputi sentra niaga, pusat bisnis dan komersial, pasar modern, serta pusat perbelanjaan. b. Studi Literatur Studi literatur dilakukan dengan cara mencari serta membaca berbagai sumber yang berasal dari text book, jurnal, artikel dan bahan penunjang lainnya yang berkaitan dengan Desain IPAL. Pengumpulan data sekunder terkait Desain IPAL, biasanya data sekunder ini lebih banyak sebagai data statistik maupun data yang sudah diolah sedemikian rupa sehingga siap digunakan dalam statistik, seperti data dari instansi Badan Pusat Statistik (BPS) Kota Bekasi. c. Pra Perencanaan Desain IPAL Pada tahap pra perencanaan desain instalasi pengolahan air limbah melakukan perhitungan proyeksi penduduk dengan menggunakan tiga metode yaitu metode aritmatika, metode geometri, dan metode least square. Sehingga dengan melakukan proyeksi penduduk dapat menentukan kebutuhan air bersih domestik dan proyeksi timbulan air limbah domestik. Selain itu, dilakukan analisis karakteristik air limbah seperti parameter pH, BOD, COD, TSS, minyak dan lemak, amoniak, dan total coliform, sehingga dapat menentukan lokasi dan alternatif instalasi pengolahan air limbah.
IV-16
d. Perencanaan Detail IPAL Perencanaan detail instalasi pengolahan air limbah di Kota Harapan Indah melakukan perencanaan dimulai dari pretreatment, secondary treatment, advance tertiary treatment, penentuan peletakan unit IPAL, perhitungan galian dan timbunan, sistem pompa dan instalasi mekanik, serta melakukan perhitungan material dan sold balance. Kemudian desain denah IPAL melalui AutoCAD di mana perencanaan detail ini mengacu pada kriteria desain dan hasil perhitungan, dari desain denah IPAL dilakukan perhitungan Bill of Quantity, Rencana Anggaran Biaya, Operasi IPAL dan Standard Operation Procedure. Uraikan pendekatan umum pelaksanaan desain dan data-data yang diperlukan serta analisisnya. 4.1 Proyeksi Penduduk Proyeksi penduduk merupakan perhitungan ilmiah didasarkan pada asumsi dari komponen-komponen laju pertumbuhan penduduk, di antaranya kelahiran, kematian, dan perpindahan (migrasi). Ketiga komponen tersebut akan menentukan jumlah dan struktur umur penduduk di masa depan. Untuk membuat proyeksi penduduk perlu data yang menggambarkan tren di masa lampau hingga saat ini. 4.1.1 Metode Proyeksi Penduduk Beberapa metode proyeksi yang digunakan: 1) Metode Aritmatika
Pn=P o+ Ka(T n −T o ) Ka=
Pn−Po T n−T o
Dengan : Pn = Jumlah penduduk pada tahun ke-n Po = Jumlah penduduk pada tahun dasar Ka = Konstanta aritmatik
(4.1) (4.2)
IV-17
Tn = Tahun ke-n To = Tahun dasar Pada metode ini pertumbuhan penduduk akan linear yang jika digambar pada grafik akan membentuk garis lurus. Pertambahan atau pengurangan penduduk akan absolut mengikuti pola pada tahun sebelumnya. Metode ini digunakan jika data yang ada relatif terbatas. Berdasarkan Isserman (1997), proyeksi metode ini tidak tepat digunakan untuk wilayah yang besar dengan pertumbuhan penduduk yang tinggi, melainkan untuk wilayah yang kecil dengan pertumbuhan penduduk yang rendah (Klosterman, 1990). 2) Metode Geometri Menurut Klosterman (1990) pada metode geometri jumlah penduduk pada tahun proyeksi yang berurutan akan mengalami pertambahan dan pengurangan pada persentase yang sama. Metode ini mengasumsikan bahwa kenaikan atau penurunan pada tahun yang diproyeksikan akan pada persentase yang tetap. Metode ini cocok untuk wilayah yang pertumbuhan absolut penduduk rendah di tahun awal observasi dan menjadi tinggi saat tahun akhir observasi. Berikut merupakan rumus yang digunakan pada metode geometri (Klosterman, 1990): Pn=P o × [ ( 1+ r )n ]
( )
r=
P 2 1t −1 P1
(4.3) (4.4)
Dengan : Pn = Jumlah penduduk pada tahun ke-n Po = Jumlah penduduk pada tahun dasar r = rasio n = tahun ke-n 3) Metode Least Square Pada metode least square diasumsikan bahwa kejadian yang terjadi di masa lalu akan berulang kembali di masa yang akan datang. Untuk memprediksi kejadian di masa yang akan datang maka dianalisis kondisi sekarang dan sebelumnya yang diukur berdasarkan kondisi sekarang. Menurut Khotami
IV-18
(2017) metode ini adalah metode proyeksi yang paling luas pemakaiannya. Metode ini digunakan untuk wilayah dengan pertumbuhan penduduk tahun sebelumnya cenderung linier walaupun tidak selalu bertambah. Menurut Pamungkas (2016) rumus yang digunakan pada metode least square yaitu (Pamungkas, 2016): Pn=a+bx ❑
a=
(4.5)
❑
❑
❑
n∑ x − 2
❑
❑
b=
❑
2 y ∑ x −∑ x ∑ y ∑ ❑ ❑ ❑ ❑
(∑ x ) ❑
2
❑
❑
❑
n ∑ xy−∑ x ∑ y ❑
❑
❑
❑
❑
(∑ x )
n∑ x − 2
(4.6)
❑
2
(4.7)
❑
Dengan : Pn = Jumlah penduduk pada tahun ke-n y = jumlah penduduk x = tahun n - tahun (n-1) a = Konstanta proyeksi b = Koefisien arah regresi linear 4.1.2 Pemilihan Metode Terbaik Pemilihan metode terbaik menggunakan perhitungan statistik dengan beberapa parameter. Parameter yang dihitung meliputi standar deviasi, koefisien variasi, dan korelasi. Tujuan dari pengukuran ini adalah untuk mengukur kesesuaian salah satu metode dengan kondisi eksisting pada wilayah perencanaan. 1) Standar Deviasi Salah satu metode untuk mengukur homogenitas dalam suatu kelompok adalah dengan menggunakan standar deviasi. Nilai dari standar deviasi digunakan untuk mengukur seberapa dekat hasil pengukuran pada metode statistik dengan keadaan sebenarnya. Standar deviasi berfungsi untuk menguji sampel yang diambil mewakili seluruh populasi (Rahmawati, Ali,
IV-19
Nurvia, & Harahap, 2020). Pada standar deviasi dipilih nilai yang paling kecil. Berikut merupakan perhitungan untuk standar deviasi : SD=
√
n
1 ∑ ( x −x ) 2 n−1 i−1 i
(4.8)
Dimana: n = jumlah data x = rata-rata jumlah penduduk Xi = jumlah penduduk 2) Koefisien Variasi Menurut Setiawan (2012), koefisien variasi atau disebut juga koefisien depresi yaitu rasio perbandingan standar deviasi dengan rata-rata variabel yang diteliti. Nilai dari koefisien variasi dapat dinyatakan dalam persen. Nilai dari koefisien variasi bersifat mutlak sehingga sering kali disebut dengan
simpangan
baku
relatif.
Koefisien
variasi
menunjukkan keseragaman data. Nilai dari koefisien variasi yang dipilih adalah yang paling kecil. Berikut merupakan cara perhitungan untuk mengetahui koefisien variasi (Setiawan, 2012): KV =
SD X
(4.9)
Dengan: KV = koefisien variasi SD = standar deviasi X = nilai rata-rata P 3) Korelasi Perhitungan statistika yang berfungsi untuk mengukur keeratan hubungan dua variabel adalah korelasi. Variabel dalam korelasi tidak diukur hubungan pengaruh antara dua variabel. Hasil dari pengukuran korelasi yaitu koefisien korelasi dengan rentang -1 sampai dengan +1 (Astuti, 2017). Dua variabel yang dimaksud adalah jumlah penduduk tahun dasar proyeksi
dengan
jumlah penduduk hasil proyeksi di tahun yang sama. Berikut merupakan perhitungan dalam korelasi :
IV-20
❑
r=
√∑ n
❑ ❑
❑
❑
n × ∑ XY −∑ X ∑ Y ❑
2
❑
(4.10)
( ∑ X ) × √ n ∑ Y −( ∑ Y )
X −
Dimana:
❑
2
❑
❑
❑
2
❑
❑
2
❑
r = Koefisien Korelasi X = data eksisting penduduk Y = data proyeksi penduduk 4.2 Perhitungan Kebutuhan Air Bersih Perhitungan kebutuhan air bersih didasarkan pada jumlah kebutuhan air domestik, non domestik, dan kehilangan air. Proyeksi dilakukan dengan menyesuaikan jumlah penduduk proyeksi dengan kebutuhan air setiap tahunnya hingga 20 tahun mendatang. Proyeksi mengacu pada petunjuk teknis yang diberikan oleh Permen PUPR terkait proyeksi kebutuhan air bersih berdasarkan jenis kotanya. Tabel 4.1 berikut merupakan konsumsi air minum berdasarkan kategori kotanya. Tabel 4.1 Kriteria Proyeksi Berdasarkan Kategori Kota Kategori Kota Berdasarkan Jumlah Penduduk (Jiwa) >1.000.000
500.000100.0000
100.000500.000
20.000100.000
0,6 0,6-1 0,8 60-85 0,8-1,0 1,0-5,0 5,0-7,5
Sumber Qasim, 1985
IV-32
4.5.1.4 Tangki Aliran Rata-Rata Tangki aliran rata-rata digunakan untuk meratakan konsentrasi polutan dan debit sebelum dialirkan ke unit-unit pengolahan selanjutnya. Menurut Dirjen Cipta Karya (2018), tangki aliran rata-rata atau TAR berfungsi untuk meratakan konsentrasi polutan sekaligus menurunkan fluktuasi debit influen yang masuk. Kelebihan terdapatnya unit ini adalah meningkatnya efektivitas pengolahan karena konsentrasi dan debit yang dimasukkan ke unit-unit selanjutnya akan lebih konstan. Selain itu, adanya TAR juga dapat menyamakan pH sehingga mengurangi kebutuhan bahan kimia yang digunakan. Jika tidak terdapat TAR, maka akan terjadi fluktuasi debit dan konsentrasi akibat pengaruh peak day dan peak
hour
sehingga
menyebabkan
shock
loading
yang
menyebabkan
mikroorganisme pengolah air limbah akan kelebihan atau kekurangan nutrien. Jika mikroorganisme tidak dipelihara secara konstan, maka efluen yang dihasilkan tidak dapat memenuhi baku mutu. Selain terdapat kelebihan unit TAR, TAR juga memiliki kekurangan yaitu berpotensi menimbulkan bau dan membutuhkan lahan yang luas dan biaya untuk operasi dan pemeliharaannya. Penentuan volume TAR mempertimbangkan fluktuasi kebutuhan air bersih, debit rata-rata yang masuk, dan loading BOD dan TSS. Loading BOD dan TSS dijadikan pendasaran dalam penentuan volume TAR karena kedua parameter tersebut dapat meningkat dua kali lipat dari laju rata-ratanya. Volume bak ekualisasi ditentukan berdasarkan grafik akumulasi variasi debit influen yang diterima selama waktu operasional IPLT. Kriteria Bak Ekualisasi dapat dilihat pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Kriteria Desain Tangki Aliran Rata-Rata No
Parameter Simbol Nilai Kedalaman air 1 h min 1,5-2 minimum 2 Ambang bebas hfb 1 Laju pemompaan 0,013 Qudar udara 0,015 Kemiringan dasar 4 S 40-100 tangki Sumber: Tchobanoglous, et. al., 2003; Qasim, 1985
Satuan m m m3/m3-menit mm/m diameter
Sumber Tchobanoglous et al, 2003 Qasim, 1985
IV-33
Pada TAR perhitungan dapat dicari dengan menggunakan rumus: 1. Volume=Debit ×Waktu 2. Volume Effluen=
(4.27)
Volume total Waktu
(4.28)
4.5.1.5 Grease Trap Grease Trap digunakan untuk menyisihkan minyak dan lemak yang terdapat dalam air limbah, sehingga tidak mengganggu sistem penyisihan selanjutnya. Berikut merupakan kriteria desain untuk Grease Trap (Direktorat Jendral Cipta Karya, 2018).
Terdiri atas 2 kompartemen (kompartemen pertama = ⅔ total panjang; kompartemen kedua = ⅓ total panjang)
Kecepatan aliran
= 2-6 m/jam
Waktu tinggal
= 5-20 menit
Diameter manhole minimum = 0,6 m
Belum ada kriteria desain untuk unit grease trap namun, disarankan kecepatan aliran dalam grease trap 2-6 m/jam dan waktu tinggal 5-20 (Direktorat Jendral Cipta Karya, 2018). Berikut merupakan Gambar 4.3 denah dan potongan grease trap.
IV-34
Gambar 4.4 Gambar Denah dan Potongan Grease Trap Sumber: Sakinah, 2018
4.5.1.6 Comminutor Berfungsi untuk mencacah padatan kasar atau yang besar ukurannya menjadi lebih kecil. Comminutor terdiri dari peralatan seperti grinder dan memotong material yang tertangkap oleh screen. Comminutor dilengkapi dengan gigi pemotong atau peralatan pencacah dalam drum yang berputar Persamaan pembuatan [47]. Berikut merupakan Tabel 4.5 kriteria desain comminutor. Tabel 4.5 Kriteria Desain Comminutor No
Ukuran Motor
7B 10A 15M 25M 25A 36A 54A
0,75 0,5 0,75 1,5 1,5 2
Sumber: Muhammad, 2017
Kapasitas(L/min) Controlled Discharge Free Discharge 0- 920 0-788 446-2891 446-2155 1051-6046 1051-3680 2628-15772 2628-9463 2628-28916 2628-17086 4074-65718 3943-25236 Bedasarkan jenis pekerjaannya
IV-35
Berikut merupakan Gambar 4.5 gambar denah dan potongan communitor
Gambar 4.5 Gambar Denah dan Potongan Communitor Sumber: Saputra,2017
4.5.1.7 Grit Removal Grit chamber adalah unit operasi pada awal sistem pengolahan air limbah yang berfungsi untuk memisahkan partikel diskrit dan partikel anorganik (grit) yang memiliki specific gravity (SG) yang lebih besar dari padatan tersuspensi dalam air limbah, sehingga tidak akan mengendap dalam saluran maupun pipa serta melindungi pompa dan mesin dari abrasi (Said & Sya’bani, 2014). Waktu detensi merupakan waktu yang dibutuhkan oleh tahap pengolahan grit chamber yang bertujuan agar pengolahan dapat tercapai secara optimal, yang merupakan perbandingan antara volume bangunan dan debit yang mengalir (Nugraha, 2019). Grit chamber memiliki tiga jenis diantaranya aerated grit chamber, vortex grit chamber dan horizontal flow grit chamber. a. Aerated Grit Chamber Pada unit ini udara dimasukkan untuk mendapatkan aliran yang spiral di mana kecepatan melingkar dikontrol oleh dimensi dan jumlah udara yang disuplai, kemudian grit akan mengendap di dasar bangunan. Jika kecepatan aliran terlalu cepat dapat mengakibatkan grit akan keluar
IV-36
melalui outlet grit chamber, tetapi jika kecepatan aliran terlalu rendah bahan-bahan organik akan ikut terendapkan (Metcalf & Eddy, 2003). Berikut ini adalah Gambar 4.6 potongan dari aerated grit chamber:
Gambar 4.6 Potongan Aerated Grit Chamber Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018
Tabel 4.6 Kriteria Desain Aerated Grit Chamber No. Parameter 1. Waktu detensi 2. Kedalaman 3. Lebar 4. Lebar:Kedalaman 5. Panjang 6. Panjang:Lebar 7. Pasokan udara per satuan panjang 8. Kuantitas Grit Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018
Nilai 2-5 2-5 2,5-7 1:5 - 5:1 7,5-20 3:1 - 5:1 0,2-0,5 0,004-0,20
Tipikal 3 1,5:1 4:1 0,015
Satuan menit m m m m3/m.min m3/103m3
Menurut Metcalf dan Eddy (2003) tahapan perhitungan dimensi aerated grit chamber dapat dilakukan sebagai berikut: (Metcalf & Eddy, 2003) 1. Menghitung Debit Maksimum Qmax=Peak Factor x Qavg
Keterangan : Qmax = Debit maksimum (m3/s) Qavg = Debit rata-rata (m3/s)
(4.29)
IV-37
2. Menghitung Volume V =Qmax × Jumlah Channel ×waktu detensi ketika Qmax
(4.30)
Keterangan: V = Volume (m3) Qmax = Debit maksimum (m3/s) Waktu detensi ketika Qmax (menit) 3. Menghitung lebar L=rasio lebar : kedalaman
(4.31)
Keterangan: rasio lebar: kedalaman = dapat dilihat pada tabel kriteria desain L = Lebar (m) w = Kedalaman (m) 4. Menghitung Panjang p=VL w
(4.32)
Keterangan: V = Volume (m3) L = Lebar (m) p = Panjang (m) w = Kedalaman (m) 5. Waktu Detensi (menit) Waktu detensi=VQavg
Keterangan: V = Volume (m3) Qavg = Debit rata-rata (m3/s)
(4.33)
IV-38
6. Udara yang dibutuhkan (satuan panjang) Udara yang dibutuhkan ( satuan panjang ) ¿ p × Pasokan udara per satuan panjang Total pasokan udara yang dibutuhkan
¿ udara yang dibutuhkan ( satuan panjang ) ×channel
(4.34)
Keterangan: p = Panjang (m) Pasokan udara per satuan panjang (m3/min.m) 7. Menghitung Volume Grit Vgrit=Qmax × Kuantitas grit
(4.35)
Keterangan : Vgrit = Volume grit (m3/d) Qmax = Debit maksimum (m3/s) Kuantitas grit (m3/103.m3) b. Vortex Grit Chamber Unit vortex grit chamber memiliki suatu tangki yang berbentuk silinder, dimana aliran yang tangensial (bekerja pada arah yang bersinggungan terhadap lintasan lingkar disekeliling poros) masuk ke dalam dan membentuk pola aliran vortex (dimana air limbah yang mengandung grit, menyebabkan grit bergerak berputar dengan garis arus membentuk lingkaran konsentris). Grit akan mengendap secara gravitasi ke dasar tangki (dalam suatu bak pengumpul). Grit yang mengendap dibersihkan dalam waktu yang berkala menggunakan pompa, misalnya air lift pump dan grit pump (Sumantri & Fitri, 2017; Direktorat Jendral Cipta Karya, 2018). Berikut ini adalah Gambar 4.7 potongan dari vortex grit chamber serta kriteria desain vortex grit chamber dalam Tabel 4.7.
IV-39
Gambar 4.7 Potongan Vortex Grit Chamber Sumber: Metcalf and Eddy, 2003
Tabel 4.7 Kriteria Desain Vortex Grit Chamber No. 1.
Parameter Waktu detensi Diameter 2. Upper chamber Lower chamber 3. Tinggi Tingkat penyisihan 0,30 mm (50 mesh) 4. 0,24 mm (70 mesh) 0,15 mm (100 mesh) Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018
Nilai 20-30
Tipikal 30
Satuan detik
1,2-7,2 0,9- ,8 2,7-4,8
-
M M M
92-8 80-90 60-70
95+ 85+ 65+
% % %
Menurut Pretorius (2012) tahapan perhitungan dimensi Vortex Grit Chamber dapat dilakukan sebagai berikut: 1. Menghitung Kecepatan Pengendapan (Stokes’Law) Up=d p2 g ¿ ¿
Keterangan : Up = Kecepatan pengendapan partikel grit (m/s)
(4.37)
IV-40
dp = partikel diameter (m) g = gravitasi ( 9.8 m/s2) p = densitas partikel (kg/m3) ρ = densitas fluida (kg/m3) μ= viskositas fluida (kg/m.s)
2. Menghitung Reynold number partikel (Rep) R e p=
ρ .u p . d p μ
(4.38)
Keterangan: dp = partikel diameter (m) ρ = densitas fluida (kg/m3) μ= viskositas fluida (kg/m.s)
3. Menghitung efisiensi penyisihan η=f
( ) Q n d
(4.39)
η= efisiensi penyisihan
f = faktor friksi Weisbach-Darsy 0,03 untuk grit chamber Q = debit (m3/s) d = basin diameter (m atau ft) Nilai n dalam menghitung efisiensi penyisihan tergantung pada asumsi jenis unit dan mekanisme pemisahan seperti yang dibahas pada Tabel 4.8 di bawah ini. Tabel 4.8 Nilai dari n Nilai dari n
Implikasi
2
Menyiratkan bahwa sedimentasi gravitasi adalah mekanisme yang mendominasi untuk penghapusan di vortex grit basin. Q/d2 akan setara dengan surface overflow rate (SOR), yang akan menjadi parameter desain utama.
2.5
Para pekerja awal tampaknya telah menerima ini sebagai nilai yang
IV-41
Nilai dari n
Implikasi benar, berdasarkan mempertahankan angka Froude yang konstan. Bilangan Froude adalah efek dominan dalam aliran permukaan bebas dan digunakan untuk menerapkan aturan kesamaan untuk aliran tersebut (White, 1994). Definisi sederhana dari bilangan Froude adalah rasio antara inersia dan gravitasi. Ini telah diterapkan dalam analisis cekungan vortex grit sejak awal (Geiger, 1942).
3
d3 akan setara dengan satuan volume dan HRT. Beberapa teori untuk efisiensi penyisihan di cekungan sedimentasi mengacu pada HRT, biasanya ketika mempertimbangkan cekungan persegi panjang. Ini akan menjadi hasil yang mengejutkan.
Sumber: Pretorius, 2012
c. Horizontal Flow Grit Chamber Partikel-partikel yang disisihkan dengan cara mengontrol kecepatan horizontal dalam sistem serta menjaga partikel organik ringan tetap tersuspensi dalam
aliran.
Untuk
grit
chamber
berukuran
kecil,
pembersihan grit yang telah mengendap dapat dilakukan secara manual (Direktorat Jendral Cipta Karya, 2018). Pada tipe aliran horizontal, air limbah mengalir secara horizontal, untuk kecepatan alirannya dikendalikan oleh dimensi unit, influent distribution gate, dan pelimpah di ujung efluen. Bentuk bak tipe aliran horizontal ini dapat berupa segitiga maupun lingkaran dan di bagian outlet dipasang weir khusus (Metcalf & Eddy, 2003). Adanya kriteria specific gravity material organik pada grit removal, karena pada dasarnya selain menyisihkan material anorganik juga menyisihkan material organik (misalnya bening dan bijih kopi) dari air limbah. Berikut ini adalah gambar potongan dari Horizontal Flow Grit Chamber:
IV-42
Gambar 4.8 Potongan Horizontal Flow Grit Chamber Sumber: Metcalf and Eddy, 2003
Tabel 4.9 Kriteria Desain Horizontal Flow Grit Chamber No.
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10
Parameter Waktu detensi Kecepatan horizontal Kecepatan pengendapan Diameter partikel 0,22 mm Diameter partikel 0,15 mm Specific gravity grit Specific gravity material organik Overflow rate debit maksimum Jumlah grit yang disisihkan Head loss melalui grit Jumlah bak minimal Kedalaman
Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018
Nilai
Tipikal
Satuan
45-90 0,24-0,4
-
detik m/detik
3,2-4,2 2-3 1,5-2,7 1,02 0,021-0,023 5-200 30-40 2 2-5
-
ft/menit
-
m3/m2/detik m3/106/m3 % unit m
Menurut M.M Ghangrekay (2017) tahapan perhitungan dimensi Horizontal Flow Grit Chamber dapat dilakukan sebagai berikut: 1. Menghitung Settling Velocity Vs
( )
cm = s
g
( ) cm s 18
2
[ ]
s−1 2 D v
Keterangan: Vs = Kecepatan Mengendap (cm/s) g = gravitasi (cm/s2) D = diameter (m)
(4.40)
IV-43
v = viskositas kinematik (cm2/sec) S = specific gravity 2. Menghitung Reynolds Number R=
Vs × D v
(4.41)
Keterangan: Vs = Kecepatan Mengendap (cm/s) D = diameter (m) v = viskositas kinematik (cm2/sec) 3. Menghitung Vc Vc=
√[
8β g ( S−1 ) D f
]
(4.42)
Keterangan: Vc = Kecepatan Horizontal (cm/s) D = diameter (m) g = gravitasi (cm/s2) S = specific gravity 4. Menghitung Luas A ( m 2 )=
Q
( ) m3 s
( )
m V s
Keterangan: A = luas (m2) Q = Debit (m3/s) V = kecepatan m/s 5. Kedalaman Total
(4.43)
IV-44
KedalamanTotal=Kedalaman yang dibutuhkan+ free board+ space for grit accumulation
(4.44)
6. Menghitung
Vo Vc
Vo H = Vc L
(4.45)
Perhitungan panjang secara teori
( m )=
L ( m ) × Kedalaman yang dibutuhkan ( m ) H (m)
(4.46)
Untuk panjang total ditambahkan 2 m pada inlet dan outlet 7. Total Working Volume Total Working Volume ( m3 )=Kedalaman yang dibutuhkan (m) x panjang total (m) x lebar (m)
(4.47) 8. Waktu detensi Waktu Detensi ( sec o nd ) =
3 Total Woking Volume ( m )
Q
( ) m3 s
(4.48)
4.5.1.8 Prasedimentasi Prasedimentasi atau bak pengendapan berfungsi untuk mengurangi kandungan padatan tersuspensi (Dirjen Cipta Karya, 2018). TSS merupakan material tersuspensi yang memiliki diameter >1 μm yang tidak tersaring pada saringan yang berdiameter 0,45 μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. TSS terdiri diri pasir alus, tanah liat, lumpur, bahan organik tertentu, dan jasad renik (Ma’arif dan Hidayah, 2020). Menurut Fardiaz (2006) dalam (Ma’arif dan Hidayah, 2020), TSS dapat menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut, dan tidak dapat mengendap secara langsung. Bak prasedimentasi didesain untuk memberi waktu tinggal tertentu agar partikel dapat mengendap dengan kecepatan pengendapan (vs) tertentu. Perhitungan
IV-45
efisiensi penyisihan padatan tersuspensi di bak prasedimentasi mengacu pada kecepatan pengendapan dan kecepatan permukaan atau overflow rate (OR atau vo). Overflow rate dapat disebut juga sebagai hydraulic surface loading atau surface loading dengan satuan m3/hari.m2. Apabila kecepatan pengendapan (vs) nilainya sama dengan overflow rate (vo) maka partikel akan lolos, tidak mengendap, kecuali posisi partikel tersebut berada pada setengah kedalaman bak pengendapan di inlet, maka 50% akan terendapkan (Dirjen Cipta Karya, 2018). Overflow rate mempengaruhi penyisihan suspended solid yang bergantung pada karakteristik air limbah, proporsi padatan yang dapat mengendap, dan konsentrasi padatan. Bak prasedimentasi umumnya didesain untuk overflow rate 40 m3/m2.d pada aliran rata-rata (Qasim, 1994). Desain dari bak prasedimentasi bentuk rectangular ditunjukkan dalam gambar berikut.
Gambar 4.9 Tampak Samping Bak Prasedimentasi Bentuk Rectanguler Sumber: Qasim, 1994
Desain dari bak prasedimentasi bentuk circular ditunjukkan dalam Gambar 4.10 berikut.
IV-46
Gambar 4.10 Potongan Bak Prasedimentasi Bentuk Circular Sumber: Qasim, 1994
Kriteria desain dalam perencanaan bak pra sedimentasi ditunjukkan dalam Tabel 4.10 berikut. Tabel 4.10 Kriteria Desain Pra Sedimentasi No
Parameter
1
Overflow rate Debit rata-rata Debit puncak
2
Waktu detensi
3
4
5 6 7 8
Beban Permukaan (Weir Loading)
Panjang Lebar Kedalaman Rasio p dan l Rasio p dan t Diameter Kedalaman Penyisihan SS Penyisihan BOD Kemiringan Dasar
Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018
Simbol
Satuan
Besaran
OR
30–50 70–130
m3/m2.hari
td
1–2 1,5–2,5
jam
124–496
m3/m2.hari
Dimensi Bentuk kotak (rectangular) p 10–100 l 6–24 h 2,5–5 1–7,5D 4–2–25 Bentuk lingkaran (circular) d 3–60 h 3–6 50–70 25–40 S 1–2
m m m
m m % % %
IV-47
Menurut Dirjen Cipta Karya (2018), tahapan perhitungan dalam perencanaan pra sedimentasi terdiri dari perhitungan untuk bangunan utama, komponen inlet, dan komponen outlet yaitu sebagai berikut: A. Bangunan Utama 1. Perhitungan dimensi bangunan utama
Luas permukaan tiap bak pengendap pertama (As) As=
Q QR
(4.49)
Panjang bak =3 x lebar
Luas=p x l=3 l
2
(4.50) (4.51)
Luas aktual harus dihitung jika dalam perhitungan P dan L dilakukan pembulatan bilangan. Tinggi bak dapat diperhitungkan dengan menggunakan nilai dari kriteria tinggi yang tercantum dalam tabel di atas. Ketinggian total dapat ditentukan dengan persamaan berikut: Ketinggian total (h)=kedalaman air +free board
(4.52)
Volume total tiap bak pengendap pertama Volume ( V )= A × H
(4.53)
2. Kontrol Desain Perhitungan Penghitungan ini bertujuan untuk mengecek pemenuhan kriteria desain berdasarkan hasil penghitungan dimensi bangunan pada poin (1) dengan menggunakan persamaan berikut.
overflow rate ( ¿ )=
Q A
waktu det e nsi ( td )=
(4.54) V Q
(4.55)
IV-48
Waktu detensi bergantung pada kedalaman bak. Semakin besar waktu detensi, maka volume akan semakin besar yang menyebabkan dimensi yang diperlukan untuk bak pra sedimentasi semakin besar. 3. Perhitungan Pembentuk Lumpur
Analisis Persen Penyisihan BOD dan TSS Hubungan antara overflow rate dan waktu detensi dapat menentukan persentase penyisihan. Hal ini ditunjukkan dalam Gambar 4.11 berikut.
Gambar 4.11 Hubungan Efisiensi VOD dan TSS terhadap Overflow Rate dan Waktu Detensi Sumber: Qasim, 1994 dalam Dirjen Cipta Karya, 2018
Laju BOD dan TSS influen
( ) ( )( ) kg g m g Laju TSS ( =CTSS ×Q ( × ( 1000 )−1 ) ) ( ) hari hari kg m (
)
3
kg g m g Laju BOD =CBO 3 × Q × 1000 −1 ( hari ) hari kg m 3
3
Karakteristik Primary Sludge (Lumpur Pengendapan Pertama)
(4.56) (4.57)
IV-49
Laju pengendapan(organik , BOD)=% penyisihan BOD x laju BOD (kg /hari)
(4.58) Laju pengendapan (suspended solid) = % penyisihan TSS x laju TSS (kg/hari) Konsentrasi solid = 5% Specific gravity = 1,03
g kg debit lumpur= 3 g 6cm 5 % ×1,03 × 10 3 3 cm m SS Remove×1000
(4.59)
IV-50
B. Komponen Inlet 1. Luas permukaan pipa inlet A
pipainlet =
(4.60)
Q V dalam pipa
2. Diameter pipa inlet diameter pipainlet=
√
A pipainlet 0,25 π
(4.61)
C. Komponen Outlet 1. Panjang weir Pweir =
Q puncak setiap bak per hari bebas weir
(4.62)
3
Asumsi :beban weir =120 m /m/hari
2. Panjang total weir Ptotal weir =2 ( P+ L sebelum baffle ) +2 ( P+ L setelah ditambah baffle )−kotak effluen
(4.63) 3. Beban total weir beba n weir=
debit puncak per hari Ptotal weir
(4.64)
4. Luas penampang pipa A pipa outlet=
Q
(4.65) di
v dalam pipa
mana v = 0,5 m/detik 5. Diameter pipa outlet diameter pipa outlet =
√
A pipa outlet 0,25 π
(4.66)
IV-51
4.5.2 Secondary Treatment Secondary
treatment
merupakan
pengolahan
untuk
menyisihkan
atau
mendegradasi material orgaik karbon yang terkandung di dalam air limbah domestic. Pengolahn ini menggunakan metode pengolahan biologi. Pengolahan biologi merupakan pengolahan yang memanfaatkan mikroorganismeuntuk menguraikan bahan organik yang terkandung dalam air limbah sehingga menjadi senyawa kimia sederhana dan mineral yang siap dan aman dibuang ke lingkungan. Pengolahan biologi melibatkan pertumbuhan mikroorganisme aktif yang kontak dengan
air
limbah
domestic
sehingga
mikroorganisme
tersebut
bisa
mengkonsumsi orgnaik karbon sebagai makanan (Direktorat Jendral Cipta Karya, 2018). 4.5.2.1 Activated Sludge Secara umum lumpur aktif terdiri dari 3 (tiga) komponen: 1. Reaktor pertumbuhan mikroorganisme dengan penambahan proses aerasi di dalamnya, 2. Unit pemisahan padatan dan cairan atau sedimentasi kedua, 3. Sistem resirkulasi lumpur yang bersumber dari unit sedimentasi dua. Dalam proses pengolahan lumpur aktif terdapat tiga jenis aliran reaktor yakni plug flow, complete mix, dan arbitrary. Di dalam reakor plug-flow partikel lewat melalui tangki dan dibuang dengan urutan yang sama ketika maasuk. Tipe aliran ini membutuhkan kolam yang panjang dan sempit. Di dalam reaktor completemix, partikel yang masuk di dispersi secara tiba-tiba melalui kolam masuk. Complete-mix membutuhnkan kolam yang berbentuk circular atau persegi. Reaktor arbiratary-flow menunjukkan pengadukan sebagian yakni antara reaktor plug-flow dan complete mix (Qasim, 2022). Metode pengolahan lumpur aktif telah berkembang menjadi berbagai alternatif teknologi, lumpur aktif yang telah dikembangkan dan digunakan di berbagai tempat untuk mengolah air limbah domestik, yakni:
IV-52
1. Lumpur Aktif Konvensional (Plug Flow Process) Reaktor konvensional dibangun dengan menerapkan bangunan yang sempit dan memanjang. Berikut merupakan gambar skema pengolahan metode lumpur aktif konvensional:
Gambar 4.9 Skema Pengolahan Metode Lumpur Aktif Konvensional Sumber: Direktorat Jendral Cipta Karya, 2018
2. Oxydation Ditch (OD) Oxydation Ditch dirancang untuk dapat menahan shock loading. Geometri OD berbentuk saluran kanal yang dilengkapi dengan aerator horizontal yang berfungsi untuk mensuplai okesigen dan membentuk aliran air sehingga air mengalir melalui saluran tersebut. Berikut merupakan gambar skema pengolahan metode lumpur aktif oxydation ditch:
Gambar 4.10 Skema Pengolahan Metode Lumpur Aktif Oxydation Ditch Sumber: Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018
IV-53
3. Complete Mix Activated Sludge (CMAS) Berikut merupakan gambar skema pengolahan metode lumpur aktif CMAS:
Gambar 4.11 Skema Pengolahan Metode Lumpur Akitf CMAS Sumber: Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018
4. Sequence Batch Reactor Sequance Batch Reactor (SBR) dirancang untuk dapat mengolah air limbah yang bersumber dari komunitas kecil industri. Namun, saat ini SBR dapat digunakan untuk mengolah air limbah domestik di area pelayanan kota besar. Berikut merupakan gambar skema pengolahan metode lumpur aktif sequence Batch Reactor:
Gambar 4.12 Skema Metode Pengolahan Lumpur Aktif SBR Sumber: Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018
1. Kontak Stabilisasi
IV-54
Teknologi kontak stabilisasi merupakan modifikasi dari proses lumpur aktif konvensional. Dalam prosesnya, teknologi ini beroperasi dengan menggunakan dua tangki aerasi. Tangki pertama berfungsi untuk mensuplai oksigen kembali terhadap lumpur sirkulasi (return sludge) selama kurang lebih 4 jam sebelum dialirkan menuju ke tangki berikutnya. Di dalam tangki berikutnya ini, aliran lumpur dari tangki pertama dicampur dengan air limbah domestik dari efluen sedimentasi pertama. Berikut merupakan gambar skema pengolahan metode lumpur aktif kontak stabilisasi:
Gambar 4.13 Skema Pengolahan Metode Lumpur Aktif Kontak Stabilisasi Sumber: Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018
Dalam perencanaan lumpur aktif terdapat beberapa kriteria desain yang perlu dipenuhi, adapun kriteria desain dari perencanaan lumpur aktif sebagai berikut: Tabel 4.11 Kriteria Desain Activated Sludge Activated No.
Parameter
Sludge Conventional
Complete Mixed Aerated Sludge
Sequencing Batch Reactor
Extended
Oxidation
Aeration
Ditch
15-30
Satuan
Waktu 1.
tinggal
3-15
3-15
10-30
20-30
0,2-0,4
0,2-0,6
0,04-0,10
0,05-0,15
0,3-0,7
0,3-1,6
0,1-0,3
0,1-0,4
1.000-3.000
1.500-4.000
2.000-5.000
4-8
3-5
15-40
hari
padatan hari 2. 3. 4. 5.
Rasio F/M Muatan Volumetrik MLSS Total waktu hidrolis
Kg BOD/Kg MLVSS.hari Kg BOD/m3.hari
3.000-
1.500-
6.000
5.000
18-36
mg/L jam
IV-55
Rasio RAS (Return
6.
Activated
25-75
25-100
NA
0,5-2,0
75-150
% influen
-
-
-
-
0,3
m/detik
Sludge) Kecepatan 7.
Aliran (Ditch Velocity)
Sumber: Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018
Variabel perencanaan (design variabel) yang umum digunakan dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem lumpur aktif (Davis dan Cornwell, 1983: Yerstraete dan van Yaerenbergh, 1986) adalah sebagai berikut:
Beban BOD (BOD Loading Rate atau Volumetri Loading Rate) Beban BOD adalah jumlah massa BOD di dalam air limbah yang masuk (influent) dibagi dengan volume reaktor.
Mixed liqour suspended solids (MLSS) Isi di dalam bak aerasi pada proses pengolahan air limbah dengan sistem lumpur aktif disebut sebagai mixed liqour yang merupakan campuran antara air limbah dengan biomassa mikroorganisme serta padatan tersuspensi lainnya. MLSS adalah jumlah total dan padatan tersuspensi yang berupa material organik dan mineral, termasuk di dalamnya adalah mikroorganisme. MLSS ditentukan dengan cara menyaring lumpur campuran dengan kertas saring (filter), kemudian filter dikeringkan pada temperatur 105 ℃, dan berat padatan dalam contoh ditimbang.
Mixed-liqour volatile suspended solids (MLVSS) Porsi material organik pada MLSS diwakili oleh MLVSS, yang berisi material organik bukan mikroba, mikroba hidup dan mati, dan hancuran sel (Nelson dan Lowrence, 1980). MLVSS diukur dengan memanaskan terus sampel filter yang telah kering pada 600 – 6500 ℃, dan nilainya mendekati 65-75% dari MLSS.
Food microorganism ratio (Rasio F/M) Rasio F/M ini menujukkan jumlah zat organik (BOD) yang dihilangkan dibagi dengan jumlah massa mikrorganisme di dalam bak aerasi atau
IV-56
reaktor. Besamya nilai rasio F/M umumnya ditunjukkan dalam kilogram BOD per kilogram MLLSS per hari (Curds dan Hautkes, 1983; Nathanson, 1986). Rasio F/M dapat dikontrol dengan cara mengatur laju sirkulasi lumpur aktif dari bak pengendapan akhir yang disirkulasi ke bak aerasi. lebih tinggi laju sirkulasi lumpur aktif lebih tinggi pula rasio F/M-nya. Untuk pengolahan air limbah dengan sistem lumpur aktif konvensiooal atau standar, rasio F/M adalah 02 - 0,5 kg BOD5 per kg MLSS per hari, tetapi dapat lebih tinggi hingga 1,5 jika digunakan oksigen murni (Hammer, 1986). Rasio F/M yang rendah menunjukkan bahwa mikroorganisme dalam tangki aerasi dalam kondisi lapar, semakin rendah rasio F/M pengolah limbah semakin efisien.
Hdiraulic retention time (HRT) HRT adalah waktu rata-rata yang dibutuhkan oleh larutan influen masuk dalam tangki aerasi untuk proses lumpur aktif; nilainya berbanding terbalik dengan laju pengenceran (dilution rate, D) (Sterritt dan Lester, 1988).
Rasio sirkulasi lumpur Rasio sirkulasi lumpur adalah perbandingan antara jumlah lumpur yang disirkulasikan ke bak aerasi dengan jumlah air limbah yang masuk ke dalam bak aerasi.
Umur lumpur (sludge age) Umur lumpur (sludge age) atau sering disebut waktu tinggal rata-rata sel (mean cell residence time). Parameter ini menunjukkan waktu tinggal ratarata mikroorganisme dalam sistem lumpur aktif. Jika HRT memerlukan waktu dalam jam, maka waktu tinggal sel mikroba dalam bak aerasi dapat dalam hitungan hari.
Return activated sludge Lumpur yang telah diendapkan di tangki sedimentasi dialirkan kembali ke tangki aerasi, karena lumpur yang kaya akan dengan kandungan
IV-57
mikroorganisme akan berguna dalam mempertahankan proses biologi yang optimal di dalam proses activated sludge.
BOD menunjukkan jumlah zat organik yang dapat diuraikan secara biologi (Sudjono, 2018).
Tahapan perhitungan dalam perencanaan unit pengolah lumpur aktif yakni:
Konsentrasi BODe BODe=BODs−BOD (efluent suspended solid, mg/L)
(4.67)
BODe merupakan asumsi konsentrasi BOD terlarut yang dapat diasumsikan. Nilai ini merupakan BOD5yang keluar dari unit lumpur aktif. BOD efluen suspended solid dapat ditentukan dengan menggunakan pendekatan sebagai berikut: BOD efluent suspended solid=1,42 f G Xe
(4.68)
Dimana:
f
= rasio BOD/BODu, nilai tipikalnya yakni 0,70
G
= Fraksi VSS/TSS, nilai tipikal nya 0,8-0,85
Xe
= konsentrasi TSS pada efluen (mg//L)
Efisiensi Pengolahan Efisiensi pengolahan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
µ=
( So−S ) So
(4.69)
Dimana: So = konsentrasi BOD influen (mg/l) S = konsentrasi BOD efluen (mg/l) yang dihitung pada konsentrasi BODe.
Efisiensi Pengolahan Efisiensi pengolahan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: Efisiensi=( So−S)So
Dimana:
(4.70)
IV-58
So = konsentrasi BOD influen (mg/l) S = konsentrasi BOD efluen (mg/l) yang dihitung pada konsentrasi BODe.
Dimensi Tangki Perhitungan dimensi tangki dilakukan dengan menggunakan asumsi rasio panjang dan lebar sesuai dengan kriteria desain. Jika tangki berbentuk persegi, maka lebar tangki dapat dihitung sebagai berikut: Luas=P x L Luas=2 x L2
(4.71)
Maka, lebar ( L)=
√
A 2
(4.72)
Panjang (p) ditentukan berdasarkan rasio yang digunakan. Dalam perencanaan tangki, kedalaman perlu ditambahkan dengan free board. Umumnya, kedalaman free board yakni 0,5 m.
Lumpur yang Dihasilkan Hitung koefisien pertumbuhan observasi (Yobs) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: Y obs =
Y ( 1+k d θ c )
(4.73)
Hitung pertambahan MLVSS (Px) dengan menggunakan persamaan: Y x =Y obs Q ( So −S )
P xss=
Px RasioMLVSS / MLSS
(4.74) (4.75)
Lumpur yang Akan Dibuang Massa lumpur yang akan dibuang (Qs) Qs=Pxss−((Q−Vs)x BOD 5 ef )
(4.76)
Vs merupakan lumpur yang akan dibuang, dapat dihitung dengan membagi debit lumpur terhadap asumsi MLSS (kg/m3) dalam reaktor.
Return Sludge
IV-59
Laju return sludge dihitung berdasarkan konsentrasi MLSS di dalam tangki aerasi dan TSS di influen dapat diasumsikan dengan nilai yang sangat kecil. MLSS (Q+Qr)=TSS sludge x Qr
(4.77)
Kontrol Desain Waktu Aerasi (td) volume debit
td=
(4.78)
Rasio F/M (U) tiap tangki U=
Q ( So −S ) VX
(4.79)
Organik Loading (OL) OL=
( S o−S ) V
(4.80)
Kebutuhan Oksigen Kebutuhan oksigen teoritis (N) O 2 kghari=Q(So−S)BOD 5 /BODL−1,42 Px
(4.81)
Kebutuhan Oksigen Standar (SOR) SOR=Nsw(CFa−C)/Csw(1,024) T −20 X
(4.82)
Dimana: N
= kebutuhan oksigen teoritis (kg/hari)
Cnsw = konsentrasi oksigen pada temperatur lapangan (mg/l) = 8,5 mg/l (Metcalf & Edy) Csw
= konsentrasi oksigen pada temperatur standar 20˚C (mg/l) = 9,15
mg/l (Qasim) C
= DO minimum yang dicapai dalam tangki (mg/l), 2 mg/l
= faktor koreksi tegangan tergantung salinitas air limbah = 0,9 (Qasim) X
= faktor koreksi transfer oksigen = 0,9 (Qasim)
fa
= faktor kelarutan oksigen = 0,95 (Qasim)
fa
= 1-(ketinggian/9.450)
= 1-(675m/9.450)=0,93
IV-60
T
= temperatur rata-rata air limbah pada kondisi lapangan, tergantung
dari temperatur udara ambien rata-rata dan temperatur influen. Nilai T dapat diketahui menggunakan persamaan berikut: T = AfTa+QTiAf +Q
(4.83)
Di mana: A
= luas total permukaan tangki aerasi (m2)
A=2 unit x 2.312 m2=4.624 m2
Ta
= temperatur udara ambien = 24˚C
Ti
= temperatur maksimum influen air limbah = 27˚C
f
= faktor proposional = 0,5 m/hari
Volume udara yang dibutuhkan Berat jenis udara =1,201 kg/m3 Berat oksigen di udara= 23,2% Faktor koreksi aerator (FA)
= 0,65
Kebutuhan volume udara sebenarnya di lapangan (M): 3
M =SOR 1,201 kg /m ×0,232 gO 2 gUdara
Kebutuhan udara teoritis Mt=M / FA=M /0,65
(4.84) (4.85)
Total Udara Desain (Md) Udara yang dibutuhkan dalam desain dapat diasumsikan sebesar 150% dari udara teoritis.
Volume udara per kg BOD5 disisihkan per m3 air buangan yang diolah per m3 tangki Mb=Md /(So−S ) x Q
Volume Udara per Volume Air Buangan (M-a) Ma=Md /Q
(4.86) (4.87)
Volume Udara per Volume Tangki Aerasi Mt=Md /(2tangki x 10.404 m3)
4.5.2.2 Trickling Filter
(4.88)
IV-61
Dalam perencanaan trickling filter terdapat beberapa kriteria desain yang perlu dipenuhi, adapun kriteria desain tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.12. Tabel 4.12 Kriteria Desain Rotating Trickling Filter No
Parameter
1
Operasi
2
5
Radio Resirkulasi Kedalaman Hydraulic Loading Bod5 Loading
6
Proses
7
Media
8 10
Penyaring lalat Efisiensi Penyisihan BOD5 Effluent
3 4
11
Tingkat rendah Aliran tidak teratur 0
Tingkat sedang Kontinu
Sistem Tingkat tinggi Kontinu
Tingkat super tinggi Kontinu
Dua sisi
0 - 1,0
1,0 - 2,5
1,0 - 4,0
0,5 - 3,0
1,5 - 3,0 1-4
1,25 - 2,5 4 - 10
1,0 - 2,0 10 - 40
4,5 - 12 40 - 200
2,0 - 3,0 10 -40
0,08 0,032 Aliran tidak teratur Batu, agrerat kasar
0,24 - 0,48
0,32 - 1,0
0,8 - 6,0
1,0 - 2,0
Aliran tidak teratur Batu, agrerat kasar
Kontinu
Kontinu
Kontinu
Batu, agrerat sintesis
Sintesis
Banyak 74 - 80
Medium 80 - 85
Kecil 80 - 85
Tidak ada 60 - 80
Batu, agererat kasar, sintesis Tidak ada 85 - 95
Nutrisi baik
Nutrisi Baik
Sedikit nitrifikasi
Sedikit nitirifikasi
Sumber: Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018
Sumber
Kontinu
Qasim, 1985
Nutrisi baik
Perencanaan trickling filter (single stage) dapat dilakukan dengan mengikuti tahapan sebagai berikut: 1. Hitung dimensi zona media trickling filter Penghitungan dimensi dapat dilakukan dengan menggunakan asumsi diameter tangki trickling filter. Diameter (D, meter) dan kedalaman (Z, meter) trickling filter dapat dilihat pada tabel kriteria desain. Sehingga luas permukaan dan volume tangki dapat dihitung sebagai berikut: π A= D2 4
(4.89)
V = AZ
(4.90)
2. Konsentrasi BOD pada inlet trickling filter
IV-62
Konsentrasi BOD merupakan konsentrasi campuran antara BOD dari pengendapan pertama dan BOD dari proses resirkulasi (lihat Gambar 426).
Gambar 4.26 Ilustrasi Sistem dalam Pengolahan RBC Sumber : Dirjen Cipta Karya, 2018
Oleh karena itu, konsentrasi BOD inlet (Si) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: Si =
So + R Se 1+ R
(4.91)
So (mg/L) merupakan konsentrasi efluen dari sedimentasi pertama, R merupakan rasio resirkulasi, dan Se (mg/L) merupakan konsentrasi BOD pada resirkulasi. Rasio resirkulasi dapat dihitung sebagai berikut: R=
Qr Qw
(4.92)
Qr (m3 /hari) merupakan debit resirkulasi dan Qw (m3 /hari) debit air limbah domestik. Berdasarkan beberapa referensi rasio resirkulasi dapat mencapai 4:1 untuk tipe high rate trickling filter. 3. Efisiensi pengolahan Penghitungan efisiensi pengolahan dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut: μ=
So + S e So
(4.93)
IV-63
4. Hydraulic Loading (HL) Nilai HL merupakan total debit air limbah yang masuk ke dalam trickling filter dibagi dengan luas area tangki trickling filter rencana. HL=
Q r +Qw A
(4.94)
HL=
Q w (1+ R) A
(4.95)
(beban organik atau beban permukaan) LBOD =
(
Qw S 1.000
3
)
mg . m V Kg. L
(4.96)
Cek kesesuaian dimensi desain tangki trickling filter dengan kriteria desain. Jika tidak sesuai maka perlu dilakukan penyesuaian terhadap asumsi kedalaman dan diameter sehingga dapat mengubah nilai kriteria desain agar sesuai. Gunakan persamaan pada poin 3 dan 4 untuk pengecekan kesesuaian kriteria desain. 4.5.3 Tertiary Treatment Ttertiary treatment merupakan pengolahan limbah cair yang dilakukan setelah limbah cair diolah menggunakan pengolahan primer dan sekunder masih terdapat zat tertentu dalam limbah cair yang dapat berbahaya bagi lingkungan atau masyarakat. Pengolahan tertiary treatment bersifat khusus, artinya pengolahan ini disesuaikan dengan kandungan zat yang tersisa dalam air limbah. Dimana tertiary treatment merupakan pengolahan yang dilakukan secara fisika-kimia 4.5.3.1 Tangki Klorinasi Pada tangki klorinasi. Air hasil pemisahan atau supernatan mempunyai karakter relatif sudah jernih, kadar organiknya maupun zat tersuspensinya sudah berkurang yang kesetimbangan dipertahankan dengan mengembalikan sebagian lumpur aktif
IV-64
ke dalam tangki aerasi dan mengeluarkan (discharging) air limbah hasil pengendapan atau supernatan. Supernatan ini selanjutnya masuk ke dalam tangki klorinasi. Di dalam tangki klorinasi (Chlorination Tank), air hasil pengolahan diberi larutan klorin. Maksudnya adalah untuk membunuh bakteri dan mikroorganisme agar tidak membahayakan manusia atau hewan. Percampuran antara air dan larutan kimia berlangsung di dalam sekat-sekat yang berliku (baffle). Proses ini dikenal dengan nama desinfeksi. Hasil proses desinfeksi ini ditampung sementara di dalam tangki pengeluaran (Effluent Tank) dan sudah siap dibuang ke saluran umum atau sungai terdekat. Tabel 4.13 Kriteria desain tangki klorinasi Parameter
Besaran
Satuan
Sumber
Ca(OCl)2
70
%
Komariyah dan Sugito, 2011
DPC
2,5
mg/l
Komariyah dan Sugito, 2011
Sisa Klor
0,5
mg/l
Fair dkk., 1968
1-3 1
meter meter
Fair dkk., 1968 Fair dkk., 1968
0,3
meter
Fair dkk., 1968
Waktu Detensi Kedalaman
Simbol
td h
Freeboard
Rasio P:L 2:1 Sumber: Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018
Fair dkk., 1968
Persamaan yang digunakan untuk menghitung dimensi tangki
Kebutuhan klor Klor=DPC + Sisa klor
Kebutuhan kaporit kaporit =Q ⋅%klor dalam kaporit ⋅ kebutuhan klor
(4.99)
Luas pemu kaan bak (A) Α=ν /h
(4.98)
Volume bak klorinasi (v) ν=Q⋅ td
(4.97)
Dimensi bak klorinasi
(4.100)
IV-65
( )
(4.101)
P=2 ⋅ L
(4.102)
L=
A 2
0,5
4.5.4.2 Sludge Handling 4.5.4.2.1 Anaerobik Sludge Digester Berdasarkan Dirjen Cipta Karya (2018), unit pemekatan dan stabilitas lumpur merupakan unit yang berfungsi untuk memisahkan fase padat maupun cair serta untuk mereduksi bakteri patogen dan mengontrol pembusukan Sludge Digester merupakan salah satu alternatif teknologi yang digunakan untuk menurunkan kandungan organik dari lumpur tinja baik secara aerobik maupun anaerobik. Anaerobic Digestion (AD) merupakan proses pengolahan biologis dalam tangki yang kedap udara (digester) di mana mikroorganisme anaerobik menstabilisasi materi organik dan menghasilkan biogas dengan rentang suhu mesofilik (35-40 oC) sehingga pengolahan ini cocok digunakan pada daerah tropis. Anaerobic sludge digestion dapat dibangun di atas atau di bawah tanah, tergantung pada ketersediaan lahan, karakteristik tanah, dan jumlah volume air limbah yang diolah. Terdapat tiga fase pada proses biologis pada AD, yaitu : 1. Hidrolis Fase di mana molekul kompleks seperti protein, selulosa, lipid, dan molekul organik lainnya dilarutkan menjadi glukosa, asam amino, dan asam lemak. 2. Asidogenesis Fase di mana organisme pembentuk asam fakultatif menggunakan energi dari materi organik terlarut untuk membentuk asam organik sehingga terjadi perubahan jumlah material organik dalam sistem dan penurunan nilai p 3. Metanogenesis
IV-66
Fase di mana terjadi konversi asam organik volatil menjadi gas metana dan karbon dioksida. Pembentukan gas metan sangat sensitif terhadap kondisi
pH, komposisi substrat, dan suhu. Jika pH turun kurang dari 6,0, pembentukan metana akan terhenti, meningkatkan jumlah asam yang terakumulasi, dan menyebabkan terhentinya proses digestion. Oleh karena itu, pengukuran pH dan asam merupakan parameter penting dalam operasional AD. Gambar 4.28 Skematik 2 tahap, laju tinggi anaerobic sludge digester Sumber: Metcalf & Eddy, 1991
Terdapat dua jenis AD, yaitu: 1. Standard rate digestion Standard-Rate Digestion biasanya berlangsung tanpa pemanasan dan pengadukan sehingga akan terbentuk lapisan scum, supernatan, padatan yang sedang melalui proses digestion, dan padatan yang telah melalui proses digestion. Untuk mempermudah proses pengendapan, bagian dasar tangki dirancang berbentuk kerucut (cone). 2. High rate digestion Standard-Rate Digestion biasanya berlangsung tanpa pemanasan dan pengadukan sehingga akan terbentuk lapisan scum, supernatan, padatan yang sedang melalui proses digestion, dan padatan yang telah melalui proses digestion. Untuk mempermudah proses pengendapan, bagian dasar tangki dirancang berbentuk kerucut (cone).
IV-67
Tabel 4. Kriteria Desain Anaerobic Digestion Parameter
Satuan
Standar Rate
High Rate
Waktu Retensi Padatan, SRT
Hari
30-60
10-20
Beban Solid
KgVS/m3.hari
0,64-1,60
2,40-6,41
Dimensi
Sumber
Qasim, 1999
- Kedalaman
m
7-14
- Diameter
m
6-40
- Kemiringan Dasar
-
4:1
Sumber:Dirjen Cipta Karya, 2018
Berikut adalah tahap perhitungan desain anaerobic sludge digester (dirjen cipta karya 2018) Tahap A menentukan kapasitas digester Volume digester Tahap B menentukan dimensi digester 1. Dimensi disgester Debit efluent tiap digester¿ Volume tiap digester ¿
debit efluent rerata jumlah tan g ki
volume tiap tan g ki jumlah tan g ki
Luas permukaan tiap digester (m2)¿ Diameter tiap digester (m) ¿
√
volume tiap tan g ki kedalaman tan g ki
4 ⋅ luas permukaan π
Kedalaman tiap digester setelah koreksi (m) ¿
volume tiap tan g ki
π ⋅ diameter tiap tan g ki digester 4
2. Efesiensi volume digester Volume aktif digester (m3) ¿ volume silinder +volume ker u cut−bagian akumulasi grit
IV-68
Volume aktif empat digester ¿ 4 x ( volume akumulasi skrup dan pembesihan+ volume akumulasi grit )
Total volume aktif dan inaktif ¿ volume aktif empat digester + volume inaktif empat digester
Rasio volume aktif dan total volume ¿
volume aaktif Qinf l uent
Tahap C : mengestimasi destruksi volatile solid, serta debit lumpur tercerna (digester sludge) Dan supernatan 1. Destruksi Volatile Solid dalam Digester
Beban TSS tiap digester ¿ konsentrasi TSS inf luent x debit tiap digester Estimasi destruksi volatile solid (% ) Vd=13,7 ln ( SRT ) +18,9 Konsentrasi TVSinfluent (mg/L)= 0,71TSSinfluen
Beban TVS terdestruksi tiap digester (kg/hari) ¿ beban TVS inf luent− persetase TVS terdestraksi
Beban TVS tersisa dalam tiap digester (kg/hari) ¿ beban TVS inf luent−TVS setelah terdestraksi
Beban TSS tersisa dalam tiap digester (kg/hari) ¿ non volatile solid−TVS tersisah
Total TSS tersisa dalam empat digester (kg/hari) ¿ 4−bebanTSS tersisa dalam tiap digester
2. Debit Lumpur Tercerna dari Digeser
Debit lumpur tercerna (m3/hari) =
beban TSS tersisa dalam
digesterkonsentrasi solid kering x densitas lumpur
Konsentrasi TSS dalam lumpur tercerna (mg/L) = beban TSS tersisa dalam digesterdebit lumpur tercerna
3. Debit Supernatan dari Digester
Beban TSS dalam supernatan dari digester (kg/hari) = beban TTSinfluen - beban TSS lumpur efluen
Debit supernatan dari digester (m3/hari)
IV-69
= debit influen - debit lumpur efluen
Konsentrasi TSS dalam supernatan dari digester (mg/L) = beban TSS supernatan/debit supernatan
Tahap D: Menghitung Produksi Gas 1. Total
massa
sel
diproduksi
Px =Y (So -S )1+Kdc Keterangan : Px = total massa sel diproduksi, kg/hari Y = koefisien pembentukkan biomassa (rasio perbandingan massa sel yang terbentuk dengan massa substrat yang dikonsumsi), g/g (untuk lumpur air limbah domestik: 0,04-0,1/hari) So = beban massa bCOD influen, kg/hari S = beban massa bCOD efluen, kg/hari kd = koefisien endogen, /hari (untuk lumpur air limbah domestik: 0,02-0,04/hari) θc = waktu tinggal rerata biomassa, hari (sama dengan waktu digestion)
bCODinfluen (konsentrasi COD yang dapat didegradasi secara biologis), mg/L = 1,6 x BODinfluen
Beban
massa
bCODinfluen
tiap
tangki
(kg/hari)
= bCOM influen x Debit influen tiap digester
bCOD efluen (mg/L) = 1,6 x [(BOD efluen) x BOD5)) = 1,6 x [(1-0,75) x BOD5))
Beban massa bCOD effluen tiap tangki (kg/hari)
= bCOD effluen x Debit influen tiap digester 2. Volume gas metana
Volume
gas
V = 0,35 m3/kg {(So-S) - 1,42 (Px)} Keterangan : V = volume gas, m3/hari So = beban massa bCOD influen, kg/hari S = beban massa bCOD efluen, kg/hari
tiap
tangki
IV-70
Px = total massa sel diproduksi, kg/hari 0,35 = faktor konversi teoritis untuk jumlah metana yang diproduksi dari konversi 1 kg COD 1,42 = faktor konversi untuk material sel menjadi BODL
Volume gas metan tiap tangki (m3/hari)
VCH4 =V x 10.66 4.5.4.2.2 Filter Press Belt Filter press belt ini berfungsi untuk mengolah lumpur, dimana sepasang lembar plastik elastis berpori (filter belt) digunakan untuk memberikan tekanan pada lumpur sehingga air dapat dipaksa keluar dari dalam lumpur. (Dirjen Cipta Karya, 2018). Berikut kriteria desain dari Filter Press Belt Kriteria Desain Filter Press Belt
Parameter
Besaran
Satuan
Lebar Belt
0,5-3,5
Metcalf & Eddy,1991
Hydraulic
90-680
Loading
Metcalf & Eddy,1991
1,6-6,3
Metcalf & Eddy,1991 Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018
4.5.4.2.3 Sludge Drying Bed Bak pengering lumpur atau sludge drying bed bekerja dengan mengeluarkan lumpur menggunakan media pengering secara gravitasi dan evaporasi / penguapan oleh sinar matahari. Bak ini berisi media penyaring pasir, batu kerikil yang berfungsi sebagai tumpuan pasir dan saluran air yang tersaring (filtrat) pada bagian bawah bak. Kandungan air dalam lumpur hilang melalui saringan dan penguapan dengan menggunakan sinar matahari (Dirjen Cipta Karya, 2018). SDB dilengkapi dengan filter cloth dan lapisan pasir sehingga air yang terkandung
IV-71
dalam lumpur akan meresap melewati filter dan pasir. Sedangkan partikel padatan akan tertahan di permukaan lapisan pasir dan akan mengalami proses pengeringan (Hamonangan et al., 2017). Pengisian lumpur ke bak pengering sebaiknya dilakukan 1 kali sehari dengan ketebalan lumpur di bawah 15 cm. Mengingat keterbatasan daya tembus panas matahari, maka kedalaman bak kurang dari 50 cm. Jika lumpur masuk terlalu banyak, permukaan lumpur tampak mengering tetapi lapisan bawah masih basah, sehingga pengurangan air perlu waktu berhari-hari. Jika saringan tersumbat maka air tidak dapat keluar, sehingga pengurangan kadar air tidak terjadi. Adapun prinsip dari pengoperasian SDB adalah sebagai berikut: Tahap I : terjadi pengurangan kadar air dalam lumpur melalui proses filtrasi pada tekanan rendah. Pada tahap ini kadar air bisa turun hingga 80%. Tahap II: terjadi proses penguapan dari sisa kandungan air dalam lumpur. Pada tahap ini kadar air dalam lumpur bisa mencapai 65%. Lumpur yang telah kering dikuras secara manual atau mekanis. Kadar air dari lumpur yang akan dikeringkan melalui drying bed ini tidak lebih dari 90% (Budiati, 1989). Menurut Qasim (1985), waktu pengeringan lumpur tinja adalah 10 – 15 hari. Waktu pengeringan lumpur yang cukup dimaksudkan agar diperoleh kondisi kering (kadar air cake optimal 60 - 80%), yang mudah dalam pengangkutannya sehingga cake dapat dipakai sebagai tanah urug pada landfill, kompos, atau untuk proses pengeringan selanjutnya.
IV-72
Gambar Desain Conventional sand drying bed (sumber : Metcalf & Eddy, 1991) Perencanaan sludge drying bed harus mengikuti kriteria desain yang dicantumkan dalam tabel berikut. Kriteria Desain Drying Bed No
Parameter
Nilai
Satuan
1
Tebal pasir
23–30
cm
2
Tebal kerikil
20–30
cm
3
Sludge
100–300
kg/m2.tahun
loading
rate 4
Tebal bed
20–30
cm
5
Lebar bed
5–8
m
6
Panjang bed
6–30
m
7
Waktu
10–15
hari
pengeringan
IV-73
8
Uniformity
2400 8x1012 Sumber: 1) South, 2016; 2) Sari, 2014; 3) Indaryani dan Purnomo, 2021 Parameter
Satuan
V-15
Karakteritik air limbah di Kecamatan Medan Satria Kota Bekasi diasumsikan memiliki karakteristik air limbah yang sama dengan Kota Surabaya karena jika dilihat dari jenis kotanya termasuk Kota metropolitan, memiliki cuaca yang samasama panas dan memiliki iklim yang sama yaitu iklim tropis. Sehingga karakteristik air limbahnya diasumsikan sama dengan Kecamatan Medan Satria yang berasal dari air limbah kakus (blackwater) dan non kakus (greywater). Berikut ini adalah perbandingan antara karakteristik air limbah domestik di Kecamatan Medan Satria dengan baku mutu air limbah berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia No. 68 Tahun 2016 pada Tabel 5.12. Tabel 5.12 Perbandingan Kualitas Air Limbah Domestik CBD Kecamatan Medan Satria dengan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia No. 68 Tahun 2016 Parameter pH BOD COD TSS Minyak dan Lemak Amoniak Total Coliform
Satuan mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L Jumlah/100 ml
Sumber: Hasil Analisis, 2022
Kualitas Air Limbah Domestik 7,9 160 300 258 14 296,39 8x1012
Baku Mutu 6-9 30 100 30 5 10 3000
Derajat Keasaman (pH) Produktvitas perairan adalah salah satu gambaran produktivitas organisme yang terdapat didalamnya. Produktivitas ini dipengaruhi oleh kelarutan zat atau mineral di perairan, salah satunya derajat keasaman yang merupakan parameter penting dalam mempengaruhi zat/mineral tersebut. Perairan yang memiliki pH antara 6-8 memiliki produktivitas yang baik, sebaliknya pH yang berada diluar batas normal tersebut dapat mengganggu kehidupan biodata perairan (Effendi, 2003). Konsentrasi pH limbah domestik di Kawasan CBD Kecamatan Medan Satria menunjukkan nilai derajat keasaman basa yaitu 7,9.
Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD)
V-16
Jumlah oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik di perairan dikenal dengan Biochemical Oxygen Demand (BOD). Tingginya nilai BOD menjadi indikator yang menunjukkan tingginya beban pencemaran yang bersumber dari zat organik terlarut yang terda di perairan (Aswir, 2006). Hasil pengukuran BOD pada limbah domestik dari lingkungan CBD Kecamatan Medan Satria menjukkan nilai 160 mg/L. Nilai ini melebihi nilai baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Lingkungan
Hidup
dan
Kehutanan
Republik
Indonesia
Nomor
P.68/Menlhk/Setjen/Kum I/8/2016 tentang Baku Mutu Limbah Domestik yaitu sebesar 30 mg/L.
Kebutuhan Kandungan Kimia (COD) Chemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah kebutuhan oksigen yang digunakan oksidator untuk proses oksidasi semua sat organik maupun anorganik melalui reaksi kimia di dalam perairan. Hasil pengukuran COD pada limbah domestik dari CBD Kecamatan Medan Satria menunjukkan nilai 300 mg/L. Nilai ini melebihi nilai baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor P.68/Menlhk/Setjen/Kum I/8/2016 tentang Baku Mutu Limbah Domestik yaitu sebesar 100 mg/L. Tingginya kandungan COD dapat diakibatkan adanya kandungan di dalam air limbah yang tidak dapat diuraikan oleh microorganism (Sugito,2008).
Padatan Tersuspensi (TSS) TSS menunjukkan kandungan bahan tersuspensi di dalam limbah seperti pasir, jasad renik dan lumpur yang tertahan oleh saringan berdiameter 0,45 µm. Tingginya kadar TSS dapat berdampak pada proses fotosintesis dengan menghalangi sinar matahari masuk ke perairan dan berdampak pada biodata perairan (Effendi, 2003). Konsentrasi TSS pada limbah domestik Kawasan CBD Kecamatan Medan Satria menunjukkan nilai 258 mg/L. Nilai ini melebihi nilai baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Lingkungan
Hidup
dan
Kehutanan
Republik
Indonesia
Nomor
V-17
P.68/Menlhk/Setjen/Kum I/8/2016 tentang Baku Mutu Limbah Domestik yaitu sebesar 30 mg/L.
Minyak dan Lemak Minyak dan lemak adalah komponen yang sulit untuk didegradasi oleh mikroba dan komponen utama bahan makanan yang terdapat didalam air limbah. Tingginya konsentrasi minyak dan lemak menyebabkan tertutupnya permukaan perairan sehingga menghalangi masuknya oksigen, sehingga kadar oksigen di perairan menjadi berkurang yang dapat menyebabkan biota air mati (Ganefati, 2011). Konsentrasi minyak dan lemak pada limbah domestik Kawasan CBD Kecamatan Medan Satria menunjukkan nilai 14 mg/L. Nilai ini melebihi nilai baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor P.68/Menlhk/Setjen/Kum I/8/2016 tentang Baku Mutu Limbah Domestik yaitu sebesar 5 mg/L.
Amoniak Konsentrasi amoniak yang tinggi dapat berasal dari pembusukan protein dan merupakan salah satuindikasi terjadinya pencemaran. Sumber protein yang tinggi dapat berasal dari restoran yang menghasilkan bahan buangan yang memiliki kandungan protein. Konsentrasi amoniak pada limbah domestik dari CBD Kecamatan Medan Satria sebesar 296,39 mg/L. Nilai kandungan amoniak ini melebihi baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Lingkungan
Hidup
dan
Kehutanan
Republik
Indonesia
NomorP.68/Menlhk/Setjen/Kum I/8/2016 tentang Baku Mutu Limbah Domestik yaitu sebesar 10 mg/L.
Total Colifom Bakteri Coliform adalah bakteri indikator yang menunjukkan adanya kehadiran bakteri patogen yang berbanding lurus dengan pencemaran air, semakin sedikit kandungan coliform artinya semakin baik kualitas airnya. Konsentrasi Total Coliform pada limbah domestik dari CBD Kecamatan Medan Satria sebesar 8x1012 jumlah/ 100 ml. Nilai kandungan Total Coliform ini melebihi baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri
V-18
Lingkungan
Hidup
dan
Kehutanan
Republik
Indonesia
NomorP.68/Menlhk/Setjen/Kum I/8/2016 tentang Baku Mutu Limbah Domestik yaitu sebesar 3000 jumlah/ 100 ml. 5.3 Penentuan Lokasi IPAL Pemilihan lokasi IPALD mempertimbangkan kriteria teknis dan non teknis. Adapun kriteria teknis dalam memilih lokasi IPALD, diantaranya: (Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018) a. Topografi lahan i.
Kemiringan tanah, dinilai lebih baik jika memiliki kemiringan 2%
ii.
Elevasi tanah, dinilai lebih baik jika sistem pendistribusian IPALD terletak lebih tinggi dari letak IPALnya sehingga dapat dialirkan secara gravitasi
b. Badan air penerima berperan sebagai penentu kualitas efluen IPALD, yang dimaksud sebagai badan air penerima di sini adalah sungai. Sungai dikategorikan ke dalam 4 kelas. Apabila ingin membuang air hasil olahan IPALD ke badan air penerima maka perlu memperhatikan kelas sungainya. Jika air hasil olahan IPALD akan dibuang ke sungai Kelas I, maka efisiensi IPALD perlu ditingkatkan agar air hasil olahannya mampu memenuhi baku mutu sungai kelas I c. Bahaya banjir, lokasi yang dipilih harus bebas dari banjir d. Jenis tanah, pilihan terbaik untuk IPALD adalah lokasi dengan jenis tanah yang kedap air (contoh tanah lempung) Adapun kriteria non teknis dalam pemilihan lokasi IPALD, diantaranya: (Direktorat Jenderal Cipta Karya, 2018) a. Legalitas lahan, meliputi i.
Kepemilikan tanah
ii.
Merupakan lahan yang tidak bermasalah, pilihan yang dinilai lebih baik adalah lahan tersebut milik Pemerintah
iii.
Dukungan masyarakat
V-19
b. Batas administrasi, terletak pada batas administrasi kota yang berkepentingan atau lintas wilayah atau regional c. Tata guna lahan, pilihan terbaik jika lahan yang dipakai merupakan lahan tidak produktif d. Telah memperoleh izin lingkungan Perencanaan IPALD untuk daerah komersial di Kota Harapan Indah (Pusat CBD ada di Kelurahan Medan Satria, sebagian di Kelurahan Pejuang) terletak di Kelurahan Taruma Jaya, di samping Kanal Banjir Timur. Lokasi IPALD CBD Kota Harapan Indah dapt dilihat pada Gambar 5.1.
V-20
Gambar 5.1 Peta lokasi perencanaan IPALD CBD Kota Harapan Indah Kecamatan Medan Satria, Kota Bekasi Sumber: Hasil Pemetaan, 2022
BAB VI PENENTUAN INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH 6.1 Analisis Pemilihan Unit Pengolahan Air Limbah Domestik 6.2 Penentuan Unit Pengolahan Air Limbah Domestik Perencanaan IPAL CBD di KHI disusun dengan tiga alternatif pengolahan. Teknologi yang digunakan dalam perencanaan ini terdiri dari primary treatment, secondary treatment dan tertiary treatment. Penentuan jenis pengolahan ditentukan dengan rasio BOD/COD. Jika rasio BOD/COD untuk air limbah yang tidak tercemar adalah 0,5 atau lebih, limbah dianggap mudah diolah secara biologis [8] . Kecamatan Medan Satria memiliki rasio BOD/COD 0,53, sehingga air limbah ini cocok untuk diolah secara biologis. Terdapat tiga alternatif pengolahan secara biologis, yaitu lumpur aktif (activated sludge), trickling filter, dan oxidation pond. Pemilihan alternatif dilakukan dengan metode scoring terhadap kelebihan dan kekurangan aspek teknis dan non-teknis yang dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7 Kelebihan dan Kekurangan Aspek Teknis dan Non Teknis Activated Sludge, Trickling Filter, dan Oxidation Pond No 1
Activated Sludge
Kelebihan Teknis Trickling Filter
Efisiensi penghilangan BOD mencapai 90% [9] . Dapat menghilangkan bahan organik [11] .
Desain dan operasi trickling filter cukup sederhana [9] . Mampu menyisihkan minyak dan lemak dengan efisiensi 45-85% [12] .
3
Mampu mengurangi padatan tersuspensi [11] .
4
Daya larut oksigen dalam air limbah besar [11] .
5
Tercapainya oksidasi dan nitrifikasi, pemisahan padatan/cairan [11] .
Mampu menyisihkan 82,1% BOD5 dan 89,8% COD [13] . Efektif dalam mengolah air limbah dengan konsentrasi beban organik tinggi, tetapi tergantung pada jenis media yang digunakan [9] .
6
Jenis mikroorganisme yang digunakan tidak bervariasi sehingga
2
VI-1
Oxidation Pond Pengoperasiannya sederhana [10] . Pemisahan zat organik dan mikroba patogen berlangsung dengan baik [10] . Limbah tidak memerlukan desinfeksi [14] . Menyelesaikan pengolahan lumpur [14] .
BOD, fecal coliform, dan penghilangan cacing lebih tinggi dibandingkan metode pengolahan lainnya seperti lumpur aktif, filter biologis, dan kontaktor biologis rotasional [14] . Mampu menyisikan BOD 70% - 85% [10] .
VI-2
No
pengontrolan mudah untuk dilakukan [15] .
Kekurangan Teknis
Activated Sludge
Trickling Filter
Oxidation Pond
1
Tidak menghilangkan nutrien, sehingga diperlukannya pengolahan tersier [11] .
Perubahan beban hidrolik atau beban organik menyebabkan lapisan biofilm bagian dalam kekurangan oksigen dan suasana menjadi asam [16] .
BOD dan TSS tinggi dengan konsentrasi alga [14] .
2
Daur ulang biomassa menyebabkan konsentrasi biomassa yang tinggi di dalam tangki aerasi sehingga perlu waktu tinggal yang tepat [14] . Membutuhkan penanganan lumpur lebih lanjut, karena hampir 30-60% senyawa organik yang disisihkan diubah menjadi lumpur [15] . Pengontrolan yang cukup ketat terhadap F/M (Food/Microorganism) yang sesuai dengan kriteria desain untuk mencegah terjadinya bulking [11] .
Penyebaran air limbah ke media filter tidak seragam [9] .
Sering terjadi sedimen yang dapat mendangkalkan kolam [17] .
3
4
No 1
2
3
4 5 6 No 1
Waktu detensi yang cukup lama sehingga air hujan dapat tertampung di dalam kolam [17] .
Kelebihan Non teknis
Activated Sludge
Trickling Filter
Oxidation Pond
Tidak membutuhkan lahan yang luas tetapi tergantung dari debit air limbah yang akan diolah [15] . Konstruksi awal pembangunan tidak membutuhkan biaya yang tinggi [15] .
Membutuhkan energi yang lebih sedikit [9] .
Cocok untuk daerah beriklim tropis [10] .
Cocok digunakan untuk kapasitas pelayanan kecilsedang dengan lahan yang tersedia terbatas [9] .
Konstruksi mudah dibangun dan murah serta biaya perawatan rendah [14, 10] .
Waktu pengolahan yang relatif singkat dibandingkan dengan pengolahan secara anaerobik [9] . Kondisi operasional yang sangat fleksibel [18] . Berpotensi untuk produksi listrik dari biogas [18] . Kualitas effluen tinggi [18] .
Menangani berbagai jenis air limbah (industri atau kota) [14] .
Kekurangan Non teknis
Activated Sludge
Trickling Filter
Oxidation Pond
Membutuhkan suplai oksigen sehingga membutuhkan biaya yang
Timbul lalat dan bau dari reaktor [16] .
Metode ini membutuhkan lahan yang luas [17] .
VI-3
tinggi karena konsumsi energi tinggi [15] . Penghilangan patogen rendah [18] .
2
3
Membutuhkan ahli [18] .
personel
4
Bergantung pada suplai energi yang tidak terganggu [18] .
5
Biogas mudah meledak sehingga menjadi berisiko jika operasionalnya tidak sesuai [18] .
Membutuhkan operator dengan keahlian khusus untuk mengoperasikan sistem OD [9] .
Menimbulkan potensi bau dan ancaman nyamuk [17] . Sedikit kontrol atas efektivitas proses pengolahan [17] . Rembesan limbah ke dalam tanah yang dapat menyebabkan pencemaran air tanah [17] .
Metode scoring menjadi pertimbangan terpilihnya unit yang mengacu pada skor tertinggi berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari aspek teknis dan non teknis untuk unit secondary treatment. Perhitungan metode scoring ditunjukkan pada Tabel 8.
Tabel 8 Metode Scoring Aspek Teknis dan Non Teknis Unit Secondary Treatment Unit Lumpur Aktif Trickling filter Oxidation Pond
Kelebihan +6 +4
Teknis Kekurangan -4 -2
+6
-3
Non-teknis Kelebihan Kekurangan +6 -5 +2 -2 +3
Total 3 2
-4
2
Sumber: Hasil Perhitungan, 2022
Secondary treatment secara biologis yang terpilih adalah lumpur aktif berdasarkan hasil scoring. Selain itu, unit yang digunakan di IPAL ini juga terdiri dari pengolahan secara primer dan tersier. Skema IPAL di CBD KHI yang terpilih ditunjukkan dalam Gambar 1.
6.3 Tata Letak Sistem Pengolahan Air Limbah Domestik Activated Sludge outlet
inlet Bar Screen
Fine Screen
Ke TPA
Grease Trap
Screw pump
Grit Chamber
Bak Ekualisasi
Aerasi
Clarifier
Disinfeksi
Pengolahan Lumpur
TPS LB3
Pihak ketiga berizin
VI-4
BAB VII PERENCANAAN INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK 7.1 Perencanaan Bar Screen Dalam perencanaan bar screen terdapat beberapa kriteria desain yang menjadi dasar dalam perencanaan dan harus dipenuhi sehingga unit pengolahan dapat bekerja secara efekti dan efisien. Berikut merupakan kriteria desain tersebut dapat dilihat pada tabel 7.1. Tabel 7.1 Kriteria Desain Bar Screen Parameter Kecepatan saluran penyaring Kecepatan melalui bar screen Head loss maksimum Kemiringan dari horizontal Lebar batang Space (jarak batang) Kedalaman
Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2017
Simbol v vbar hL B(beta) w b d
Satuan m/det m/det m derajat cm cm cm
Besaran >0,6 0,6-1 0,8 60-86 0,8-1,0 1,0-5,0 5,0-7,5
Sumber
Qasim, 1985
Dari kriteria desain tersebut ditentukan data perencanaan sebagai berikut:
Debit air limbah (Q)
= 1,961m3 / hari
Kecapatan melalui bar screen (V ¯¿ ¿
= 1 m/det
Kedalaman (d)
= 7,5 cm
Jarak batang (b)
= 5 cm
Kemiringan dari horizontal
= 60
Gravitasi (g)
= 9,81m/s 2
Koefisien C
= 0,6
Koefisien jenis dan bentuk saringan (Φ )
= 2,42
Tahapan perhitungan pada perencanaan bar screen dijabarkan sebagai berikut: a. Luas total bukaan batang (A) A=
Q V ¯¿ ¿ A=
1,961 m3 / det i k 2 =1,961 m 1m / det i k
VII-1
VII-2
b. Lebar bukaan bersih A d
I=
I=
2
1,961 m 2 =26,141 m 7,5 cm / 100 mm
c. Jumlah batang (n) (n+1) ×b=1 n=( I / b )−1=( 26,141 m / 5 cm / 100 mm )−1=522buah 2
d. Lebar bukaan total saringan (w bukaan) w bukaan=(n+1)× b w bukaan=( 522+1 ) ×5 cm / 100 mm=26,141m
e. Lebar total bangunan saringan (Wc) Wc=wbukaan+ ( n× Φ ) Wc=26,141 m+ ( 522× 2,42 )=1288,960 m
f. Panjang saringan yang terendam air (Ls) Ls=d / sin α Ls=7,5 cm/100 mm /sin 60=0,087 m
2
g. Kecapatan aliran saat clogging 50% 1 ' W c = . Wc 2 1 ' W c = . 1288,960m=644,480 m 2
'
Vs=
Q (1 / 2× Wc × L ) '
Vs=
1,961 m3 / det i k =0,035 m / s ( 1 / 2× 644,480 m× 0,087 m2 )
h. Kehilangan tekanan (hL) Head loss pada bar rack (hv)
VII-3
hv=
2
Vs 2g
hv=
0,0352 m / s =0,006 m 2 ×9,81 m / s2
i. Head loss hL=
( )
1 Q 2 g CA
2
(
3
)
2
1 1,961 m / det i k hL= =0,142 m 2 2 2 ×9,81 m / s 0,6 ×1,961 m
7.2 Perencanaan Fine Screen Fine screen berfungsi untuk memisahkan padatan dari air limbah agar tidak merusak atau menyumbat pipa, pompa, dan unit pengolahan berikutnya. Perbedaan antara fine screen dengan bar screen adalah pada ukuran bukaannya. Fine screen memiliki ukuran bukaan yang lebih kecil dari pada bar screen. Kriteria desain untuk fine screen mengacu pada Tabel 7.1. Namun, ukuran jarak batang yang digunakan adalah 0,006 m (Tchobanoglous, Burton, & Stensel, 2003). Tipe batang yang digunakan adalah lingkaran dengan nilai 1,79 (Qasim, 1985). Unit fine screen di IPAL KHI direncanakan terdiri dari 4 unit dengan kriteria sebagai berikut: ·
Debit air limbah (Q)
= 1,961 m3/hari
·
Kecapatan melalui bar screen (
= 1 m/det
·
Kedalaman (d)
= 0,075 m
·
Jarak batang (b)
= 0,006 m
·
Kemiringan dari horizontal
= 60º
·
Gravitasi (g)
= 9,81
·
Koefisien C
= 0,6
·
Koefisien jenis dan bentuk saringan ( )
= 1,79
Tahapan perhitungan pada perencanaan fine screen adalah sebagai berikut: a. Luas total bukaan batang (A)
VII-4
Karena terdiri dari 4 unit, maka luas setiap unit b. Lebar bukaan bersih c. Jumlah batang (n) d. Lebar bukaan total saringan (w bukaan) e. Lebar total bangunan saringan (Wc)
f. Panjang saringan yang terendam air (Ls) g. Kecapatan aliran saat clogging 50%
h. Head loss 7.3 Perencanaan Grease Trap Kriteria perencanaan grease trap dapat dilihat pada tabel di bawah ini Tabel 7. Kriteria desain grease trap No. 1 2 3 4
Parameter Kompartemen Kompartemen 1 Kompartemen 2 Kecepatan aliran Waktu tinggal Diameter manhole minimum
Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2017
Besaran 2 2/3 total panjang 1/3 total panjang 2-6 5-20 0,6
Satuan buah m m m/jam menit m
Kriteria desain yang digunakan untuk perencanaan grdimensiease trap adalah kecepatan aliran (v) 5 m/jam dan waktu tinggal (td) 5 menit. Tahapan perhitungan dimensi grease trap untuk timbulan air limbah (Q) sebesar 1960,6 L/s:
VII-5
3
1960,6 L m 1,9606 m × = s 1000 L s
3
Q=
td=5 min❑×
v=
Maka dimensi grease trap dengan asumsi panjang (P): lebar (L) adalah 3:1
60 s =300 s min
5m jam × =0,0014 m/ s jam 3600 s 3
o Volume=Q× td= 1,9606 m ×300 s=588 m3 s 3
o
Q 1,9606 m /s Area= = =1412m2 v 0,0014 m/ s
o
Area=P× L=3 L → L=
2
√
√
2
Area 1412 m = =21,7 m 3 3
o P=3 L=3× 21,7 m=65,1 m
2 2 o P kompartemen 1= P= × 65,1 m=43,4 m 3 3 1 1 o P kompartemen 2= P= × 65,1 m=21,7 m 3 3
o
Area aktual=P × L=65,1 m× 21,7 m=1412,67 m
o v aktual=
Q 1,9606 m3 /s 3600 s = × =4,996 m/ jam (OK) A aktual 1412,67 m2 jam
o kedalaman aktif =
2
3
Volume 588 m = =0,5 m A aktual 1412,67 m2
Dengan tinggi pengendapan 0,3 m, tinggi scum 0,2 m, dan freeboard 0,3 m, maka o kedalaman tangki=kedalaman aktif +tinggi pengendapan+tinggi scum+ freeboard kedalaman tangki=0,9 m+ 0,3 m+0,2 m+0,3 m=1,7 m
o V aktual=A aktual × kedalamantangki 2
V aktual=1412,67 m ×1,3 m=1836 m
7.4 Perencanaan Screw Pump
3
VII-6
Screw pump yang direncanakan untuk IPAL KHI merupakan produk jadi yang diproduksi oleh Evoqua. Screw pump yang diproduksi oleh perusahaan ini memiliki efisiensi pompa mencapai 86% dan minim terjadinya kebocoran. Screw pump dapat dipasang dengan kemiringan 38º dan 45º. Dimensi screw pump menyesuaikan dengan debit dan kemiringan dari screw pump yang akan digunakan yang ditunjukkan dalam Tabel 7.3. Tabel 7. 3 Kriteria Ukuran Screw Pump Ukuran Pompa
Debit Air yang Melalui Pompa Kemiringan 38º
Kemiringan 45º
in
cm
GPM
m3/jam
GPM
m3/jam
24
61
890
201,85
720
163,30
30
76
1.400
317,52
1.150
260,82
36
91
2.100
476,28
1.170
285,56
42
107
3.150
714,42
2.550
578,34
48
122
4.400
997,92
3.550
805,14
54
137
5.700
1.292,76
4.600
1.043,28
60
152
7.000
1.687,60
5.650
1.281,42
66
168
8.800
1.995,84
7.125
1.615,95
72
183
11.700
2.643,46
9.500
2.154,60
84
213
16.600
3.764,88
14.250
3.231,90
96
244
21.850
4.955,58
19.00
4.309,20
108
274
27.550
6.248,34
23.750
5.386,50
120
305
35.700
8.096,76
31.000
7.030,80
Sumber: Evoqua, 2023
Debit air limbah yang masuk ke IPAL KHI adalah 1,961 m 3/detik atau 7.059,6 m3/jam. Berdasarkan Tabel 7.3, maka ukuran pompa yang cocok adalah 305 cm dengan kemiringan 38º. Desain dari screw pump yang digunakan ditunjukkan dalam Gambar 7.1 dengan dimensi sebagai berikut (Evoqua, 2023): A = 307,3 cm
VII-7
B = 182,9 cm C = 259,1 cm D = 1143 cm E = 7,6 cm
Gambar 7. 1 Skema Desain Screw Pump Sumber: Evoqua, 2023
7.5 Perencanaan Grit Chamber Kriteria desain untuk grit chamber Tabel 7. Kriteria desain Grit Chamber Parameter Waktu detensi Kecepatan horizontal Kecepatan pengendapan Overflow rate debit maksimum Jumlah bak minimal Kedalaman Jumlah bak minimal Kedalaman
Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018
Nilai 45-90 0,24-0,4 3,2-4,2 0,021-0,023 2 2,0-5,0 2 2-5
Satuan detik m/detik ft/menit m /m /detik unit m unit m 3
2
VII-8
Dari kriteria desain ditentukan data untuk perencanaan grit chamber adalah:
Overflow rate (QR) = 0,02 (m3/m2/detik) Kecepatan horizontal (Vhorizontal) = 0,3 (m/detik) Waktu detensi (td) = 60 (detik)
Tahapan perhitungan dimensi grit chamber untuk timbulan air limbah (Q) sebesar 1.960,6 (m3/detik); 1. Luas Permukaan Bak (Asurface) Asurface=Q/QR
Asurface=
2
1,96 m 2 =93,33 m 3 m 0,02 2 m hari
2. Luas Penampang Melintang (Across) Across=Q/Vhorizontal m3 det i k 2 Across= =6,53 m 0,3 m det ik 1,96
3. Volume Bak (V) V =Q x td V =1,96
2
m 3 × 60 det i k=117,60 m det i k
4. Tangki muka air bak pada saat maksimum (d) d=V / Asurface d=
117,60 m3 =1,26 m 2 93,33 m
5. Lebar bak (w) w= Across/d w=
6,53 m2 =5,19 m 1,26 m
6. Panjang (p) p= Asurface / w p=
93,33 m2 =18 m 5,19m
VII-9
7.6 Perencanaan Tangki Aliran Rata-Rata Kriteria tanki aliran rata-rata No
Parameter
Simbol
Nilai
Satuan
Sumber
1
Kedalaman air
hmin
1,5-2
m
Tchoban
minimum
oglous et al, 2003
2
Ambang bebas
hfb
1
m
3
Laju pemompaan
Qudar
0,01-0,015
m3/m3-menit
S
40-100
mm/m
Qasim,
diameter
1985
udara 4
Kemiringan dasar tangki
Diketahui
Debit rata-rata air limbah ¿ 1,961l / s
Asumsi kedalaman bak = 5m
1. Menghitung debit rata-rata Contoh perhitungan jam 00.00-01.00 Qavg= Qavg=
Q x faktor peak 1000
1,961l / s x 0,50=0,98 m / s 1000
2. Menghitung volume TAR berdasarkan periode waktu (vic) Contoh perhitungan jam 00.00-01.00 volume ( vic )=Qavg x 3600 det=m3 3
3
volume ( vic )=0,98 m x 3600 det=3,529.08 m
3. Menghitung volume komulatif TAR( m3 ) Contoh perhitungan jam 01.00-02.00 volume komulatif =Vic +Vic pada akhir jam periode sebelumnya 3
3
3
volume komulatif =3,529.08 m +3,529.08 m =7,058.15 m
4. Menghitung volume rata-rata TAR ( m3 )
VII-10
Contoh perhitungan jam 00.00-01.00 volume komulatif =x vic+ volume kumulatif periode sebelumnya 3
3
x ( volume komulatif ) =7,940.42m +7,940.42 m =15,880.84 m
3
5. Menghitung selisih Contoh perhitungan jam 00.00-01.00 selisih=volume komulatif TAR −x volume kumulatif TAR 3
3
selisih=3,539.08 m −7,940.42m =−4,411.34 m
3
6. Rekapiltulasi perhitungan tangki aliran rata-rata (TAR) Time
Debit
Volume TAR
Volume
Volume
Periode
Rata-
Berdasarkan
TAR
Rata-rata
rata
periode waktu
Kumulatif
Kumulatif
(Qavg)
Selisih
TAR
m3/s
m3
m3
m3
m3
00.00-01.00
0,98
3.529,08
3.529,08
7.940,42
-4.411,34
01.00-02.00
0,98
3.529,08
7.058,15
15.880,84
-8.822,69
02.00-03.00
0,98
3.529,08
10.587,23
23.821,26
-13.234,0
03.00-04.00
2,94
10.587,23
21.174,45
31.761,68
-10.587,2
04.00-05.00
4,71
16.939,56
38.114,01
39.702,10
-1.588,08
05.00-06.00
4,51
16.233,75
54.347,76
47.642,52
6.705,24
06.00-07.00
4,71
16.939,56
71.287,32
55.582,93
15.704,38
07.00-08.00
4,71
16.939,56
88.226,88
63.523,35
24.703,53
08.00-09.00
3,33
11.998,86
100.225,74
71.463,77
28.761,96
09.00-10.00
0,98
3.529,08
103.754,81
79.404,19
24.350,62
10.00-11.00
1,96
7.058,15
110.812,96
87.344,61
23.468,35
11.00-12.00
1,47
5.293,61
116.106,57
95.285,03
20.821,54
12.00-13.00
2,06
7.411,06
123.517,63
103.225,45
20.292,18
13.00-14.00
0,98
3.529,08
127.046,71
111.165,87
15.880,84
14.00-15.00
1,96
7.058,15
134.104,86
119.106,29
14.998,57
15.00-16.00
1,96
7.058,15
141.163,01
127.046,71
14.116,30
16.00-17.00
2,94
10.587,23
151.750,23
134.987,13
16.763,11
17.00-18.00
1,96
7.058,15
158.808,38
142.927,55
15.880,84
18.00-19.00
1,96
7.058,15
165.866,54
150.867,97
14.998,57
19.00-20.00
1,96
7.058,15
172.924,69
158.808,38
14.116,30
20.00-21.00
1,96
7.058,15
179.982,84
166.748,80
13.234,03
21.00-22.00
0,98
3.529,08
183.511,91
174.689,22
8.822,69
VII-11
22.00-23.00
0,98
3.529,08
187.040,99
182.629,64
4.411,34
23.00-00.00
0,98
3.529,08
190.570,06
190.570,06
0,00
7. Menghitung dimensi Tangki aliran rata-rata Diketahui
Selisih terkecil ¿−13.234,03 m3
Selisih terbesar ¿ 28.761,96 m3
Volume tangki aliran rata-rata ( m3 ) ¿ selisihterbesar −selisih terkecil 3 3 3 ¿ 28.761,96 m −(−13.234,03 m )=41.996,40 m
Luas tangki aliran rata-rata ( m )
Diketahui asumsi kedalaman ¿ 5 m Luas(A) ¿ volume TAR ( m3 ) / h ( m) 3
¿ 41.996,40 m / 5 m=8.399,19 m
Lebar ¿
√
2
A 2 ¿
√
8.399,18 m 2m
2
¿ 64,80 m
Panjang ¿ 2 A ¿ 2 x 64,80 m
7.7 Perencanaan Activated Sludge 7.7.1 Perencanaan Aerasi Kriteria desain yang digunakan dalam mendesain tangki aerasi dapat dilihat pada tabel di bawah ini. No
Parameter
Simbol
Besaran
Satuan
1
Umur
Өc
8
hari
2
Koef.Pertumbuhan
Y
0.5
mg/mg
3
Koef. Decay
Kd
0.05
hari-1
4
BOD5 Efluen
S
50
mg/L
VII-12
5
MLVSS
X
3000
mg/L
6
Kedalaman Tangki
h
4.5
m
7
Rasio Panjang: Lebar
-
2:01
-
8
MLVSS/MLSS
-
0.8
-
9
BOD5/BODL
-
68
%
10
MLSS
-
3750
mg/L
11
Biological Solid/Biodegrable
65
%
12
Konsentrasi return sludge
10000
mg/L
13
Jumlah Tangki
1
unit
1960.597 14 Debit rata-rata
Qr
344
L/s
1.961
m3/s
15
BOD rata-rata
160
mg/L
16
TSS rata-rata
258
mg/L
Sumber: Dirjen Cipta Karya, 2018 Tahapan perhitungan dimensi tangki aerasi dapat dihitung dengan menggunakan cara dibawah ini. A. Konsentrasi BOD5 Efluen - BODL dalam efluen solid biodegradable mg O2 mg ¿ 50 ×65 % ×1,42 L sel mg ¿ 46,15 L - BOD5 (suspended) dalam efluen solid biodegradable mg ¿ 46,15 ×68 % L mg ¿ 31,38 L - BOD5 (solube) dalam efluen BOD5 (S) mg ¿ ( 50−31,38 ) L mg ¿ 18,62 L B. Efisiensi Pengolahan Efisiensi pengolahan berdasarkan BOD5 soluble
VII-13
mg
( S o−18,62 ) L ¿ ×100 % So
¿
( 160−18,62 )
mg L
mg L ¿ 88,36 %
160
Efisiensi pengolahan keseluruhan
×100 %
mg
( S o−50 ) L ¿ ×100 % So
¿
mg L × 100 % mg 160 L ¿ 68,75 %
( 160−50 )
C. Volume Tangki Q θc Y ( S o−S ) V= X ( 1+ k d θc ) m3 mg ( mg 169.395,61 ×8 hari × 0.5 160−18,62 ) hari mg L ¿ mg 0,05 3000 × 1+ × 8 hari L hari
(
¿ 22.809,04 m
)
3
D. Luas Tangki Kedalaman tangki direncanakan sebesar 4,5 m Volume Luas Tangki= h 22.809,04 m3 Luas Tangki= 4,5 m 3 Luas Tangki=5.068,68m E. Dimensi Tangki Rasio panjang dan lebar direncanakan = 2:1, Panjang= 2 x Lebar Sehingga, Luas ( A ) =P × L ¿ 2 L× L=2 L A L= √❑ 2
2
VII-14
√
2
5.068,68 m 2 L=50,34 m P=2 ×50,34 m P=100,68 m Luas aktual=50,34 m ×100,68 m 3 Volume aktual=50,34 m ×100,68 m× 4,5 m=22.809,04 m Kedalaman Freeboard=4,5 m+ Freeboard ¿ 4,5 m+0,5 m=5 m F. Lumpur yang dihasilkan Koefisien pertumbuhan observasi (Yobs) Y Yobs= ( 1+k d θ c ) mg 0,5 mg Yobs= 0,05 1+ ×8 hari hari Yobs=0,36 Pertambahan MLVSS ( P x )=Y obs Q ( S o−S ) L=
(
( P x )=
(
)
3
m g 0,35 ×169.395,61 × ( 160−18,62 ) 3 hari m g kg kg ( P x )=8.553,39 hari
)
1.000
Pertambahan MLSS (PXss)
( P xss )= ( P xss )=
Px 0,8
8.553,39 0,8
kg hari kg
( P xss )=10.691,74 hari Lumpur yang akan dibuang massa lumpur yang akan dibuang ( Qs ) =Pxss− ( ( Q−Vs ) × BO D 5 eff ) MLSS = 3750 mg/L = 3,75 kg/m3 Volume lumpur yang akan dibuang (Vs) = Qs/3,75 kg/m3
VII-15
Qs=
P xss−Q . BO D 1−
Qs=
5
eff
BO D5 eff MLSS
kg m3 mg −169.395,61 ×50 hari hari L mg 50 L 1− mg 3750 L kg Qs=2192,72 hari Qs V s= kg 3,75 3 m kg 2.192,72 hari V s= kg 3,75 3 m m3 V s =584,73 hari
10.691,74
G. Return Sludge Rasio resirkulasi = 60% Saat debit rata-rata
m3 hari 3 m Qr =101.637,37 hari 3 m Qr =1.18 det ik
Qr =0,6 ×169.395,61
H. Kontrol Desain a. waktu aerasi
td=
volume debit 3
td =
22.809,04 m ×24
3
m hari td =3,23 jam 169.395,61
b. rasio F/M (U)
jam hari
VII-16
U=
Q ( So −S ) VX
169.395,61 m3 ( 160−18,62 )
g 3 m
=0,35 ( memenuhi ) g 22.809,04 m ×3.000 3 m c. Organic Loading (OL) SoQ OL= V 3 g m 160 3 ×169.395,61 hari m kg OL= =1,19 3 ( memenuhi ) 3 22.809,04 m m hari I. Kebutuhan Oksigen Kebutuhan oksigen teoritis (N) kg Q ( S o−S ) O2 = −1,42 Px hari BO D 5 BO D L U=
3
m3 ( g 160−18,62 ) 3 hari kg m kg O2 = −1,42 ×8.553,39 hari 0,68 hari kg kg O2 =23074,03 hari hari Kebutuhan Oksigen Standar (SOR) N SOR= ( Cnsw β F a−C ) T−20 ( 1,024 ) X C sw 169.395,61
[
]
Dimana : N = kebutuhan oksigen teoritis (kg/hari) n C sw = konsentrasi oksigen pada temperatur lapangan (mg/L) = 8,5 mg/L Csw = konsentrasi oksigen pada temperatur standar 20 ̊C (mg/L) C = DO minimum yang dicapai dalam tangki (mg/L), 2 mg/L β = faktor koreksi tegangan tergantung salinitas air limbah = 0,9 x = faktor koreksi transfer oksigen = 0,95 fa = faktor koreksi kelarutan oksigen terhadap ketinggian fa = [1-(ketinggian/9.450 m)] = [1-(675 m/ 9.450 m)] = 0,93 T = temperatur rata-rata air limbah pada kondisi lapangan, tergantung dari temperatur udara ambien rata-rata dan temperatur influen.
VII-17
SOR=
23.074,03
[
kg hari
(8,5 mgL ×0,9 ×0,93−2 mgL ) ( 1,024) 9,15
SOR=52.978,23
kg hari
31−20
× 0,95
]
Volume udara yang dibutuhkan Berat jenis udara = 1,201 kg/m3 Berat oksigen di udara = 23,2% Faktor koreksi aerator (FA) = 0,65 Kebutuhan volume udara sebenarnya di lapangan (M): SOR M= g O2 kg 1,201 3 ×0,232 g Udara m kg 52.978,23 hari M= g O2 kg 1,201 3 ×0,232 g Udara m M =190.136,94
Kebutuhan Udara Teoritis Mt=
m3 hari
M FA 3
m 190.136,94 hari Mt= 0,65 3 m Mt=292.518,36 hari
Total Udara Desain (Md) Udara yang dibutuhkan dalam desain adalah 150% dari udara teoritis, sehingga total udara desain. Mt=150 % × Mt m3 Mt=150 % ×292.518,36 hari 3 m Mt=438.777,55 hari Volume udara per Kg BOD5 disisihka n per m3 air buangan yang diolah per m3 tangki
VII-18
Mb=
Mb=
Md ( S o−S ) × Q
438.777,55
[
3
m hari 3
]
=18,32
g m × 169.395,61 3 hari m Volume Udara per Volume air Buangan (Ma) Md Ma= Q m3 438.777,55 3 hari m Ma= =2.59 3 3 m m 169.395,61 hari Volume Udara per Volume Tangki Aerasi Md M t= Volume aktual m3 438.777,55 hari M t= 3 22.809,04 m m3 M t =19,24 3 m hari 7.7.2 Perencanaan Clarifier
( 160−18,62 )
3
m kg
7.8 Perencanaan Disinfeksi Kriteria desain untuk tangki klorinasi dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 7. Kriteria desain tangki klorinasi No.
Parameter
Simbol
Besaran
Satuan
Sumber
1
Ca(OCl)2
70
%
Komariyah dan Sugito, 2011
2
DPC
2,5
mg/L
Komariyah dan Sugito, 2011
3
Sisa Klor
0,5
mg/L
Fair dkk., 1968
4
Waktu Detensi
td
1-3
m
Fair dkk., 1968
5
Kedalaman
h
1
m
Fair dkk., 1968
6
Freeboard
0,3
m
Fair dkk., 1968
VII-19
7
Rasio
P:L
2:1
Fair dkk., 1968
Persamaan yang digunakan untuk menghitung dimensi tangki klorinasi dengan waktu detensi 2 menit:
Kebutuhan klor Klor=DPC + Sisa klor=2,5 mg/L+0,5 mg / L=3 mg/L
Kebutuhan kaporit Kaporit=Q ×%Klor dalam kaporit × kebutuhan klor Kaporit=1960,6 L/s ×70 % ×3 mg /L=4117,25 mg/s Kaporit=
4117,25 mg 10−6 kg 86400 s × × =355,8 kg /hari s mg hari
Volume bak klorinasi (V) V =Q × td=
1960,6 L 60 s m3 3 ×2 min × × =235,3 m s min 1000 L
Luas permukaan bak (A) 3
V 235,3 m 2 A= = =235,3m h 1m
Dimensi bak klorinasi A=P× L=2 L2 → L=
√ √
A 235,3 m2 = =10,9 m 2 2
P=2 L=2 ×10,9 m=21,8 m
7.9 Perencanaan Sludge Drying Bed
DAFTAR PUSTAKA Al Kholif, M. (2020). Pengelolaan Air Limbah Domestik. Scopindo Media Pustaka. Astuti, C. C. (2017). Analisis Korelasi Untuk Mengetahui Keeratan Hubungan Antara Keaktifan Mahasiswa dengan Hasil Belajar Akhir. JICTE (Journal of Information and Computer Technology Education), 1(1), 1-7. Atima, W. (2015). BOD dan COD sebagai parameter pencemaran air dan baku mutu air limbah. BIOSEL (Biology Science and Education): Jurnal Penelitian Science dan Pendidikan, 4(1), 83-93. Barker, J. C. (1996). Lagoon Design and Management for Livestock Waste Treatment and Storage. Biological and Agricultural Engineering, North Carolina Cooperative Extension Service Publication Number: EBAE, 10383. Diambil kembali dari https://p2infohouse.org/ref/01/00960.htm Basskerville, R. C., & Gale, R. S. (1968). A simple automatic instrument for determining the filtrability of sewage sludge. Water Pollution Control, 67, 233. Boyd, C. (1990). Water quality in ponds for aquaculture. Agriculture Experiment Station. Alabama: Auburn University. BPS Kota Bekasi. (2022). Kecamatan Medan Satria dalam Angka 2022. Bekasi: Badan Pusat Statistik Kota Bekasi. Budianto, S., & Harianto, T. (2017). Analisis perubahan Konsentrasi Total Suspended Solids (TSS) dampak bencana lumpur Sidoarjo menggunakan Citra Landsat Multi Temporal (Studi Kasus: Sungai Porong, Sidoarjo). Jurnal Teknik ITS, 6(1): 130-135. Darmasetiawan, M. (2004). Teori dan Perencanaan Instalasi Pengolahan Air. Jakarta: Ekamitra Engineering. Diningrat, R. (2015). Segregasi spasial perumahan skala besar: studi kasus kota baru Kota Harapan Indah (KHI) Bekasi. Jurnal Perencanaan Wilayah Dan Kota, 26(2), 111-129.
1
2
Direktorat Jenderal Cipta Karya. (2018). Buku Utama Pedoman Perencanaan Teknik Terinci Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik Terpusat SPALD-T . Jakarta: Kementrian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. Direktorat Jendral Cipta Karya. (2018). Dalam Buku B Pedoman Perencanaan Teknik Terinci Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik Terpusat (SPALD-T) (hal. 62). Jakarta. Direktorat Jendral Cipta Karya. (2018). Dalam Buku A Panduan Perencanaan Teknik Terinci Bangunan Pengolahan Lumpur Tinja (hal. 78). Jakarta. Diskominfostandi. (2017, 10 13). Profil. Diambil kembali dari Kecamatan Medan Satria: https://kec-medansatria.bekasikota.go.id/informasi Dona, U. F. (2008). Studi Sistem Pengelolaan Air Limbah Terpusat (SPALT): Vol. 4 No. 1 September 2008. TATAL, 4(1), 57-64. Effendi, H. (2003). Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan. Yogyakarta: Kanisius. Fitriyanti, R. (2020). Karakteristik Limbah Domestik di Lingkungan Mess Karyawan Pertambangan Batubara. Jurnal Universitas PGRI Palembang, 5(2): 72-77. Ginting, P. (2007). Sistem PengelolaanLingkungan dan Limbah Industri. Bandung: Yrama Widya. Goldman, C. R., & Horne, A. J. (1983). Limnology. New York: McGraw-Hill Book Co. Haandel, A., Kato, M., Cavalcanti, P., & Florêncio, L. (2006). Anaerobic Reactor Design Concepts for the Treatment of Domestic Wastewater. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology(5), 21-38. Hasrianti, & Nurasia. (2016). Analisis Warna, Suhu, pH dan Salinitas Air Sumur Bor di Kota Palopo. Prosiding Seminar Nasional, 2(1), 747-753. Karini, T. A., Wijaya, D. R., & Arranury, Z. F. (2020). Karakteristik dan Kualitas Biological Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), Limbah Cair Rumah Sakit (Studi Deskriptif di Rumah Sakit X Kabupaten Jeneponto). HIGIENE: Jurnal Kesehatan Lingkungan, 6(2), 100-107.
3
Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. (2018). Dokumen DED, RKS,
dan
RAB
2018
(1JP).
Dipetik
11
14,
2022,
dari
https://sibima.pu.go.id/pluginfile.php/60502/mod_resource/content/ 1/02.%20DED%2C%20RKS%20dan%20RAB.pdf Kholifah, Z. (2018). Perbedaan Penurunan pH dan TSS pada Air Lindi dengan Menggunakan Poly Alumunium Chlorida (PAC) dan Alumunium Sulfat (Tawas) (Studi di Tempat Pemrosesan Akhir Sampah Kalipancing, Desa Lempeni, Kecamatan Tempeh, Kabupaten Lumajang). Klosterman, R. E. (1990). Community Analysis and Planning Techniques Savage. Rowan & Littlefield, c1990. Kota Harapan Indah. (2021). (Damai Putra Group) Dipetik Oktober 12, 2022, dari https://www.kota-harapanindah.co.id/ Metcalf, & Eddy. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse 4th Edition. Boston: McGraw-Hill. Mubin, F., Binilang, A., & Halim, F. (2016). Perencanaan sistem pengolahan air limbah domestik di Kelurahan Istiqlal Kota Manado. Jurnal Sipil Statik, 4(3): 211-223. Naibaho, P. (1996). Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit. Medan: Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Nanyang Megamech Co., Ltd. (2022). Nanyang Megamech Co., Ltd. (MEGAMECH)
Dipetik
10
26,
2022,
dari
https://www.national-power-
equipment.com/product/172.html Nayono, S. E. (2010). Metode Pengolahan Air Limbah Alternatif Untuk Negara Berkembang. Inersia: Jurnal Teknik Sipil dan Arsitektur, 6(1), 52-64. Nugraha, B. (2019). Variasi Waktu Detensi Pada Filtrasi Pengolahan Air Limbah Grey Water Dalam Penurunan Beban Pencemar . Doctoral dissertation, Universitas Brawijaya. Nugroho, A. (2006). Biodegradasi Sludge Minyak Bumi Dalam Skala Mikroskomos. Makara Teknologi, 10(2), 82-89. Nugroho,
A.
(2007
).
Dinamika
Populasi
Konsorsium
Bakteri
Hidrokarbonoklastik: Studi Kasus Biodegradasi Hidrokarbon Minyak
4
Bumi Skala Laboratorium. Jurnal Ilmu Dasar, 8(1), 13–2. Pamungkas, D. P. (2016). Implementasi Metode Least Square Untuk Prediksi Penjualan Tahu Pong. Network Engineering Research Operation, 2(2), 7581. Pangesti, F. S., & Ariesmayana, A. (2022). Tinjauan Analisis Perhitungan Kebutuhan Air Bersih Dan Air Limbah Untuk Perencanaan Sistem Penyaluran Air Limbah Di Perumahan Bumi Ciruas Permai 1 Kabupaten Serang. Journal of Sustainable Civil Engineering (JOSCE), 4(1), 1-9. PemDa Kota Bekasi. (2018). Pembangunan Jangka Menengah Daerah Kota Bekasi 2018-2023. Bekasi: Pemerintah Daerah Kota Bekasi. PerMenLHK. (2016). Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik. Ploechl, M., & Heiermann, M. (2006). Biogas farming in Central and Northern Europe. Polprasert, C. (1996). Organic Waste Recycling. 2nd ed. Inggris: John Wiley and Sons Ltd. Presiden RI. (2020). Lampiran Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2020 tentang Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional 2020-2024. PUPR. (2017). Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 04 Tahun 2017 tentang Penyelenggaraan Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik. Putra, A. Y., & Yulia, P. A. (2019). Kajian Kualitas Air Tanah Ditinjau dari Parameter pH, Nilai COD dan BOD pada Desa Teluk Nilap Kecamatan Kubu Babussalam Rokan Hilir Provinsi Riau. Jurnal Riset Kimia, 10(2), 103–109. Qasim, S. R. (1985). Wastewater Treatment Plants: Planning, Design, and Operation. New York: CBS College Publishing. Rahayu, S. R., Pribadi, A., Nengse, S., Setyowati, R. D., & Utama, T. T. (2020). Perencanaan Unit Pengolahan Lumpur di Instalasi Pengolahan Air Minum X Kota Surabaya. Jurnal Teknologi Technoscientia , 1(3).
5
Rahmawati, D., Ali, E. P., Nurvia, M., & Harahap, E. (2020). Aplikasi Simpangan Baku Menggunakan Microsoft Excel. Jurnal Teori dan Terapan Matematika, 19(2), 47-54. Reynolds, T. D., & Richards, P. A. (1996). Unit Operations And Processes In Environmental Engineering. Boston: PWS Publishing Co. Rezagama, A., & Notodarmojo, S. (2012). KinetikaTransfer Ozondan Tren Kekeruhan dalam AirLindi dengan Pengolahan Ozonisasi. Rosarina, D., & Laksanawati, E. K. (2018). Studi Kualitas Air Sungai Cisadane Kota Tangerang Ditinjau Dari Parameter Fisika. Jurnal Redoks, 3(2), 3843. Rosidi, M. (2017). Perancangan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Pabrik Kertas Hakus PT. X Sidoarjo. (Tugas Akhir, Institut Teknologi Sepuluh Nopember).
Diambil
kembali
dari
https://repository.its.ac.id/2456/1/3313100057-Undergraduate_Theses.pdf Said, N. I., & Sya’bani, M. R. (2014). Penghilangan Amoniak Di Dalam Air Limbah Domestik Dengan Proses Moving. Jurnal Air Indonesia , 7(1). Saputra, M. (2017 ). Evaluasi Kinerja Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Di Waduk Melati, Kota Jakarta. Sari, S. F., & Sutrisno, J. (2018). Penurunan Total Coliform Pada Air Tanah Menggunakan Membran Keramik. Jurnal Teknik WAKTU, 16(1). Setiawan, A. (2012). Perbandingan koefisien variasi antara 2 sampel dengan metode bootstrap. d'CARTESIAN: Jurnal Matematika dan Aplikasi, 1(1), 18-24. Soemirat, J. (2018). Kesehatan Lingkungan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Spellman, F. (2003). Handbook of Water and Wastewater Treatment Plant Operations. New York: CRC Press. Sugito. (2017). Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan (J. Sutrisno (ed.); Edisi 1). Surabaya: Adi Buana University Press. Sulistia, S., & Septisya, A. C. (2019). Analisis Kualitas Air Limbah Domestik Perkantoran. Jurnal Rekayasa Lingkungan, 12(1).
6
Sumantri, F., & Fitri, M. (2017). Perancangan Alat Uji Vortex Bebas dan Vortex Paksa. Zona Mesin: Program Studi Teknik Mesin Universitas Batam, 8(2). Sutherland, K., & Chase, G. (2011). Filters and Filtration Handbook . Elsevier. Taty, A., & Jenny, C. (2014). Rekayasa Pengolahan Limbah Cair Menggunakan Reaktor Anaerob Bersekat dengan Variasi Jumlah Sekat. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan (SNTEKPAN) II 2014. Tchobanoglous, G., Burton, F., & Stensel, H. D. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse 4th Edition. New York: McGrraw-Hill Companies. Ummah, F. N., Utomo, B., & Sudarto, S. (2018). Evaluasi Kinerja Dan Pengembangan Pengolahan Instalasi Pengolah Air Limbah (IPAL) Mojosongo. Matriks Teknik Sipil, 6(3). Veenstra,
S.
(2000).
Wastewater
Treatment
.
Delft:
Institute
for
Infrastructure,Hydraulics and Environmental Engineering (IHE Delft). Von Sperling, M. (2007). Wastewater characteristics, treatment and disposal. IWA publishing. Vymazal, J., Brix, H., Cooper, P. F., Green, M. B., & Haberl, R. (1998). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment in Europe. Leiden: Backhuys Publisher. Waten, I. G. (1994). Application of Crossflow Membrane Filtration for Processing Industrial Suspensions. Institut Teknologi Bandung. Water Treatment. (2011). Pressure Filter. (The Water Treatments) Dipetik 10 26, 2022,
dari
https://www.thewatertreatments.com/water-treatment-
filtration/pressure-filter-water-filtration/ Wiszniowski, J., Robert, D., Surmacz-Gorska, J., Miksch, K., & Weber., J. V. (2006). Landfill leachate treatment methods: A review. Environ. Chem. Lett.(4), 51-61. Zulius, A. (2017). Rancang Bangun Monitoring pH Air Menggunakan Soil Moisture Sensor di SMK N 1 Tebing Tinggi Kabupaten Empat Lawang. JUSIKOM, STMIK MUSIRAWAS Lubuklinggau, 2(1), 37-43.
LAMPIRAN
1
1
