DAFTAR ISI

TATA CARA PERENCANAAN JARINGAN PERPIPAAN

AIR LIMBAH TERPUSATTentang

ALTERNATIF PENGOLAHAN LIMBAH

DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUMDIREKTORAT JENDERAL CIPTA KARYA

DIREKTORAT PENGEMBANGAN PLP

4 Umum

Pada umumnya masyarakat yang tinggal di daerah pasang surut langsung membuang limbah domestik ke badan air yang berada di bawah permukiman mereka. Namun sejalan dengan pesatnya pertumbuhan permukiman di daerah pasang surut dan dengan tujuan untuk konservasi lingkungan perlu diadakan upaya pengelolaan agar limbah dapat mengurangi pencemaran terhadap lingkungan.

Landasan Teori

Setiap mahluk hidup dalam aktifitasnya sehari-hari memerlukan air, tubuh manusiapun sebagian besar terdiri dari air. Dalam mempertahankan hidupnya manusia memerlukan air bersih yang telah memenuhi pesyaratan baik kualitas dan kuantitas maupun kontinuitasnya.

Dampak dari penggunaan air bersih tersebut untuk kebutuhan sehari-hari terutama untuk kebutuhan pokok dan kegiatan lainnya maka akan dihasilkan limbah aktivitas tubuh manusia, sasaran dari pengelolaan air limbah adalah mengalirkan, mengolah dan membuang air limbah tersebut sehingga tidak mengganggu kesehatan, estetika maupun lingkungan hidup secara keseluruhan.Karakteristik Air Limbah RumahTangga

Karakteristik air limbah rumah tangga sangat berguna untuk menentukan cara pengeloaannya. Karakteristik air limbah rumah tangga dapat dibedakan atas karekter fisik, kimia dan biologis yang sangat bervariasi tergantung pada kebiasaan masyarakat setempat.

Air limbah rumah tangga dapat dibedakan sebagai berikut :

Air limbah mengandung buangan fecal

Air limbah dari kegiatan mandi, cuci dan pada umumnya mengandung bahan-bahan sabun dan detergen.

Air limbah dapur yang berasal dari kegiatan masak memasak yang banyak mengandung bahan organic seperti karbohidrat, protein dan lemak.

Pada umumnya air limbah rumah tangga mengandung lebih dari 99,9% cairan. Zat-zat yang terdapat dalam air buangan diantaranya adalah unsur-unsur organik suspensi maupun terlarut dan juga unsur-unsur anorganik serta mikroorganisme. Unsur-unsur tersebut memberikan corak kualitas air buangan dalam sifat fisik kiniawi maupun biologi.

Karakteristik air limbah yang biasa digunakan untuk menentukan jenis pengolahan sebagai berikut :

BOD (Biochemical Oxygen Demand)

COD ( Chemical Oxygen Demand)

SS ( Suspended Solid )

Kadar nitrogen

Kadar Pospor

Coli Tinja

Air limbah rumah tangga berasal dari bekas pemakaian yang berasal dari lingkungan perumahan, daerah komersial, daerah dengan fasilitas institusional dan daerah rekreasi. Kuantitas air buangan bervariasi menurut sumber yang menghasilkannya. Untuk lingkungan perumahan akan berbeda dengan daerah komersial, daerah dengan fasilitas institusional ataupun juga daerah rekreasi. Demikian juga untuk daerah lingkungan perumahan, antara satu rumah dengan rumah lainpun berlainan pemakaiannya. Yang dimaksud dengan buangan manusia disini adalah tinja, urine dan air penggelontor. Menurut Duncan Mara air Limbah daerah tropis memiliki harga BOD berkisar antara 400- 700 mg/lt.

Nilai rata-rata BOD % dari masing-masing sumber buangan rumah tangga untuk daerah tropis dapat dilihat pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Nilai Rata-Rata BOD

SumberBOD (mg/lt)

Kamar mandi5

Dapur8

Kamar cuci8

Toilet :

Feaces11

Urine10

Kertas1

Total40

Sumber : Puslitbang Permukiman

Kualitas kimia dari air buangan domestik biasanya dengan perbandingan 50% zat organik dan 50% zat anorganik. Komposisi tipikal buangan domestik dapat dilihat pada tabel 4.2 dibawah ini.

Tabel 4.2 Komposisi Kimiawi Air Limbah (Indonesia)

ParameterKonsentrasi

KuatMediumLemah

Total Zat Padat (TS)

Zat padat terlarut (DS)

Zat padat tersusupensi (SS)1200

850

350750

500

220350

250

100

BOD 5400220110

TOC29016080

COD1000500250

N total854020

P total1584

C:1005030

Alkalinity20010050

Lemak15010050

Sumber : Puslitbang PermukimanPenguraian Senyawa Organik Secara Biologis

Senyawa organik yang terdapat dalam buangan manusia dapat diuraikan oleh bakteri menurut dua cara yaitu secara aerobik dan an aerobik.

1. Penguraian secara Aerobik

Penguraian secara aerobik terbagi dalam 3 proses katabolisme, anabolisme dan Autolisis.

Proses Katabolisme

Pada Proses ini zat organik diuraikan oleh bakteri menjadi komponen penyusun zat organic tersebut. Dari proses ini di hasilkan energi yang dimanfaatkan oleh bakteri pengurai untuk mempertahankan hidupnya dan untuk berkembang biak. Proses ini ditunjukan dalm persamaan reaksi sebagai berikut :

Bakteri

CxHy Oz N + O2 CO2 + H2O + NH3 + Energi

Zat Organik

Proses Anabolisme

Pada Proses ini zat organik diuraikan oleh bakteri dan digunakan sebagai bahan pembentuk bakteri baruseperti dinyatakan dalam persamaan berikut ini ;

Cx Hy Oz N + Energi C5H7NO2Zat Organik Sel-sel Bakteri

Proses Autolisis

Proses ini terjadi pada saat jumlah zat organic yang tersedia lebih kecil dari populasi bakteri pengurai. Biasanya hal ini terjadi pada tahap-tahap proses penguraian buangan manusia. Pada proses ini terjadi penyusutan jumlah bakteri karena sebagian mengurai menjadi senyawa-senyawa anorganik.

C5H7NO2 + 5 O2 5CO2 + NH3 + 2 H2O + Energi

Dari tiga proses yang terjadi diatas, pada proses aerobic terlihat bahwa proses penguraian air buangan manusia terjadi pada proses katabolisme dan anabolisme.

Siklus proses digambarkan pada diagram 4.1 dibawah ini :

Gambar 4.1. Siklus Aerobik

2. Penguraian Secara An Aerobik

Penguraian secara anaerobik umumnya terjadi pada lumpur endapan. Pada proses tersebut terjadi dua tahap penguraian yaitu pembentukan asam lemak dan tahap perubahan asam lemak. Asam lemak yang paling banyak terjadi adalah asam asetat seperti digambarkan pada persamaan berikut ini :

4C3H7O2NS + 8H2O 4CH3COOH + 4 CO2 + 4NH3 + 4 H2S + 8H+

Asam asetat

Dari persamaan diatas terlihat bahwa pada proses ini selain terjadi asam asetat yang nantinya diubah menjadi gas methan juga terbentuk gas H2S yang menimbulkan bau.

Asam lemak yang terjadi yaitu asam asetat diubah oleh bakteri methan menjadi gas-gas methan.

4CH3COOOH + 8H 5CH4 + 3 CO2 + 2H2O

Asam Asetat Methan

Dari kedua persamaan yang terjadi pada proses anaerobic terlihat bahwa terjadi 3 jenis gas pada akhir proses yaitu methan, CO2 dan H2S. Patut diperhatikan bahwa pertumbuhan bakteri pembentuk asam lemak terjadi dua kali lebih cepat dari pada bakteri pembentuk methan sedangkan bakteri pembentuk methan itu sendiri sangat peka terhadap asam.

Dengan demikian agar proses penguraian secara anaerobic dapat berjalan dengan baik maka suasana Lumpur haruslah bersuasana basa.

Kegagalan pembentukan methan menyebabkan lumpur bersifat asam asetat yang tidak terubah dan bau busuk akibat adanya H2S yang tidak bermanfaat dalam proses pembentukan methan sebagai sumber H+.

4.1 Pengembangan Model Pengolahan Air Limbah

Pengembangan dan pemilihan teknologi pengolahan air limbah daerah pasang surut sangat tergantung pada tipologi pasang surut, tipologi permukiman, sosial ekonomi masyarakat serta karakteristik limbah yang dihasilkan. Pengembangan model dikelompokkan menjadi tiga sistem yaitu:

Pengolahan Air Limbah Sistem Individu

Pengolahan Air Limbah Sistem Komunal

Pengolahan Air Limbah Sistem Perpipaan

Untuk lebih jelasnya pemilihan sistem pengolahan adalah sebagai berikut:

Kriteria Pemilihan Sistem1. Sistem Individu

Dengan Kriteria sebagai berikut:

Apabila kepadatan penduduk kurang padat ( 300 jiwa/Ha)

Permukiman penduduk merupakan perkampungan atas air yang luas Pelayanan dapat terintegrasi antara berbagai tipe lahan pasang surut (Tipe A, B, C dan D) dalam satu kawasan kampung atas air Masyarakatnya bersedia membiayai operasi dan pemeliharan.

Pengolahan Air Limbah Sistem Individu

Pengolahan air limbah sistem individu adalah pengolahan air limbah untuk melayani satu unit rumah di daerah pasang surut. Model yang dibuat untuk melayani 4 6 jiwa yang tinggal di daerah pasang surut, sungai atau daerah rawa/genangan yang terpengaruh pasang surut, sehingga aktivitas buang hajad yang selama ini langsung ke badan air semi sedikit dapat berubah menjadi kebiasaan yang lebih higienis.

Bahan yang dipergunakan disesuaikan dengan bahan yang ada dan beredar dipasaran setempat, model dibuat sesederhana mungkin agar dapat dengan mudah melakukan operasional dan perawatan, serta dapat ditiru oleh masyarakat. Berdasarkan permukiman dan tipologi pasang surut maka model pengolahan yang akan dikembangkan terdiri dari:

1. Model Untuk Lahan Pasang Surut Tipe A

Jenis rumah pada permukiman di lahan pasang surut tipe A adalah rumah panggung dengan ketinggian rata-rata 3-5 meter dasar tanah yang selalu terluapi baik saat pasang maksimum dan minimum. Letak rumah pada umumnya lebih ke tengah laut sehingga sulit terjangkau oleh mobil truk penyedot lumpur tinja. Air limbah dari closet dialirkan melalui pipa diameter 3 inc ke Unit pengolahan limbah yang terletak di bawah rumah panggung. Mengingat kondisi lahan yang senantiasa terluapi pada saat air laut pasang maksimum dan minimum, maka titik inlet dan outlet diletakkan di atas level muka air pasang maksimum. Pada umumnya letak rumah sulit terjangkau oleh mobil truk penyedot lumpur tinja, maka pada bak pengendap lumpur unit pengolahan limbah dilengkapi dengan pipa penguras yang dapat difungsikan secara periodik. Sedangkan untuk lokasi IPAL yang terjangkau oleh mobil truk penyedot tinja, pengurasan lumpur dilakukan secara periodik oleh truk penyedot lumpur tinja. Teknologi pengolahan yang digunakan antara lain : biofilter atau up flow filter. 2. Model Untuk Lahan Pasang Surut Tipe B

Jenis rumah pada permukiman di lahan pasang surut tipe B adalah rumah panggung dengan ketinggian rata-rata 2-3 meter dari dasar tanah yang hanya terluapi pada saat pasang maksimum. Selain rumah panggung, pada daerah tertentu dapat berupa permukiman rumah non panggung yang terluapi (tergenang) pada saat air pasang maksimum. Letak rumah lebih dekat ke pantai sehingga relatif dapat terjangkau oleh mobil truk penyedot lumpur tinja. Teknologi pengolahan yang digunakan antara lain : biofilter atau up flow filter. Unit pengolahan limbah terletak di bawah rumah panggung dimana air limbah dari closed dialirkan ke IPAL secara gravitasi.3. Model Untuk Lahan Pasang Surut Tipe C dan D

Permukiman pada lahan pasang surut tipe C dan D terletak di darat, namun air tanahnya relatif dangkal yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Dengan demikian pengolahan sistem individu yang digunakan adalah tangki septik tanpa bidang rembesan, dimana effluent hasil pengolahan dialirkan ke badan air. Teknologi pengolahan yang digunakan antara lain : biofilter atau up flow filter.Kriteria Perencanaan

a. Kriteria umum

Kepadatan penduduk < 100 jiwa/Ha

Harga terjangkau

Dapat digunakan

Operasional tidak rumit

Pemeliharaan sederhana Menggunakan bahan lokal (mudah didapat)

Gambar 4.2. Model Pengolahan Air Limbah Lahan Tipe A

b. Kriteria Teknis

1. Tangki Septik (Bak Pengendap Lumpur)

Waktu detensi : 2 3 hari

Efisiensi pengolahan 40 -60 %

Volume lumpur 30 lt/or/hr

Waktu pengurasan lumpur 1-2 th

Air yang diolah dari WC

2. Biofilter

Media = Kerikil, antrasit

3. Filter anaerob aliran ke atas

Media filter = Kerikil, antrasit diameter 3-6 cm Waktu kontak filter 6 jam

Hasil efluent dari filter dibuang ke badan air

c. Kriteria lokasi penempatan Model

Rumah masih belum memiliki jamban yang layak

Penghuni siap melaksanakan operasi dan pemeliharaan Gambar 4.3. Model Pengolahan Air Limbah Lahan Tipe B

Perhitungan

Perhitungan bak pengendap lumpur (tangki septik) dapat digunakan untuk semua sistem dengan asumsi:

Jumlah jiwa/pemakai = 5 jiwa

Waktu tinggal selama 2 hari

Debit Air Limbah direncanakan = 10 liter/orang/hari.

Lumpur yang dihasilkan = 30 lt/org/th

Periode Pengurasan Lumpur = 1 tahun sekali

Maka dapat dihitung :

Jumlah debit air limbah = 5 org x 10 Lt/or/hr = 50 lt/hr = 0,0021 m3/jam

Volume air limbah 50 lt/hr x 2 hr = 100 lt.

lumpur yang dihasilkan = 30 lt/org/th x 5 orang = 150 lt/th.

Dengan Demikian volume total tangki septik yang diperlukan adalah 100 lt + 150 lt = 250 lt.

Filter anaerob aliran ke atas :

Filter direncanakan dengan waktu kontak selama 6 jam

Maka kapasitas air yang masuk ke filter = adalah 0,0021 m3/jam x 6 = 0,01248 m3.

Diameter kerikil yang digunakan berkisar antara 2 6 cm

Filter yang digunakan berkapasitas 250 lt.

Efluent dari filter dibuang ke badan air penerima.

Persyaratan Konstruksi

Pada dasarnya bahan yang dapat digunakan untuk tangki air limbah di kawasan pasang surut untuk perumahan panggung (Lahan Pasang Surut Tipe A dan B) harus mampu menahan laju korosi, kedap air, ringan dan kapasitas pengolahan harus terpenuhi. Berdasarkan kriteria ini dapat dipilih tong plastic (tangki air) yang banyak terdapat di pasaran. Selain itu dapat digunakan tong /drum plastik bekas, pipa buis beton, pipa PVC, kayu ulin atau drum bekas yang dilapisi ter.

Sedangkan bahan dasar tangki untuk lahan Tipe C dan D dapat berupa pasangan bata atau beton, dengan persyaratan harus kedap air dan kapasitas pengolahan harus terpenuhi. Kakus dilengkapi dengan WC jongkok yang umum dipakai masyarakat dan banyak terdapat di pasaran.Penyaluran air buangan dari WC ke tangki septic digunakan pipa dengan diameter 3

Agar tidak terjadi kebocoran antara pipa penyalur dengan tangki penampung dilengkapi dengan socket drat luar dilengkapi dengan packing karet yang menjepit dinding dari tabung penampung.Pada bagian atas tangki dilengkapi dengan saluran pembuang gas hasil proses dekomposisi zat organic yang berupa pipa PVC 2 dengan tinggi 50.

Pipa dalam filter merupakan pipa PVC diameter 3 diberi lubang dengan diameter 1 cm dengan jarak 2 cm. Diatas pipa berlubang tersebut diletakkan kerikil dengan diameter 2-6 cm setinggi 50-60 cm.Uraian ProsesUnit pengolahan dari Instalasi Pengolahan Limbah terdiri dari unit pengolahan pertama yang terdiri dari tangki septik di lanjutkan dengan unit pengolahan biofilter atau filter an aerob aliran ke atas.

A. Tangki Septik

Unit pengolahan pertama dari Instalasi Pengolahan Limbah adalah tangki septik berupa ruang yang didisain kedap air dan berfungsi :

Menampung air limbah rumah tangga

Memisahkan padatan dari cairan

Menyimpan lumpur yang terakumulasi

Mengalirkan cairan yang telah dipisahkan dari solid menuju pengolah lebih lanjut.

Tangki septik menggabungkan proses sendimentasi dengan pencernaan lumpur secara partial dalam kompartemen yang sama.

Solid yang dapat mengendap dan lumpur yang telah mengalami dekomposisi sebagian akan mengendap ke dasar tangki dan terakumulasi. Busa yang terdiri dari bahan-bahan ringan termasuk lemak dan gemuk mengambang kepermukaan cairan. Cairan yang mengalami penjernihan sebagian dapat mengalir keluar melalui struktur outlet tepat dibawah lapisan busa yang mengambang. Walaupun pada dasarnya tangki septik hanya merupakan satu kolom sendimentasi tanpa bagian-bagian yang dapat bergerak atau menambah bahan-bahan kimia tetap proses-proses yang terjadi didalamnya bersifat komleks dan saling berintegrasi. Proses-proses terpenting adalah :

a. Pemisahan Suspended Solid

Proses ini murni bersifat mekanis dan menghasilkan tiga lapisan yang berbeda dalam tangki septik yaitu : lapisan lumpur di dasar tangki, lapisan busa yang mengambang di permukaan cairan dan lapisan cairan yang relatif jernih di bagian tengah.

Partikel yang sangat halus yang disebut koloid mulanya berada dalam suspensi, tetapi kemudian partikel tersebut berkoagulasi membentuk partikel-partikel lebih besar yang dapat mengendap atau mengambang tergantung densitasnya. Proses koagulasi dibantu oleh gas-gas dan partikel-partikel lumpur tercerna yang mengambang pada cairan.

b. Pencernaan Lumpur

Zat organik dalam lumpur dan busa diuraikan oleh bakteri anaerob menjadi asam asam volatile yang kemudian sebagian besar diubah menjadi air, CO2 dan CH4. Pembentukan gas-gas pada lapisan lumpur mengakibatkan pembentukkan flok.

Kinerja tangki septik tergantung dari waktu detensi dan faktor lain yang mempengaruhi seperrti jenis air buangan yang diolah, kandungan bahan organik dalam air limbah dan lain-lain.

Walaupun sering kali digunakan tangki dengan satu ruangan terutama untuk kapasitas kecil karena kadar zat padat didalam efluent jauh lebih rendah. Pada tangki dengan dua ruang, ruang pertama menjadi tempat berlangsungnya pengendapan, pencernaan dan penampungan lumpur yang terbentuk sehingga mencegah keluarnya lumpur dan zat-zat lain terbawa dalam aliran dari kompartemen bersama dengan tangki septik.

Penempatan Buffle di dalam tangki juga dapat dilakukan untuk meningkatkan pengendapan solid dan mencegah keluarnya scum bersama efluent tangki septik.

B.Biofilter

Penyaringan secara biologis (biofilter) adalah suatu pengolahan standar untuk air buangan yaitu dengan menggunakan pertumbuhan mikrobiologis dalam filter.

Mikroorganisme mengkomsumsi bahan organik yang ada dalam air dan menjadikan air stabil dalam hal biologi, potensial untuk pertumbuhan atau pertumbuhan kembali dari mikroorganisme berkurang dalam air diakhiri (trihamethan dan lainnya). Pengurangan potensial untuk senyawa tersebut bila chlorine dipakai dalam pengolahan akhir. Penyaringan secara biologis juga dipakai untuk menghilangkan nitrit atau nitrat. Ammonia dalam air menyebabkan biologikal tidak stabil dalam air, menimbulkan pertumbuhan mikroba dalam sistem distribusi air. C. Filter Anaerob Aliran Keatas

Konsep filter anaerob dibentuk dari kolom filter vertikal berisi materi inert yang berfungsi sebagai permukaan penahan tetap untuk peletakan lapisan mikroorganisme, media padat yang dipergunakan dapat berupa batu kerikil ataupun plastik.

Prinsip pengoperasian filter anaerob adalah melewatkan air buangan dengan kecepatan rendah melalui kolom berisi materi terkemas yang akan menjadi bidang lekat mikroorganisme. Air buangan mengalir dari bawah keatas dalam kolom melewati rongga diantara media, dan berkontak dengan lapisan biologi berupa bakteri anaerob yang tumbuh dan tertahan pada permukaan media padat dan pada rongga rongga tersebut. Filter anaerob dioperasikan dengan aliran vertikal ke atas untuk menjamin perendaman media didalam air buangan yang memasukinya, sehingga diperoleh kondisi anaerob.

Karena bakteri tertahan pada media dan tidak terlepas pada effluent maka jumlah bio massa dalam sistem menjadi sangat besar dan dapat diperoleh umur lumpur yang panjang. Walaupun waktu detensi hidrolis yang ditetapkan pendek, dengan demikian filter anaerob dapat digunakan untuk mengolah air buangan kekuatan lemah pada temperatur bebas.

Mekanisme penahanan mikroorganisme ini dapat menghasilkan umur lumpur 100 hari. Jumlah bio massa dalam sistem juga merupakan fungsi diameter media penahan. Biasanya digunakan media batuan dengan diameter 3-6 cm tetapi penggunaan partikel yang lebih kecil dapat meningkatkan jumlah bio massa dalam sistem. Untuk kapasitas filter 0,05 m3/or/hr, spesifikasi agregat yang memuaskan adalah 3-6 mm untuk filter ini efektif dan praktis digunakan sebagai metoda pengolahan lanjutan untuk enfuent tangki septik.

Penguraian bahan organik secara anaerob dengan efisiensi lebih besar dari pada proses anaerob biasa. Menurut Kennedy mekanisme penyisihan ini terutama adalah adsobsi, filtrasi dan oksidasi.

Kinerja filter anaerob tergantung pada waktu detensi hidrolis dan tingkat pembebanan organik velumetrik. Menurut Centelo (1974) pada kondisi tropis pembebanan sebesar 0,56 kg BOD/m3.hr menghasilkan efesiensi > 50 % sedangkan dengan pembebanan 0,212 kg BOD/m3. hr efisiensinya 60 %.

Keuntungan menggunakan filter anaerob aliran keatas dibandingkan dengan pengolahan sekunder lainnya adalah ;

Sangat sesuai untuk pengolahan air buangan terlarut

Tidak memerlukan resirkulasi karena massa organisme tinggi dalam filter memungkinkan pengolahan air buangan berkekuatan lemah pada suhu udara bebas sehingga tidak diperlukan pemanasan.

Volume lumpur yang dihasilkan kecil.

Kekurangan sistem ini adalah :

Sebaiknya filter anaerob hanya digunakan untuk mengolah buangan terlarut sebab bila digunakan untuk mengolah buangan yang mengandung suspended solid dapat tejadi pemampatan.

Distribusi aliran menjadi masalah bila konsentrasi bio massa meningkat sampai mencapai titik yang menyebabkan terbentuknya saluran-saluran dalam sistem. Kondisi ini menyebabkan waktu pembersihan filter menjadi pendek.

Belum diperoleh teknik yang tepat dalam pembersihan media.

B. Up Flow Filter

Merupakan pengembangan dari model tangki septik dimana pada unit pengolahan pertama terjadi proses pemisahan lumpur/sedimentasi dengan metode up flow dengan memanfaatkan laju aliran. Selanjutnya dilakukan pengolahan filtrasi aliran ke atas.

Gambar 4.4. Biofilter Untuk Lahan Tipe C dan D

Gambar 4.5. Up Flow Filter Untuk Lahan Tipe C dan DUntuk up flow sistem individual seperti di atas dapat dikembangkan pada satu keluarga yang mempunyai jumlah anggota keluarga 5-6 orang. Unit pengolahan memiliki panjang efektif 2 m meter, lebar 1 m serta kedalaman efektif 1,25 m. Selain model di atas dapat pula dilakukan modifikasi model sistem up flow sistem tabung. Bahan bahan yang digunakan dapat digunakan bahan-bahan yang ada di lokasi setempat seperti kayu, pipa PVC atau beton. Begitu pula dengan media yang digunakan selain arang batok dapat juga digunakan batu apung, kerikil, bola plastik, atau botol plastik bekas.

B.Efisiensi Pengolahan

Berikut ini adalah rata-rata efisiensi pengolahan yang didapat dari hasil pemantauan untuk model sejenis di berbagai lokasi untuk parameter BOD, COD dan TSS di berbagai lokasi untuk model yang digunakan diatas 300 hari.

Tabel 4.3 Rata-Rata Efesiensi Pengolahan

BODCODTSS

Oullet BP209,25715,75253

Outlet Filter132,75444204,75

Efisiensi37%38%19%

Sumber : Hasil Analisa Konsultan

Pengolahan Air Limbah Sistem Komunal

Pengolahan air limbah sistem komunal adalah pengolahan air limbah untuk melayani lebih dari satu unit rumah (melayani 4 10 KK) di daerah pasang surut. Pada dasarnya sistem pengolahan air limbah sama dengan sistem individu, hanya saja sistem terletak di luar rumah yang mendapat limbah dari masing-masing rumah melalui sistem perpipaan.

Berdasarkan permukiman dan tipologi pasang surut maka model pengolahan yang akan dikembangkan terdiri dari:

1. Model Untuk Lahan Pasang Surut Tipe A

Jenis rumah pada permukiman di lahan pasang surut tipe A adalah rumah panggung dengan ketinggian rata-rata 3-5 meter dasar tanah yang selalu terluapi baik saat pasang maksimum dan minimum. Letak rumah pada umumnya lebih ke tengah laut sehingga sulit terjangkau oleh mobil truk penyedot lumpur tinja.

Air limbah dari closet dialirkan melalui pipa diameter 4 inc ke Unit pengolahan limbah yang terletak di bawah rumah panggung. Mengingat kondisi lahan yang senantiasa terluapi pada saat air laut pasang maksimum dan minimum, maka titik inlet dan outlet diletakkan di atas level muka air pasang maksimum. Pada umumnya letak rumah sulit terjangkau oleh mobil truk penyedot lumpur tinja, maka pada bak pengendap lumpur unit pengolahan limbah dilengkapi dengan pipa penguras yang dapat difungsikan secara periodik. Sedangkan untuk lokasi IPAL yang terjangkau oleh mobil truk penyedot tinja, pengurasan lumpur dilakukan secara periodik oleh truk penyedot lumpur tinja. Teknologi pengolahan yang digunakan antara lain : biofilter atau up flow filter.

2. Model Untuk Lahan Pasang Surut Tipe B

Jenis rumah pada permukiman di lahan pasang surut tipe B adalah rumah panggung dengan ketinggian rata-rata 2-3 meter dari dasar tanah yang hanya terluapi pada saat pasang maksimum. Selain rumah panggung, pada daerah tertentu dapat berupa permukiman rumah non panggung yang terluapi (tergenang) pada saat air pasang maksimum. Letak rumah lebih dekat ke pantai sehingga relatif dapat terjangkau oleh mobil truk penyedot lumpur tinja. Teknologi pengolahan yang digunakan antara lain : biofilter atau up flow filter. Unit pengolahan limbah terletak di bawah rumah panggung dimana air limbah dari closed dialirkan ke IPAL secara gravitasi.

Gambar 4.6. Denah dan Persepektif Jaringan Pipa Sistem Komunal

3. Model Untuk Lahan Pasang Surut Tipe C dan D

Permukiman pada lahan pasang surut tipe C dan D terletak di darat, namun air tanahnya relatif dangkal yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Dengan demikian pengolahan sistem individu yang digunakan adalah tangki septik tanpa bidang rembesan, dimana effluent hasil pengolahan dialirkan ke badan air. Teknologi pengolahan yang digunakan antara lain : biofilter atau up flow filter.

Kriteria Perencanaan

a. Kriteria umum

Tiap unit IPAL melayani 4 10 KK

Kepada penduduk antara 100 300 jiwa/Ha

Lokasi perumahan berdekatan (memungkinkan jalur pipa efektif dan efisien)

Tersedia lokasi IPAL

Harga terjangkau

Dapat digunakan

Operasional tidak rumit

Pemeliharaan sederhana

Menggunakan bahan lokal (mudah didapat)

b. Kriteria Teknis

1. Tangki Septik (Bak Pengendap Lumpur)

Waktu detensi : 2 3 hari

Efisiensi pengolahan 40 -60 %

Volume lumpur 30 lt/or/hr

Waktu pengurasan lumpur 1-2 th

Air yang diolah dari WC

2. Biofilter

Media = Kerikil, antrasit

3. Filter anaerob aliran ke atas

Media filter = Kerikil, antrasit diameter 3-6 cm

Waktu kontak filter 6 jam

Hasil efluent dari filter dibuang ke badan air

c. Kriteria Lokasi IPAL dan Perpipaan

IPAL terletak diluar rumah

Jalur perpipaan menuju IPAL efektif dan dapat mengalirkan air limbah saat menuju IPAL

Kemiringan pipa persil dan pipa service minimal 2%.

Menggunakan pipa PVC dengan ketentuan diameter:

Untuk jalur pipa dibawah rumah panggung menggunakan penumpu dengan ketentuan: NoJenis PipaDiameterKemiringanJarak penumpu

1Persil4 incMinimal 2% 0,75 m

2Service6 incMinimal 2%1 m

Kriteria Perencanaan

Dimensi model pengolahan air limbah komunal disesuaikan dengan banyaknya penghuni yang dilayani. Untuk mendapatkan dimensi model dapat dilakukan dengan pehitungan berikut:

Contoh :

Jumlah jiwa yang dilayani 24 orang

Debit air limbah limbah yang dihasilkan = 10 l/orang/hari

Debit limbah yang diolah = 24 org x 10 lt/org/hr = 240 lt/hr

Waktu tinggal 2 hari

Maka kapasitas limbah yang ditampung = 2 hari x 240 liter/hari= 480 liter

Lumpur yang dihasilkan orang/tahun diasumsikan 30 lt/org/tahun sehingga total produksi lumpur menjadi = 24 orang x 30 lt/org/th =720 liter.

Total volume tangki pengendap menjadi jumlah air limbah yang akan diolah ditambah produksi lumpur/tahun adalah = 480 + 720 = 1200 liter

Waktu kontak filter direncanakan 6 jam, maka kapasitas air yang masuk adalah 0,06 m3.

Diameter kerikil yang digunakan berkisar antara 2-6 cm.

Volume filter yang digunakan 250 liter

4.1.1 Pengolahan Air Limbah Sistem Perpipaan

Sistem yang digunakan pada hampir sama dengan sistem di darat. Hanya saja penempatan pipa penyaluran air limbah (sewerage) tidak ditanam ditanah (untuk rumah panggung) tetapi diletakkan di bawah rumah atau dibawah jembatan.

Lokasi pengolahan limbah umumnya ditempatkan didarat dan sistem pengaliran ke Instalasi pengolahan (IPAL) menggunakan pompa.

4.1.1.1 Sistem Penyaluran

Berdasarkan hirakinya, jaringan perpipaan saluran air limbah terpusat (sewerage) daerah pasang surut terdiri dari:

a. Pipa Persil

Pipa persil yaitu pipa saluran yang umumnya terletak di dalam bawah rumah panggung (untuk kawasan pasang surut tipe A dan B) dan di pekarangan rumah ( untuk Kawasan pasang surut tipe C dan D) dan langsung menerima air limbah dari rumah, kemudian dialirkan ke pipa service. Diameter pipa ini minimal 4 Inch (100 mm) dengan kemiringan saluran minimum 2 %. Untuk perumahan kawasan pasang surut tipe A dan B menggunakan menggunakan penguat berupa penumpu atau penggantung pada setiap jarak 0,75 meter.

b. Pipa Service

Pipa service yaitu pipa saluran yang menampung air limbah dari pipa - pipa persil. Pipa service biasanya menggunakan PVC dengan ukuran diameter 150 mm sampai 200. Untuk kawasan pasang surut tipe A dan B biasanya terletak di bawah jembatan (jalan papan) atau dibelakang rumah dengan menggunakan penumpu setiap jarak 1 meter.c. Pipa Lateral

Pipa Lateral yaitu pipa saluran yang menerima air limbah dari pipa pipa service. Pipa lateral umumnya mengikuti jalur jalan lingkungan terletak memanjang di sepanjang daerah perumahan kawasan pasang surut dengan diameter minimum 200 mm. Untuk kawasan pasang surut tipe A dan B terletak dibawah jalan lingkungan yang umunya terbuat dari papan. d.Pipa cabang

Pipa penyalur air limbah yang menampung air limbah dari pipa-pipa lateral dan selanjutnya dialirkan ke pipa induk. Umumnya digunakan pipa dengan bentuk penampang bulat lingkaran.

e.Pipa Induk

Pipa saluran yang menerima air limbah dari pipa-pipa cabang dan mengalirkannya kelokasi IPAL (STP).

Gambar 4.7. Penempatan Pipa Sistem Perpipaan dan Komunal

Gambar 4.8. Model Pemasangan Pipa di Daerah Pasang Surut

Gambar 4.9. Model Penyambungan Closet

Gambar 4.10. Isometrik dan Detail perlengkapan Sambungan Rumah

Debit Air Limbah Dalam Saluran

Dalam menentukan debit air limbah suatu daerah ada beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain :

1. Sumber atau asal air limbah

2. Besarnya pemakaian kebutuhan air bersih

Dimensi saluran ditentukan oleh debit pada kondisi puncak dan kondisi pada saat debit minimum.

Rumus umum yang dapat digunakan untuk menentukan debit saluran masing masing jenis pipa adalah:

a. Pipa Persil

QPP = 5 P x 0,5 Qmd

dimana :

P = Jumlah Penduduk dalam ribuan Jiwa

Qmd = Debit satuan rata - rata maximum ( 1,1 - 1.3 )

Qr = Debit satuan rata - rata dalam (l/dt) untuk 1000 Jiwa.

b. Pipa Service

QPS = 1/2 n Qpp

dimana :

n = Jumlah Rumah yang dilayani

Qpp = Debit air pada pipa persil

c. Pipa lateral

Qpl = (4 m x )/ 2 m x + x + 1 ) ( Qpsr )

dimana :

m =Jumlah Jalur pipa service

X=Perbandingan antara populasi yang dilayani dengan populasi rata - rata pada jalur pipa service.

Qpsr=Debit Puncak rata - rata pada 1 jalur pipa service

d. Pipa Cabang / Pipa Induk1. Dari Proyek BUDP ( Bandung)

Qp = 5 P 0.8 Qmd + Cr. P .qr + 1/1000 q Inf

dimana :

P= Jumlah Penduduk dalam ribuan

Qmd = Debit Satuan Maximum

qr= Debit satuan rata - rata

Cr= Koefisien rata - rata ( 0.1 - 0.3 )

L= Panjang Pipa

q Inf= Debit Infiltrasi

2. Babbit

Qp = (5 qr/ P0,2 ) + q inf.

dimana :

Qp =Q Peak

qr =Debit Satuan Rata - rata

P =Populasi

e. Kecepatan Aliran

Untuk menjaga agar air limbah dapat mengalir dengan baik maka kecepatan air tersebut perlu di perhatikan dan menurut pengalaman yang biasa dilakukan di lapangan maka kecepatan tersebut harus memenuhi kriteria sebagai berikut :

1. Kecepatan aliran di dalam saluran harus cukup untuk mencegah terjadinya endapan. Dan kecepatan minimum untuk self cleansing adalah 60 cm/dt.

2. Kecepatan aliran maksimum tidak boleh melebihi 300 cm/dt untuk mencegah tejadinya pengikisan didalam saluran.

3. Untuk menghitung kecepatan aliran didalam saluran air limbah digunakan formula manning yaitu :

V = 1/n .R2/3. S 1/2 ( m/dtk)

Dimana :

V = Kecepatan aliran ( m/dt)

N= Koefisien kekasaran Manning

R= Jari - jari hidrolis ,(m)

S= Kemiringan saluran

Harga koefisien ini berbeda beda tergantung dari jenis saluran.

Pada tabel 4.8 dibawah ini dapat ditunjukkan harga n untuk masing - masing jenis saluran yang berlainan.

Tabel 4.4 Koefisien kekasaran manning

NoJenis SaluranKoefisien Kekasaran (n)

1.Pipa Besi Tanpa Lapisan0,012 0,015

2.Pipa Beton 0,012 0,016

4.Pipa Baja Spiral & Pipa Kelingan0,013 0,017

5.Pipa PVC 0,015 0,002

Sumber : " Design " , Elwyn E. Selye, John Wiley and Son Inc. Edisi ke 3.

f. Dimensi saluran Air Limbah

Untuk menghitung dimensi saluran air limbah digunakan formula Manning yaitu sebagai berikut :

Q = V . A = A . 1/n R 2/3 . S 1/2Dimana :

Q= Debit air limbah ( m3/dt)

A= Luas Potongan melintang dalam m2V= Kecepatan Aliran (m/dt)

g. Kemiringan Saluran Air LimbahKemiringan saluran harus direncanakan sedemikian rupa sehingga kecepatan alirannya tidak kurang dari kecepatan minimum yang diperbolehkan. Kemiringan ini juga tergantung dari diameter pipa saluran. Kemiringan minimum untuk saluran air limbah dapat dilihat pada tabel 4.9 dibawah ini.

Tabel 4.5 Kemiringan Minimum Untuk saluran Air Limbah

Diameter Pipa Sloope

8 Inch

10 Inch

12 Inch

15 Inch

18 Inch

21 Inch

24 Inch

27 Inch0.004

0.003

0.0022

0.0015

0.0012

0.0010

0.0009

0.0008

Sumber : Water Population Control Federation (WPCF)

Bangunan Pelengkap

Bangunan dan peralatan pelengkap yang diperkirakan dipasang pada saluran air limbah terpusat di daerah pasang surut antara lain :

Manhole

Drop Manhole

Bangunan Penggelontor/Terminal Clean Out

Stasiun Pompa dan Pompa Air Limbaha. Manhole ( Sumur Pemeriksa )

Fungsi dari manhole adalah untuk mengadakan pemeriksaan, pembersihan, pemeliharaan dan perbaikan pada saluran air limbah bila ada penyumbatan serta mempertemukan beberapa cabang saluran, baik yang mempunyai ketinggian sama maupun yang tidak sama. Persyaratan sumuran pemeriksa adalah sebagai berikut :

Dinding dan pondasi kedap air

Cukup kuat dari gaya-gaya dari luar

Cukup luas agar petugas dapat masuk kedalam manhole

Terbuat dari beton atau pasangan batu bata dan batu kali. Jika ( pipa besar dan kedalaman ( 2,50 meter digunakan beton bertulang.

Bagian atas manhole ditutup dengan rangka penutup yang kuat menahan beban.

Lubang pemeriksa ( Manhole ) ditempatkan pada lokasi :

1. Pada jalur saluran yang lurus, dengan jarak tertentu tergantung diameter saluran.

2.Pada setiap perubahan kemiringan saluran, perubahan diameter, dan perubahan arah aliran, baik vertikal maupun horizontal.

3. Pada lokasi sambungan, persilangan atau percabangan (intersection) dengan pipa atau bangunan lain.

Tabel 4.6 Jarak Antara Manhole (Sumuran Pemeriksa)

Diameter

(mm)Jarak antar Manhole

(m)

2050 - 100

50100 - 125

100125 - 150

200150 - 200

Sumber ; Materi Training untuk Proyek Sektor Air limbah, PLP, PU-CK

Pada umumnya bentuk manhole adalah empat persegi panjang, kubus atau bulat dimensi dalam secara horizontal harus mencukupi untuk melakukan pemeriksaan dan operasi pembersihan tanpa kesulitan dan cukup membuka dengan mudah ke dalam saluran. Minimum dimensi yang dibutuhkan tergantung dari bagaimana kedalaman atau dangkalnya manhole.

b. Drop Manhole

Digunakan jika pertemuan cabang saluran air limbah tidak sama (elevasi pipa inlet lebih tinggi dari elevasi saluran outlet) 60 cm atau lebih. Tujuannya adalah untuk melindungi orang yang sustu waktu masuk ke dalam manhole serta untuk menghindari spashing/turbulensi menceburnya aliran air limbah. Tekanan yang menyebabkan menceburnya air limbah dapat merusak dinding dan dasar drop manhole, juga lepasnya H2S.

c. Bangunan Penggelontor

Fungsi bangunan penggelontor :

a.Untuk mencegah agar kotoran-kotoran tidak mengendap dalam saluran.

b.Untuk mencegah pembusukan endapan-endapan padat yang terdapat dalam saluran.

c.Untuk menjaga agar air limbah dalam saluran selalu mencapai ketinggian berenang.

Penggelontor ditempatkan pada lokasi-lokasi :

a.Pada pipa-pipa utama (misal pipa lateral, cabang, induk) dimana akibat kemiringan saluran yang kecil menyebabkan kecepatan air limbah berkurang

b.Pada pipa-pipa pada daerah pelayanan yang menerima air limbah dalam jumlah yang relatif kecil.

c.Pada manhole yang terdapat pada bagian-bagian permulaan dari sistem perpipaan.

Penggelontoran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :

1.Kontinyu

Yaitu pengelontoran yang dilakukan secara terus menerus, sehingga debit penggelontoran harus diperhitungkan dengan debit yang ada

2. Periodik

Penggelontoran yang tidak terus menerus sehingga tidak diperhitungkan.

Rumus umum penggelontoran adalah:

Qg= Vw ( Ag - A Min )

Dimana :

Qg = Debit Air Penggelontoran ( m3/dt)

VW= Kecepatan Gelombang ( m/dt)

Ag= Luas saluran pada saat penggelontoran ( m2)

A min= Luas Saluran pada saat aliran/debit minimum (m2)

Ag dg - A Min d min

VW = V Min + A min (1 - A min /Ag)

Dimana :

V Min =Kecepatan air pada debit minimum ( m/dt)

dg=Jarak kedalaman titik berat air dari permukaan air pada saat penggelontoran

d min=Jarak kedalaman titik berat air dari permukaan air pada debit Minimum.

Bangunan Penggelontor, ditempatkan pada titik titik yang memerlukan penggelontoran.

Dalam menentukan perlu tidaknya penggelontoran saluran, lebih dahulu dilakukan perhitungan kedalaman aliran minimum. Langkah perhitungannya adalah sebagai berikut :

Menghitung kedalaman air minimum berdasarkan dm /D pada nomograph. Jika kedalaman air minimum ini kurang dari 5 cm, maka saluran perlu digelontor.

Menghitung kecepatan minimum pada saat debit minimum. Jika kecepatan minimum kurang dari 0,6 meter/detik, maka saluran perlu digelontor.

Menghitung sudut m (lihat gambar) pada saat debit minimum dengan rumus :

m=Arc. Cos (1 2dm / D)

Menghitung luas penampang basah pada saat Q minimum (Am) dengan rumus :

Am=( ( 2 m / 360 . ( D/4 (D/2 dm) (D/2 sin m) )

Menghitung keliling basah pada saat debit minimum (pm) dengan rumus :

Pm=2 m / 360 ( D

Menghitung jari-jari hidrolis pada saat minimum (Rm) dengan rumus:

Rm=Am / Pm

Menghitung jari-jari hidrolis pada saat aliran penuh (Rf) dengan rumus:

Rf=D / 4

Menghitung =Rm / Rf

Dengan kemiringan yang terpilih, dilakukan perhitungan kecepatan aliran pada kondisi aliran puncak dengan menggunakan rumus Manning. Kecepatan tersebut harus berada dalam batasan kecepatan, yaitu antara 0,9 meter/ detik 3 meter / detik.

Menghitung dg / D dengan kedalaman gelontor sama dengan 10 cm.

Menghitung g, luas penampang basah gelontor (Ag) dan keliling basah gelontor (Pg) dengan cara yang sama seperti pada saat menghitung m, Am, Pm.

Menghitung volume, kecepatan dan debit penggelontoran.

Sistem Pengolahan Air Limbah

Tujuan pengolahan limbah cair adalah untuk menurunkan kadar zat pencemar yang terkandung dalam air limbah sampai memenuhi persyaratan effluent yang berlaku. Dan perlu diketahui bahwa proses pengolahan limbah dalam bentuk apapun tidak mungkin akan dapat menghilangkan sama sekali kadar zat pencemar, melainkan hanya dapat menurunkan sampai batas - batas yang diperkenankan oleh peraturan - peraturan yang berlaku.

Dalam pengolahan air limbah ada tiga permasalahan yang perlu diperhatikan yaitu, karakteristik air limbah, kemampuan dari badan air penerima dan peraturan - peraturan pembuangan air limbah yang berlaku terhadap badan air penerima.

Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum ada tiga metoda pengolahan, yaitu :

1.Pengolahan secara fisika

2.Pengolahan secara kimia

3.Pengolahan secara biologi

Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metoda pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi. Pengolahan secara fisika seperti skrining, filtrasi, pengendapan dan flotasi dapat merupakan proses pendahuluan untuk menyisihkan bahan tersuspensi atau melayang dari dalam air buangan,sedangkan proses adsorbsi dan osmosa merupakan proses pengolahan sekunder tertier. Pengolahan secara kimia memerlukan penambahan bahan kimia agar terjadi reaksi kimia untuk menyisihkan bahan polutan. Hasil akhir proses pengolahan biasanya merupakan endapan yang kemudian dipisahkan secara fisika (pengendapan atau filtrasi). Pengolahan secara biologi memanfaatkan mikroorganisme yang berada di dalam air untuk menguraikan bahan-bahan polutan. Hasil akhir proses pengolahan biasanya merupakan endapan yang kemudian dipisahkan secara fisika (pengendapan atau filtrasi).

Kriteria Penentuan Sistem Pengolahan Air Limbah

Kriteria yang harus dipenuhi untuk menentukan sistem pengelolaan air limbah adalah :

1.Aspek Teknis

a. Segi Konstruksi, yang berhubungan dengan teknis pelaksanaan, adanya tenaga ahli, pengadaan bahan dalam konstruksi dan penggunaan sumberdaya setempat serta hal-hal lain yang berkaitan.

b. Segi Operasional dan Pemeliharaan, yang menyangkut tersedianya tenaga ahli, peralatan dan bahan untuk menunjang pengoperasian dan pemeliharaan instalasi agar efektif.

2. Aspek Ekonomis

Berhubungan dengan masalah biaya untuk konstruksi, operasional dan pemeliharaan instalasi bangunan air limbah yang disesuaikan dengan kemampuan keuangan masyarakat dan pemerintah daerah setempat.

3. Aspek Lingkungan

Berhubungan dengan kemungkinan adanya gangguan pada masyarakat sekitar atau gangguan pada keadaan alamiah pada tempat pelimpahan air limbah dan berhubungan dengan nilai produktivitas tanah tempat lokasi instalasi.

4. Efisiensi Pengolahan

Agar pengolahan air limbah menghasilkan effluent yang dapat memenuhi standard yang ditentukan, dan air limbah itu dapat dbuang ke badan air penerima atau dimanfaatkan kembali.

Instalasi Pengolahan Limbah

Dalam perencanaan ini, teknologi unit pengolahan air limbah yang digunakan terdiri dari tingkatan sebagai berikut :

a.Pengolahan Pendahuluan (Pre Treatment)

Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan berupa pengambilan benda terapung, bnda yang mengendap seperti pasir, mensortir kerikil, lumpur, menghilangkan padatan.

b.Pengolahan Pertama (Primary Treatment)

Pada tahap ini bertujuan untuk menghilangkan zat padat tercampur, melalui proses pengendapan atau pengapungan. Tujuan dari pengolahan pendahuluan adalah untuk memisahkan benda-benda kasar dan partikel tersuspensi secara gravitasi.

c.Pengolahan Kedua (Secondary Treatment)

Proses kedua umumnya mencakup proses biologis untuk mengurangi bahan-bahan organik melalui memanfaatkan aktivitas mikroorganisme yang ada didalamnya untuk mengurangi bahan-bahan polutan tersebut.

1.Unit pengolahan Fisika

Pengolahan fisika merupakan pengolahan yang didasarkan atas fenomena-fenomena fisika zat pencemar tanpa mengubah sifat dari zat itu sendiri.

a.Saluran Pembawa

Merupakan saluran yang membawa air limbah dari sistem penyaluran air limbah menuju bangunan pengolahan.

b.Grit Chamber

Merupakan pemisahan pasir kasar dan biasanya dilengkapi dengan baik ekualisasi aliran air limbah (Parshall Flume).Tabel 4.7 Kriteria Desain Grit Chamber (Tipe Aliran Horisontal)

ParameterSimbolBesaranSatuan

Waktu Detensitd(45 90)Second

Kecepatan Horisontalvh(0.8 1.3)ft/s

Diameter Partikelvp> 0.21Mm

Kecepatan Pengendapanvs(3.2 4.2)Ft/min

Headloss bagian kontrol sebagai persentase kedalaman saluran (30 40)%

Turbulensi inlet dan outlet(2 Dm-0.5L)

Keterangan :

Dm: Kedalaman maksimum Grit Chamber

L: Panjang Teoritis Grit Chamber

Catatan : ft/s x 0.3048 = m/s dan ft/min x 0.3048 = m/min

c.Bak Pengendap (Prasedimentasi)

Berfungsi untuk mengendapkan partikel diskrit yaitu proses pengendapan partikel berlangsung semata-mata akibat pengaruh gaya partikel atau berat sendiri partikel. Pengendapan akan berlangsung sempurna apabila aliran dalam keadaan tenang (aliran laminer)

d.Tangki Ekualisasi

Berfungsi sebagai bak pengumpul sementara dari air limbah tiap proses produksi dan mengurangi adanya beban kejut (shock loading) pada proses selanjutnya (Metcalf & Eddy, 1991)

Keuntungan adanya bak ekualisasi adalah :

Menyeragamkan kualitas effluen yang berbeda-beda.

Meningkatkan kinerja unit biologis karena shock loading dapat diturunkan

Pada pengolahan kimia dapat meningkatkan kontrol pada pemberian bahan kimia sehingga dosis optimum dapat seragam.Tabel 4.8 Kriteria Desain Bak Ekualisasi

ParameterSatuanBesaranReferensi

Waktu Detensi jam2-4Metcalf & Eddy, 1991

Kedalaman Bak Minimumm1,5-2Metcalf & Eddy, 1991

Mixing AeratorKw/m30,004-0,008Metcalf & Eddy, 1991

Free BoardFeet3Syed R Qasim, 1994

Kec aliran pipa effluenM/detik0,6-3Syed R Qasim, 1994

Penyisihan BOD5%34Syed R Qasim, 1994

Penyisihan COD%40Syed R Qasim, 1994

Penyisihan SS%60Syed R Qasim, 1994

2.Unit Pengolahan Biologis

Semua air limbah yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang pengolahan yang paling murah dan efisien. Proses secara biologis tersebut dapat dilakukan pada kondisi aerobik (dengan udara), kondisi anaerobic (tanpa udara) atau kombinasi anerobik dan aerobik. Proses biologis aerobik biasanya digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang tidak terlalu besar, sedangkan proses biologis anaerobic digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang sangat tinggi.

Dalam perencanaan ini proses pengolahan dilakukan secara aerobik, karena nilai BOD untuk keempat lokasi perencanaan tidak dianggap tidak terlalu tinggi. Alternatif sistem pengolahan disusun dengan mengkombinasikan unit pengolahan fisis dan biologis yang sesuai, sehingga tujuan pengolahan dapat dicapai. Alternatif Sistem Yang Digunakan Dalam Pengolahan Biologi adalah sebagai berikut :

a.Stabilization Ponds

Merupakan kolam yang menguraikan senyawa organik dengan proses biologis (anaerobik dan aerobik) tanpa bahan kimia dan penambahan oksigen. Kolam terdiri dari bak terbuka yang cukup luas dengan dinding dari tanah atau pasangan batu dan terbagi atas 3tipe kolam yaitu :

Kolam anaerobik

Kolam fakultatif

Kolam aerobik

Keuntungan stabilization ponds adalah biaya pembangunan unit termasuk murah dan mudah dalam pengoperasian dan pemliharaannya, fleksibel terhadap variasi pembebanan organik, fleksibel terhadap pemutusan atau tidak kontinu operasional. Kelemahannya adalah memerlukan lahan yang luas, adanya gangguan ganggang dan menyebarnya bau karena konstruksinya terbuka.

Gambar 4.11. Diagram Alir Stabilization Ponds

Tabel 4.9 Kriteria Desain Stabilization Ponds

Catatan : Acre x 0.4047 = ha; ft x 0.3048 = m dan lb/acre. Hari x 1.1209 = kg/ha.hari

b.Trickling Filter

Merupakan unit pengolahan yang memanfaatkan mikroorganisme aerobik untuk meredukisi kandungan organik dengan melewatkan air limbah ke media filter seperti batu atau plastik. Kondisi aerobik yang diharapkan dilakukan dengan menggunakan media filter tidak terendam selamanya sehingga masih memungkinkan terjadinya sirkulasi udara antara media filter. Permukaan media filter akan menjadi lendir (slime)yang menandakan tumbuhnya mikroorganisme.

Lapisan itu akan terus bertambah hingga ketebalan tertentu saat lapisan lendir terdalam akan mengalami kondisi anaerobik karena tidak mendapatkan udara akibat tertutup lapisan luarnya. Lapisan itu mendapatkan udara akibat tertutup lapisan seluruhnya dari permukaan media filter. Selanjutnya akan tumbuh lapisan lendir baru pada permukaan media filter, dan akan terjadi berulang-ulang.

Lapisan lendir yang terkelupas akan masuk kedalam bak pengendap II bersama-sama dengan air limbah untuk diendapkan sebagai lumpur endapan, sedangkan air limbahnya diresirkulasi ke filter dan sebagian lagi akan didesinfeksi untuk dibuang. Efisiensi pengolahan dengan Trikcling filter sekitar 85%, sehingga masih diperlukan bak pengendap II untuk mengurangi beban pengolahan / beban organik.

Keuntungan alternatif trickling filter ini adalah :

Tidak memerlukan energi untuk aerator

Tahan terhadap beban (shock loading)

Fleksibel terhadap pemutusan operasional

Kelemahan sistem ini adalah :

Efisiensi pengolahan yang kecil

Ada kemungkinan timbulnya bau

Konstruksinya sulit

Tabel 4.10 Kriteria Perencanaan Trickling Filter

Gambar 4.12. Diagram Alir Proses Trickling Filter

c.Activated Sludge

Merupakan pengolahan air limbah yang menggunakan lumpur yang diaktifkan dengan memasukkan oksigen secara mekanis atau difusi udara melalui aerator/reaktor. Zat organik dalam air limbah diuraikan oleh mikroorganisme dan dirubah bentuknya menjadi flok sebagai bahan pembentuk pertumbuhan sel dan sumber energi. Aktived Sludge dilengkapi dengan saringan penangkap pasir, bak pengendap pertama dan kedua, serta bak khlorinasi untuk membunuh bakteri pathogen.

Keunggulan lumpur aktif adalah dapat mengolah air limbah dengan beban BOD yang cukup besar, sehingga tidak memerlukan tempat yang luas. Proses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dalam jumlah yang besar. Sedangkan kelemahannya adalah kemungkinan akan terjadi bulking pada lumpur aktifnya, terjadi buih, serta lumpur yang dihasilkan cukup besar. Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam merencanakan lumpur aktif adalah:

Beban yang direncanakan

Pemilihan jenis reaktor

Lumpur yang dihasilkan

Oksigen yang dibutuhkan

Kebutuhan nutrien

Lingkungan yang dibutuhkan

Pemisahan cairan-padatan

Karakteristik effluen

Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut diatas, dapat dilakukan modifikasi proses yang disesuaikan dengan kebutuhan yakni proses lumpur aktif yang digunakan adalah proses lumpur aktif standar.

d.Proses Lumpur Aktif Standar

Proses lumpur aktif standar terdiri dari tanki aerasi, secondary calrifier, dan sludge recycle line. Lumpur yang dibuang berasal dari recycle atau mixed liquor line. Model aliran adalah plug flow dengan cellular recycle. Air buangan yang telah diendapkan dan lumpur yang direcycle dicampur dengan menggunakan cara diffusi atau aerasi mekanis, dan campuran tersebut turun kedalam tangki secara tetap. Selama periode tersebut terjadi adsorpsi, flokulasi, dan oksidasi bahan-bahan organik. Mixed liquor akan mengendapkan di tangki pengendapan, dan lumpur yang dikembalikan ke dalam air buangan berkisar antara 25% - 50% aliran buangan rata-rata.Gambar 4.13. Diagram Proses Activated Sludge

Keuntungan alternatif ini adalah :

Efisiensi pengolahan cukup tinggi, yaitu 85% - 95%, karena hanya bergantung pada umur lumpur dan oksigen dalam reaktor.

Tidak menimbulkan bau

Areal tidak memerlukan areal yang luas

Tidak ada gangguan serangga/lalat

Kelemahannya adalah :

Operasinya memerlukan tenaga ahli khusus

Biaya operasi mahal

Tidak fleksibel terhadap variasi pmbebanan hidrolik dan organik

Tidak fleksibel terhadap terputusnya operasional.

Activated Sludge dalam pengembangannya mengalami modifikasi sehingga menjadi suatu unit pengolahan yang dapat diandalkan.

Tabel 4.11 Kriteria Desain Proses Aktivated Sludge

Keterangan :

MLSSS= Mixed-Liqour Suspended Solid

MLVSS= Mixed-Liqour Very Suspended Solid

N/A= tidak dapat ditetapkan (Not Applicable)

NI =tidak ada informasi (Not Information)

Catatan :

lb/103ft3.hari x 0,0160 = kg/m3.hari

Lb/lb.hari = kg/kg.hari

Kriteria Perencanaan :

a. Beban BOD :

BOD-MLSS Loading = 0,2 0,4 kg/kg.hari

BOD Volume = 0,3 0,8 (kg/m3.hari)

b. MLSS = 1500 2000 mg/l

c. Sludge age = 5 15 hari

d. Kebutuhan udara (Q udara/Q air) = 3-7

e. Waktu Aerasi (T) = 6 8 jam

f. Ratio Sirkulasi lumpur = 20 40%

g. Efisiensi Pengolahan = 85 95%

e.Bio Filter

Sistem ini merupakan unit pengolahan yang memanfaatkan mikroorganisme aerobik untuk mereduksi kandungan organik dengan melewatkan air limbah ke media terlekat. Sistem biofilter ini menggunakan bioreaktor aerob. Untuk memenuhi kebutuhan oksigen yang diperlukan oleh massa bakteri yang hidup di bak aerasi, digunakan juga blower dan diffuser fine bubble.

Beberapa perbedaan antara sistem biofilter dengan sistem media terlekat lainnya yaitu bahwa sistem pengolah lumpur yang ada di dalam pengolahan biofilter ini menghasilkan lumpur sedikit mungkin.

Efisiensi pengolahan dengan biofilter yaitu dapat menurunkan kandungan BOD, COD, dan SS dengan efisiensi sebagai berikut :

BOD air limbah masuk 100 200 mg/L, BOD air limbah keluar 20 mg/L.

COD air limbah masuk 200 400 mg/L, COD air limbah keluar 70 mg/L

SS air limbah masuk 200-450 mg/L, SS air limbah keluar 30 mg/L.

Keuntungan alternatif biofilter ini adalah :

Biaya investasi tidak besar

Penggunaan lahan kecil

Biaya perawatan sangat kecil

Pengolahan limbah dapat diletakkan di bawah atau dipermukaan tanah

Mudah dan cepat dalam pemasangan, perawatan dan pemeliharaan.

Kelemahannya adalah :

Operasional memerlukan tenaga ahli khusus

Tidak fleksibel terhadap variasi pembebanan organik dan hidrolik

Tidak fleksibel terhadap pemutusan operasional

f.RBC (Rotating Biological Contactor)

RBC adalah salah satu teknologi pengolahan air limbah yang mengandung polutan organik yang tinggi secara biologis dengan sistem biakan melekat (attached culture). Prinsip kerja pengolahan air limbah dengan RBC yaitu air limbah yang mengandung polutan organik dikontakkan dengan lapisan mikroorganisme (microbial film) yang melekat pada permukaan media di dalam suatu reaktor.

Media tempat melekatnya film biologis ini berupa piringan (disk) dari bahan polimer atau plastik yang ringan dan disusun secara berjajar pada suatu poros, sehingga membentuk suatu modul atau paket. Selanjutnya modul tersebut diputar dengan kecepatan rendah dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah yang mengalir secara kontinue ke dalam reaktor tersebut. Dengan cara seperti ini mikroorganisme misalnya bakteri, algae, protozoa, fungi dan lainnya tumbuh melekat pada permukaan media yang berputar tersebut membentuk suatu lapisan yang terdiri dari mikroorganisme yang disebut biofilm (lapisan biologis).

Mikroorganisme akan menguraikan atau mengambil oksigen yang larut dalam air atau dari udara untuk proses metabolisme, sehingga senyawa organik dalam air limbah berkurang. Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah dengan sistem air limbah antara lain:

Pengoperasian alat serta perawatannya mudah

Untuk kapasitas kecil/paket, dibandingkan dengan proses lumpur aktif konsumsi energi lebih rendah.

Dapat dipasang beberapa tahap (multistage) sehingga tahan terhadap fluktuasi beban pengolahan.

Reaksi nitrifikasi lebih mudah terjadi, sehingga effisiensi penghilangan emonium lebih besar.

Tidak terjadi bulking ataupun buih (foam) seperti pada proses lumpur aktif.

Sedangkan beberapa kelemahan dari proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC antara lain yakni :

Pengontrolan jumlah mikroorganisme sulit dilakukan

Sensitif terhadap perubahan temperatur

Kadang-kadang konsentrasi BOD air olahan sangat tinggi dapat menimbulkan pertumbuhan cacing rambut, serta kadang-kadang timbul bau yang kurang/busuk.

Gambar 4.14Diagram proses pengolahan air limbah dengan RBC

g.Bioactivator Sistem

Masalah yang sering dihadapi untuk membangun sistem pengolahan air limbah adalah : apabila harga peralatan murah maka biaya konstruksi tinggi, lahan yang diperlukan cukup luas dan bak yang cukup dalam sehingga mensulitkan dalam pekerjaan galian. Kendala ini adalah apabila kita menggunakan sistem pengolahan activated sludge / extended aeration yang memanfaatkan biakan bakteri dalam suspensi pengolahan dengan sistem ini memerlukan volume bak aerasi sebesar 20 24 jam terhadap debit rata-rata per jam.

Apabila sistem yang dipilih adalah jenis fixed flm dengan cakram putar biologi maka lahan dan power yang digunakan akan lebih hemat, akan tetapi harga peralatan sangat tinggi dan perawatannya memerlukan tenaga terlatih dengan disiplin tinggi.

Dari pengalaman lapangan serta mengadaptasi teknik yang diterapkan dibebarapa negara di Eropa dan Asean, ternyata dengan menggunakan media putar Bioactivator, kita dapat menggabungkan kedua sistem biakan tersebut diatas.

Dengan mengaplikasikan cara pembiakan lekat (fixed film growth) sebagai pengganti diffused aeration sistem di dalam biakan tersuspensi, terjadilah sistem gabungan antara pembiakan tersuspensi dan pembiakan lekat dengan beberapa keuntungan sebagai berikut:

Lahan yang lebih kompak

Tenaga listrik yang diperlukan menjadi lebih efisien

Tahan terhadap beban mendadak

Sistem dapat di hidup-matikan sesuai keperluan

Waktu kontak relatif kecil. (8 jam).

Tetapi masih mempunyai kelemahan yaitu perlu perhatian khusus pada start awal. Urutan proses dari pengolahan air limbah dengan sistem ini adalah sbb:

1.Penyaringan secara mekanik melalui manual barscreen.

2.Pemisahan lemak dan minyak grease trap

3.Proses ekualisasi

4.Proses aerasi menggunakan sistem Bioactivator pada bak Aerasi

5.Pengendapan akhir pada Final Clarifier

6.Dilanjutkan proses Recycling (optional)

Keuntungan utama Bioactivator

1 Sistem Bioactivator ini memiliki kemampuan olah untuk beban BOD yang cukup tinggi melalui penyatuan yang optimal dari dua metode pengolahan air limbah yaitu metode pertumbuhan terendam (suspended growth) dan metode pertumbuhan terlekat (attached film growth) dalam waktu yang bersamaan dan terjadi dalam bak yang sama.

2 Konstruksi yang kuat tetapi sederhana dimana bentuk modul dapat disesuaikan pada setiap penggunaan dan lahan yang tersedia. Media rendam terbuat polypropylene anti karat. Biaya pemeliharaan sangat rendah.

3 Lahan yang dibutuhkan sangat sedikit dibandingkan dengan sistem konvensional, sistem ini hanya memerlukan lahan hingga 40%nya saja.

4 Pengolahan air limbah yang terpadu, dimana pada sistem ini terjadi proses nitrifikasi atau denitrifikasi, eliminasi P secara biologis, stabilitas lumpur secara simultan.

5 Bentuknya yang modular memungkinkan sistem ini ditambah kapasitasnya dengan mudah.

Untuk mengetahui Bioactivator dapat kita ketahui melalui tabell 4.12 di bawah ini:

Tabel 4.12 Spesifikasi Bioactivator

h.Bioreactor Sistem

Sistem utama pengolahan limbah BIOREACTOR adalah bak aerasi dengan fixed-biofilm media didalamnya yang mempunyai luas permukaan yang besar untuk setiap satuan volumenya. Semua media terendam dalam air limbah. Sistem injeksi udara dibawah media dilengkapi dengan sistem sirkulasi air limbah sehingga tercukupi suplai udara untuk tumbuh bakteri. System HYBRID GROWTH juga ditrapkan pada sistem BIOREACTOR ini yaitu bakteri tumbuh pada media dan juga pada air itu sendiri, jadi ada dua sistem yaitu Fixed film growth dan suspended growth, dengan jumlah kandungan solid yang sangat rendah.

BIOREACTOR dapat berfungsi sampai dua minggu tanpa ada aliran air limbah yang masuk tanpa merusak proses biologis yang sudah berlangsung dan tidak diperlukan setting ulang.

Keunggulan Sistem Bioreactor :

Kandungan bakteri yang tinggi

Tahan terhadap Shock Loading

Usia Lumpur Lebih Panjang

Kebutuhan Lahan Kecil

Pemakaian Listrik yang Rendah

Pemasangan Sederhana dan Mudah

Pemeliharaan Mudah

Sistem Modular Kapasitas mudah ditingkatkan

Mudah dipindahkan

Dapat digunakan untuk mengolah limbah domestik dan industri

Untuk dapat mengetahui spesifikasi Bioreaktor dapat dilihat pada tabel 4.13 di bawah ini :

Tabel 4.13 Spesifikasi Bioreaktor

i.Blivet: Hybrid Growth

Blivet didisain dengan sistem HYBRID GROWTH yaitu merupakan kombinasi dari dua sistem pengolahan biologi secara aerob yaitu sistem Lumpur Aktif (Suspended Growth) dan sistem Pertumbuhan Terlekat (Fixed Film Growth). Blivet diciptakan untuk mengurangi kelemahan yang ada pada sistem RBC.

Sistem Blivet terdiri dari :

Unit Pengendapan Primer (Primary Clarifier), Unit Pengolahan Biologis (Aerotor) dan Pengendapan Akhir (Final Clarifier) dalam satu kesatuan sistem. Dan dapat ditempatkan pada bak beton, fiberglass atau steel. Aerotor merupakan bagian utama sistem blivet, yaitu biomedia yang berbentuk silinder dan diputar oleh motor.

Aerator mempunyai kemampuan untuk melakukan self pumping system sehingga Blivet akan tetap aman meskipun tidak ada aliran limbah yang masuk.

Keunggulan Sistem Blivet :

Kebutuhan Lahan Kecil

Pemakaian Listrik yang Rendah

Tidak Bising

Aman Terhadap shock loading

Pemeliharaan Mudah

Sistem Modular : Kapasitas mudah ditingkatkan

Mudah Dipindahkan

Instalasi Sederhana dan Mudah

Efisiensi yang Tinggi

Dapat digunakan untuk pengolah limbah domestik dan industri

Tabel 4.14 Spesifikasi Blivet

Kelebihan dan kekurangan unit ke 8 (delapan ) unit pengolahan limbah dapat diketahui melalui tabel 4.19 berikut ini :

Tabel 4.15 Rekapitulasi Keuntungan, Kelemahan dari setiap sistemNo.Unit pengolahanKeuntungankelemahan

1.Stabilization Biaya pembangunan unit rendah

Mudah dalam operasional dan pemeliharaan

Fleksibel terhadap variasi beban organik

Fleksibel terhadap pemutusan operasional atau tidak continue

Membutuhkan lahan luas

Menimbulkan bau karena terbuka instalasinya

2.Trickling Filter Energi rendah karena tidak menggunakan aerator

Fleksibel terhadap variasi pembebanan organik

Fleksibel terhadap pemutusan operasional atau tidak kontinue Efisiensi pengolahan relatif rendah

Timbul bau

Konstruksi sulit

Gangguan lalat dan serangga

3.Activated Sludge Efisisensi cukup tinggi

Tidak menimbulkan bau

Areal tidak luas

Waktu kontak biologis (24 jam) Memerlukan tenaga ahli khusus

pemakaian energi cukup tinggi tidak fleksibel terhadap pembebanan organik tinggi

tidak fleksibel terhdp pemutusan operasional

lumpur cukup banyak

4.Biofilter biaya investasi tidak besar

penggunaan lahan kecil

pengolahan limbah dapat dilakukan di bawah tanah

mudah dalam konstruksi

lumpur sedikit operasional memerlukan tenaga ahli khusus

tidak fleksibel terhadap pembebana organik tinggi

tidak fleksibel terhdp pemutusan operasional

5.RBC pengoperasian serta perawatan mudah

konsumsi energi rendah

dapat dipasang bertahap

efisiensi pengolahan tinggi

tidak terjadi pembuihan pengendalian mikroorganisme sulit dilakukan dan sensitif terhadap perubahan temperatur

Kurang fleksibel terhadap pemutusan operasional

dapat menimbulkan bau busuk

Memerlukan perawatan cakram

6.Bioactivator Pemakaian lahan sedikit

tenaga listrik < dibanding dengan Activated Sludge

fleksibel terhdp pembebanan organik tinggi

flesibel terhadap pemutusan operasional.

waktu kontak biologis relatif kecil (8 jam)

lumpur sedikit perlu perhatian khusus terhadap start awal

reparasi dari cakram cukup sulit

7.Bioreaktor Kandungan bakteri yang tinggi

Tahan terhadap Shock Loading

Usia Lumpur Lebih Panjang

Kebutuhan Lahan Kecil

Pemakaian Listrik yang Rendah

Pemasangan Sederhana dan Mudah

Pemeliharaan Mudah

Sistem Modular Kapasitas mudah ditingkatkan

Mudah dipindahkan

Dapat digunakan untuk mengolah limbah domestik dan industri Memerlukan Tenaga Ahli Khusus

perlu perhatian khusus terhdp start awal

tidak fleksibel terhdp pemutusan operasional

reparasi dari cakram cukup sulit

8.Blivet Kebutuhan Lahan Kecil

Pemakaian Listrik yang Rendah

Tidak Bising

Aman Terhadap shock loading

Pemeliharaan Mudah

Sistem Modular : Kapasitas mudah ditingkatkan

Mudah Dipindahkan

Instalasi Sederhana dan Mudah

Efisiensi yang Tinggi

Dapat digunakan untuk pengolah limbah domestik dan industri Memerlukan Tenaga Ahli Khusus

perlu perhatian khusus terhdp start awal

tidak fleksibel terhdp pemutusan operasional

reparasi dari cakram cukup sulit

EMBED AutoCAD.Drawing.16

EMBED AutoCAD.Drawing.16

EMBED AutoCAD.Drawing.16

EMBED AutoCAD.Drawing.16

EMBED AutoCAD.Drawing.16

_1230160391.dwg

_1230160453.dwg

_1230160272.dwg

_1230160355.dwg

_1230159943.dwg