baab vv diissainn epperreennccaannaaaann … · waktu tinggal mempunyai satuan jam, ... overflow...

47 Pusat Teknologi Lingkungan, (PTL) – BPPT

BBaabb VV

DDiissaaiinn ppeerreennccaannaaaann rreennoovvaassii

Disain perencanaan IPAL gedung BPPT adalah suatu

perencanaan perbaikan/renovasi IPAL lama dan dimodifikasi dengan

teknologi baru yang bertujuan untuk memperbaiki kualitas outlet

IPAL serta untuk meningkatkan kapasitas pengolahan dari IPAL

tersebut. Disamping itu juga ada renovasi dan modifikasi system re-

use yang telah ada. Untuk itu, maka lokasi modifikasi IPAL tersebut

juga harus dilakukan di sekitar IPAL lama. Karena modifikasi

dilakukan dengan membuat konstruksi baru, maka juga perlu

dilakukan evaluasi daya dukung dari lokasi yang tersedia.

5.1. Tinjauan Calon Lokasi IPAL

Pengembangan IPAL BPPT direncanakan dengan

melakukan modifikasi IPAL yang telah ada dan menambah

kapasitasnya dengan membangun unit pengolahan lanjut dengan

teknologi biofilter yang telah banyak diaplikasikan untuk mengolahan

limbah domestic. Sementara calon lokasi pengembangan IPAL ini

akan ditempatkan diujung lokasi parkir sepeda motor yang saat ini

merupakan lahan kosong dan digunakan untuk parkir sepeda motor

jika gedung parkir motor telah penuh. Secara detail calon lokasi yang

direncanakan ini dapat dilihat seperti pada gambar 5.1, sedangkan

foto lokasi dapat dilihat pada gambar 5.2 dan 5.3.

Pusat Teknologi Lingkungan, (PTL) – BPPT 48

Gambar 5.1. : Calon Lokasi Pengembangan IPAL.

Gambar 5.2. : Foto Calon Lokasi Pengembangan IPAL.


Gambar 5.3. : Foto Calon Lokasi Pengembangan IPAL.

Untuk melaksanakan disain stuktur IPAL ini maka diperlukan

data-data kondisi kualitas tanah. Data kualitas tanah ini diperoleh

dengan malakukan analisa sondir dan boring secara langsung di

lokasi yang direncanakan. Hasil analisa sondir dan boring

tersebut secara lengkap adalah dapat dilihat pada lampiran

laporan ini. Sedangkan Gambar 5.4. menunjukkan kegiatan sondir

di calon lokasi IPAL.


Gambar 5.4 : Foto Pelaksanaan Sondir Analisa Tanah.

5.2. Teknologi Pengolahan Air Limbah Secara Fisika.

Untuk meningkatkan kualitas hasil olahan agar dapat

memenuhi baku mutu, maka akan dilakukan modifikasi IPAL yang

sudah ada. IPAL lama ini akan akan berfungsi sebagai reaktor

lumpur aktif. Kemudian setelah keluar dari reaktor lumpur aktif akan

dilakukan proses sedimentasi kemudian diteruskan dengan

pengolahan dengan proses biofilter melekat dengan teknologi

biofilter aerobic. Secara detail teknologi yang digunakan di IPAL

BPPT tersebut adalah sebagai berikut :

51 Pusat Teknologi Lingkungan, (PTL) – BPPT

5.2.1. Bak Pengumpul

Pada awalnya gedung BPPT dilengkapi dengan dua jenis

bak pengumpul yang fungsinya berbeda, yaitu satu jenis untuk

mengumpulkan limbah dari celean out (CO) dan water closed (WC)

yang selanjutnya dipompa ke IPAL untuk diolah, dan jenis satunya

lagi adalah bak pengumpul yang fungsinya mengumpulkan air

limbah dari floor drain (FD) kamar mandi dan limbah ini langsung

dibuang ke saluran umum. Redisain yang akan dilakukan adalah

dengan mengubah aliran limbah dari bak pengumpul air dari floor

drain (FD) kamar mandi yang awalnya tidak diolah di IPAL akan

dialihkan menuju ke IPAL untuk diolah terlebih dahulu. Dengan

demikian, maka semua limbah cair gedung BPPT akan diolah

terlebih dahulu sebelum dibuang ke saluran umum.

Gambar 5.5 : Bak Pengumpul.


5.2.2. Unit Pemisah Minyak (Oil Trap)

Pada tahap awal pengolahan limbah yang dilakukan di IPAL

ini adalah unit pemisahan minyak. Pada tahap ini terdiri dari

pengolahan awal (primary treatment) yakni proses awal pemisahan

minyak dan penghilangan pasir (grit removal) . Proses pemisahan

minyak tersebut sangat penting untuk dilakukan karena jika

konsentrasi minyak di dalam air limbah masih tinggi maka dapat

mengganggu proses pengolahan air limbah secara kimia dan biologi

berikutnya sehingga mengakibatkan biaya pengolahan menjadi

mahal.

Pemisahan minyak (preliminary oil separation) atau

pemisahan minyak secara gravitasi (gravity oil seperation) ini adalah

merupakan proses tahap awal dari seluruh proses pengolahan air

limbah ini. Tujuan dari pemisahan oli dan minyak adalah untuk

menghilangkan oli dan senyawa hidrocarbon lainnya di dalam proses

emulsi mekanik. Air yang dihasilkan harus bebas oli & minyak

sehingga proses berikutnya dapat dilakukan dengan mudah dan

efektif. Tujuan kedua adalah untuk menghilangkan pasir dan alluvia

(tanah) yang tidak dikehendaki dalam proses berikutnya, yang dapat

mempersulit pengumpulan, pengkonsentrasian, serta dapat

mengganggu porses tahap akhir pembuangan lumpur minyak /oli

yang mengambang.

Pemisahan oli/minyak biasanya dilakukan tanpa adanya

penambahan bahan kimia. Proses ini dirancang untuk menyamakan

konsentrasi sisa HC pada inlet proses pemurnian fisika-kimia

dengan cara menurunkan laju aliran puncak HC yang masuk.


Secara prinsip konsentrasi HC di dalam air limbah tidak dapat

diantisipasi atau dihitung. Pendekatan tertentu dapat dilakukan,

tetapi hanya untuk kasus efluen limbah yang sederhana misalnya

limbah dari deballasting atau produced water.

Proses pemisahan oli & minyak ini dilakukan dengan cara

gravitasi alami, dimana butiran oli/minyak naik dengan kecepatan

keatas yang dibatasi oleh berat jenisnya (specific gravity). Ada dua

jenis pemisah yang sering ditemukan, yaitu :

Settler separators, minyak langsung dikumpulkan dari

permukaan air. Yang termasuk dalam metoda tersebut adalah

pemisah minyak API longitudinal (longitudinal API separators)

dan pemisah minyak API bentuk bulat (circular separators).

Lamella separators atau plate separators, dimana minyak

dikumpulkan secara langsung oleh permukaan bagian bawah

plate miring dan kemudian terangkat ke permukaan. Plate

tersebut mempunyai dua fungsi. Dengan adanya plate ini butiran

minyak menempuh jalur pendek dan memberikan efek menyatu

(coalescence effect). Kedua fungsi ini sangat dipengaruhi oleh

jarak antar lamella (plates).

Untuk IPAL BPPT ini menggunakan jenis pemisahan minyak

secara gravitasi, karena minyak yang terkandung di dalam limbah

relatif mudah untuk dipisahkan dan teknologinya relatif lebih

sederhana namun dapat diterapkan dengan efektif di sini. Secara

detail gambar oil trap IPAL BPPT tersebut dapat dilihat seperti pada


Gambar 5.6. Oil trap ini juga berfungsi sebagai bak pengumpul

limbah yang bersumber di sekitar oil trap.

Gambar 5.6 : Oil Trap IPAL.

5.2.3. Screening

Pada umumnya setiap sistem pengolahan limbah cair

mempunyai unit alat penyaring awal/pendahuluan. Proses

penyaringan awal ini disebut screening dan tujuannya adalah untuk

menyaring atau menghilangkan sampah/benda padat yang besar

agar proses berikutnya dapat lebih mudah lagi menanganinya.

Dengan hilangnya sampah-sampah padat besar maka transportasi

limbah cair pasti tidak akan terganggu, misalnya bila proses

transportasi limbah cair diakomodasikan dalam sebuah saluran

terbuka atau pun tertutup yang mengalir secara gravitasi, maka tidak

akan dijumpai penyumbatan di sepanjang jaringan saluran.

Disamping itu, bila limbah cair perlu dipindahkan dengan

menggunakan pompa, maka proses screening sungguh berfungsi


menghilangkan bahan atau benda-benda yang dapat

membahayakan atau merusak pompa limbah cair tersebut. Jadi

proses screening melindungi pompa dan peralatan lainnya.

Perangkat pemroses penyaringan kasar yang biasa

digunakan dikenal pula dengan sebutan bar screen atau bar racks.

Alat ini biasanya diletakkan pada intake bak penampung limbah cair

untuk mencegah masuknya material besar seperti kayu atau daun-

daunan. Umumnya jarak antara bar yang tersusun pada rack

bervariasi antara 20 mm hingga 75 mm, bergantung pada tingkat

kapasitas dan performance unit pompa yang dipakai. Pada keadaan

tertentu biasa digunakan pula microstrainer dengan ukuran 15

hingga 64 micrometer dengan tujuan untuk menyaring organisme

plankton. Microstrainer biasa digunakan untuk limbah cair dari

reservoir pertama (awal). Microstrainer terdiri dari bingkai berbentuk

silinder yang ditutup dengan jala terbuat dari kawat tahan karat.

Pada saat silinder berputar partikel tersuspensi menempel pada

bagian dalam dari permukaan silinder yang kemudian dibersihkan

dengan semburan jet air. Gambar 5.7 adalah lokasi screen untuk

IPAL BPPT Jakarta.


Gambar 5.7. : Foto Lokasi Screen IPAL BPPT.

5.2.4. Equalisasi

Karakteristik limbah yang dihasilkan dalam suatu kegiatan

pada umumnya tidak akan stabil, dan cenderung naik-turun

tergantung dari kegiatan yang sedang berlangsung. Disamping itu

jumlahnya juga tidak konstan dan periodic waktunya cenderung

tidak terkontrol. Jika dalam proses pengolahan limbah terjadi hal

seperti ini, maka akan menyulitkan dalam pengendalian proses,

bahkan resiko kegagalan proses dapat terjadi.

Untuk mengatasi hal-hal seperti tersebut di atas, maka diperlukan

adanya suatu bak menstabil karakteristik limbah dan untuk

mengontrol debit limbah yang akan masuk ke proses. Bak yang

berfungsi untuk itu disebut bak equalisasi. Jika kondisi pH limbah

tidak stabil, di dalam bak equalisasi ini sering dilengkapi dengan alat

pH control yang akan menstabilkan kondisi pH sesuai dengan


kondisi proses berikutnya yang akan dilakukan. Bak Equalisasi

bukan merupakan suatu proses pengolahan tetapi merupakan suatu

cara / teknik untuk meningkatkan efektivitas dari proses pengolahan

selanjutnya. Keluaran dari bak equalisasi adalah adalah parameter

operasional bagi unit pengolahan selanjutnya seperti flow,

level/derajat kandungan polutant, temperatur, padatan, dsb.

Gambar 5.8 : Foto Bak Equalisasi IPAL BPPT

Kegunaan dari equalisasi adalah :

1. Mengkontinyukan debit limbah yang akan diolah di IPAL

(Membagi dan meratakan volume pasokan (influent) untuk

masuk pada proses treatment.

2. Menstabilkan karakteristik limbah (meratakan variable) &

fluktuasi dari beban organik untuk menghindari shock

loading pada sistem pengolahan biologi.

3. Meratakan pH untuk meminimalkan kebutuhan chemical

pada proses netralisasi.


4. Meratakan kandungan padatan (SS, koloidal, dls ), untuk

meminimalkan kebutuhan chemical pada proses koagulasi

dan flokulasi (jika diperlukan). Dilihat dari fungsinya tersebut,

unit bak equalisasi sebaiknya dilengkapi dengan mixer, atau

secara sederhana konstruksi/peletakan dari pipa inlet dan

outlet diatur sedemikian rupa sehingga menimbulkan efek

turbulensi mixing. Idealnya pengeluaran (discharge) dari

equalisasi dijaga konstan selama periode 24 jam, biasanya

dengan cara pemompaan maupun cara-cara lain yang

memungkinkan.

5.2.5. Sedimentasi atau Pengendapan

Sedimentasi adalah suatu unit operasi untuk menghilangkan

materi tersuspensi atau flok kimia secara gravitasi. Proses

sedimentasi pada pengolahan air limbah umumnya untuk

menghilangkan padatan tersuspensi sebelum dilakukan proses

pengolahan selanjutnya. Gumpalan padatan yang terbentuk pada

proses koagulasi masih berukuran kecil. Gumpalan-gumpalan kecil

ini akan terus saling bergabung menjadi gumpalan yang lebih besar

dalam proses flokulasi. Dengan terbentuknya gumpalan-gumpalan

besar, maka beratnya akan bertambah, sehingga karena gaya

beratnya gumpalan-gumpalan tersebut akan bergerak ke bawah dan

mengendap pada bagian dasar tangki sedimentasi.

Bak sedimentasi dapat berbentuk segi empat atau lingkaran.

Pada bak ini aliran air limbah sangat tenang untuk memberi


kesempatan padatan/suspensi untuk mengendap. Kriteria-kriteria

yang diperlukan untuk menentukan ukuran bak sedimentasi adalah :

surface loading (beban permukaan), kedalaman bak dan waktu

tinggal. Waktu tinggal mempunyai satuan jam, cara perhitungannya

adalah volume tangki dibagi dengan laju alir per hari. Beban

permukaan sama dengan laju alir (debit volume) rata-rata per hari

dibagi luas permukaan bak, satuannya m3 per meter persegi per

hari.

Q Vo =

A Vo = laju limpahan/beban permukaan (m3/m2 hari) Q = aliran rata-rata harian, m3 per hari

A = total luas permukaan (m2)

Beberapa kriteria desain bak pengendapan primer dapat dilihat pada

Tabel 5.1.


Tabel 5.1. Kriteria Desain Bak Pengendapan Primer

Parameter Desain Harga (besaran)

Range Tipikal

Waktu Tinggal Hidrolik (Jam) 1,5 – 2,5 2,0

Overflow rate ( m3/m2.hari) -

Aliran Rata-rata 32 - 40

Aliran puncak 80 - 120 100

Weir Loading (m3/m.hari) 125 - 500 250

Dimensi : Bentuk Persegi Panjang

Panjang (m) 15 - 90 25 - 40

Lebar (m) 3 - 24 6 - 10

Kedalaman (m) 3 - 5 3,6

Kecepatan pengeruk lumpur (m/menit) 0,6 – 1,2 1,0

Dimensi : Bentuk bulat (circular)

Kedalaman (m) 3 - 5 4,5

Diameter (m) 3,6 - 60 12 - 45

Slope dasar (mm/m) 60 - 160 80

Kecepatan sludge scrapper (r/menit) 0,02 – 0,05 0,03

Sumber : Metcalf & Eddy, 1979.


Gambar 5.9 : Bak Sedimentasi IPAL BPPT.

5.2.6. Pengeringan / Pengolahan Lumpur

Lumpur yang dihasilkan dari proses sedimentasi diolah lebih

lanjut untuk mengurangi sebanyak mungkin air yang masih

terkandung didalamnya. Proses pengolahan lumpur yang bertujuan

mengurangi kadar air tersebut sering disebut dengan pengeringan

lumpur. Ada empat cara proses pengurangan kadar air, yaitu secara

alamiah, dengan tekanan (pengepresan), dengan gaya sentrifugal

dan dengan pemanasan.

Pengeringan secara alamiah dilakukan dengan mengalirkan

atau memompa lumpur endapan ke sebuah kolam pengering (drying

bed) yang mempunyai luas permukaan yang besar dengan

kedalaman sekitar 1 atau 2 meter. Proses pengeringan berjalan

dengan alamiah, yaitu dengan panas matahari dan angin yang


bergerak di atas kolam pengering lumpur tersebut. Cara

pengeringan seperti ini tentu saja sangat bergantung dari cuaca dan

akan bermasalah bila terjadi hujan. Bila lumpur tidak mengandung

bahan yang berbahaya, maka kolam pengering lumpur dapat hanya

berupa galian tanah biasa, sehingga sebagian air akan meresap ke

dalam tanah dibawahnya. Contoh pengeringan lumpur antara lain

pengeringan lumpur dengan cara tekanan (pengepresan) dan proses

pengeringan lumpur dengan gaya centrifugal (centrifuge).

Gambar 5.10 : Potongan Pengering Lumpur Tampak Atas dan

Depan.


Gambar 5.11 : Potongan Pengering Lumpur Tampak Samping.

Gambar 5.12 : Foto Pengeringan Lumpur IPAL BPPT.

5.2.7. Pengolahan Air Limbah Secara Biologi

Untuk mengolah air yang mengandung senyawa organik

umumnya menggunakan teknologi pengolahan air limbah secara

biologis atau gabungan antara proses biologis dengan proses kimia-


fisika. Proses secara biologis tersebut dapat dilakukan pada kondisi

aerobik (dengan udara), kondisi anaerobik (tanpa udara) atau

kombinasi anaerobik dan aerobik. Proses biologis aeorobik biasanya

digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang

tidak terlalu besar, sedangkan proses biologis anaerobik digunakan

untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang sangat tinggi.

Pengolahan air limbah secara biologis aerobik secara garis besar

dapat dibagi menjadi tiga yakni proses biologis dengan biakan

tersuspensi (suspended culture), proses biologis dengan biakan

melekat (attached culture) dan proses pengolahan dengan sistem

lagoon atau kolam.

Proses biologis dengan biakan tersuspensi adalah sistem

pengolahan dengan menggunakan aktifitas mikroorganisme untuk

menguraikan senyawa polutan yang ada dalam air dan mikro-

organime yang digunakan dibiakkan secara tersuspesi di dalam

suatu reaktor. Beberapa contoh proses pengolahan dengan sistem

ini antara lain : proses lumpur aktif standar/konvesional (standard

activated sludge), step aeration, contact stabilization, extended

aeration, oxidation ditch (kolam oksidasi sistem parit) dan lainya.

Proses biologis dengan biakan melekat yakni proses

pengolahan limbah dimana mikroorganisme yang digunakan

dibiakkan pada suatu media sehingga mikroorganisme tersebut

melekat pada permukaan media. Beberapa contoh teknologi

pengolahan air limbah dengan cara ini antara lain : trickling filter atau


biofilter, rotating biological contactor (RBC), contact

aeration/oxidation (aerasi kontak) dan lainnnya.

Proses pengolahan air limbah secara biologis dengan

lagoon atau kolam adalah dengan menampung air limbah pada

suatu kolam yang luas dengan waktu tinggal yang cukup lama

sehingga dengan aktifitas mikroorganisme yang tumbuh secara

alami, senyawa polutan yang ada dalam air akan terurai. Untuk

mempercepat proses penguraian senyawa polutan atau

memperpendek waktu tinggal dapat juga dilakukam proses aerasi.

Salah satu contoh proses pengolahan air limbah dengan cara ini

adalah kolam aerasi atau kolam stabilisasi (stabilization pond).

Proses dengan sistem lagoon tersebut kadang-kadang dikategorikan

sebagai proses biologis dengan biakan tersuspensi.

Secara garis besar klasifikasi proses pengolahan air limbah

secara aerobik dapat dilihat seperti pada Gambar 5.13, sedangkan

karakteristik pengolahan, parameter perencanaan serta efisiensi

pengolahan untuk tiap tiap jenis proses dapat dilihat pada Tabel 5.2

dan Tabel 5.3. Untuk memilih jenis teknologi atau proses yang akan

digunakan untuk pengolahan air limbah, beberapa hal yang perlu

diperhatikan antara lain : karakteristik air limbah, jumlah limbah serta

standar kualitas air olahan yang diharapkan.


Gambar 5.13 : Klasifikasi Proses Pengolahan Air Limbah Secara

Biologis Aerobik.

Pusat Teknologi Lingkungan, (PTL) – BPPT

67

Tabel 5.2 : Karakterisitik Operasional Proses Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biologis

JENIS PROSES

EFISIENSI PENGHILANGAN BOD

(%)

KETERANGAN

Lumpur Aktif Standar 85 - 95 -

Step Aeration 85 - 95 Digunakan untuk beban pengolahan yang besar.

Modified Aeration 60 - 75 Untuk pengolahan dengan kualitas air olahan sedang.

PROSES BIOMASA

TERSUSPENSI

Contact Stabilization 80 - 90 Digunakan untuk pengolahan paket. Untuk mereduksi

ekses lumpur.

High Rate Aeration 75 - 90 Untuk pengolahan paket, bak aerasi dan bak pengendap

akhir merupakan satu paket. Memerlukan area yang kecil.

Pure Oxygen Process 85 - 95 Untuk pengolahan air limbah yang sulit diuraikan secara

bilogis. Luas area yang dibutuhkan kecil.

Oxidation Ditch 75 - 95 Konstruksinya mudah, tetapi memerlukan area yang luas.

Trickling Filter 80 - 95 Sering timbul lalat dan bau. Proses operasinya mudah.

PROSES BIOMASA

MELEKAT

Rotating Biological Contactor 80 - 95 Konsumsi energi rendah, produksi lumpur kecil. Tidak

memerlukan proses aerasi.

Contact Aeration Process 80 - 95 Memungkinkan untuk penghilangan nitrogen dan

phospor.

Biofilter Unaerobic 65 - 85 memerlukan waktu tinggal yang lama, lumpur yang terjadi

kecil.

LAGOON Kolam stabilisai 60 - 80 memerlukan waktu tinggal yang cukup lama, dan area

yang dibutukkan sangat luas


68

Tabel 5.3 : Parameter Perencanaan Proses Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biologis Aerobik.

JENIS PROSES

BEBAN BOD

BOD kg/kg SS.d BOD kg/m3.d

MLSS (mg/lt)

QA/Q

T (Jam)

EFISIENSI PENGHILANGAN

BOD (%)

PROSES

BIOMASA

TERSUSPENSI

Lumpur Aktif Standar 0,2 - 0,4 0,3 - 0,8 1500 - 2000 3 -7 6 - 8 85 - 95

Step Aeration 0,2 - 0,4 0,4 - 1,4 1000 - 1500 3 - 7 4 - 6 85 - 95

Modified Aeration 1,5 - 3,0 0,6 - 2,4 400 - 800 2 - 2,5 1,5 - 30 60 - 75

Contact Stabilization 0,2 0,8 - 1,4 2000 - 8000 > 12 > 5 80 - 90

High Rate Aeration 0,2 - 0,4 0,6 - 2,4 3000 - 6000 5 - 8 2 - 3 75 - 90

Pure Oxygen Process 0,3 - 0,4 1,0 - 2,0 3000 - 4000 - 1 - 3 85 - 95

Oxidation Ditch 0,03 - 0,04 0,1 - 0,2 3000 - 4000 - 24 -48 75 - 95

Extended Aeration 0,03 - 0,05 0,15 - 0,25 3000 - 6000 > 15 16 - 24 75 - 95

PROSES

BIOMASA

MELEKAT

Trickling Filter - 0,08 - 0,4 - - - 80 - 95

Rotating Biological Contactor - 0,01 - 0,3 - - - 80 - 95

Contact Aeration Process - - - - - 80 - 95

Biofilter Unaerobic - - - - - 65 - 85

CATATAN : Q : Debit Air Limbah (M3/day) Qr : Return Sludge (M3/day) QA : Laju Alir Suplai Udara (M3/day)


69

5.2.7.1. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Lumpur Aktif

Pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif

konvensional (standar) secara umum terdiri dari bak pengendap

awal, bak aerasi dan bak pengendap akhir, serta bak khlorinasi

untuk membunuh bakteri patogen. Secara umum proses

pengolahannya adalah sebgai berikut. Air limbah yang berasal dari

ditampung ke dalam bak penampung air limbah. Bak penampung ini

berfungsi sebagai bak pengatur debit air limbah serta dilengkapi

dengan saringan kasar untuk memisahkan kotoran yang besar.

Kemudian, air limbah dalam bak penampung di pompa ke bak

pengendap awal.

Bak pengendap awal berfungsi untuk menurunkan padatan

tersuspensi (Suspended Solids) sekitar 30 - 40 %, serta BOD sekitar

25 %. Air limpasan dari bak pengendap awal dialirkan ke bak aerasi

secara gravitasi. Di dalam bak aerasi ini air limbah dihembus

dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan

menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah. Energi yang

didapatkan dari hasil penguraian zat organik tersebut digunakan oleh

mikrorganisme untuk proses pertumbuhannya. Dengan demikian

didalam bak aerasi tersebut akan tumbuh dan berkembang biomasa

dalam jumlah yang besar. Biomasa atau mikroorganisme inilah yang

akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalam air limbah.


70

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di

dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-

organisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak

aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Air limpasan (over flow) dari

bak pengendap akhir dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak

kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor

untuk membunuh micro-organisme patogen. Air olahan, yakni air

yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke

sungai atau saluran umum. Dengan proses ini air limbah dengan

konsentrasi BOD 250 -300 mg/lt dapat di turunkan kadar BOD nya

menjadi 20 -30 mg/lt. Skema proses pengolahan air limbah dengan

sistem lumpur aktif standar atau konvesional dapat dilihat pada

Gambar 5.14.

Gambar 5.14 : Diagram Proses Pengolahan Air Limbah Dengan

Proses Lumpur Aktif Standar (Konvensional).


71

Gambar 5.15 : Contoh Foto Pengolahan Air Limbah Dengan Proses

Lumpur Aktif Standar (Konvensional).

Surplus lumpur dari bak pengendap awal maupun akhir

ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air

resapannya ditampung kembali di bak penampung air limbah.

Keunggulan proses lumpur aktif ini adalah dapat mengolah air

limbah dengan beban BOD yang besar, sehingga tidak memerlukan

tempat yang besar. Proses ini cocok digunakan untuk mengolah air

limbah dalam jumlah yang besar. Sedangkan beberapa

kelemahannya antara lain yakni kemungkinan dapat terjadi bulking

pada lumpur aktifnya, terjadi buih, serta jumlah lumpur yang

dihasilkan cukup besar.


72

Variabel Operasional Di Dalam Proses Lumpur Aktif

Variabel perencanan (design variabel) yang umum

digunakan dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem

lumpur aktif (Davis dan Cornwell, 1985; Verstraete dan van

Vaerenbergh, 1986) adalah sebagai berikut:

1. Beban BOD (BOD Loading rate atau Volumetric Loading rate).

Beban BOD adalah jumlah massa BOD di dalam air limbah yang

masuk (influent) dibagi dengan volume reaktor. Beban BOD

dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Q x S0

Beban BOD = kg/m3.hari ……………(5.1)

V

Dimana :

Q = debit air limbah yang masuk (m3/hari)

S0 = Konsentrasi BOD di dalam air limbah yang

masuk (kg/m3)

V = Volume reaktor (m3)

2. 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 dari padatan

tersuspensi yang berupa material organik dan mineral, termasuk


73

di dalamnya adalah mikroorganisme. MLSS ditentukan dengan

cara menyaring lumpur campuran dengan kertas saring (filter),

kemudian filter dikeringkan pada temperatur 1050C, dan berat

padatan dalam contoh ditimbang.

3. 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 Lawrence, 1980). MLVSS diukur dengan

memanaskan terus sampel filter yang telah kering pada 600 -

6500C, dan nilainya mendekati 65-75% dari MLSS.

4. Food - to - microorganism ratio atau Food – to - mass ratio

disingkat F/M Ratio. Parameter ini menujukkan jumlah zat

organik (BOD) yang dihilangkan dibagi dengan jumlah massa

mikroorganisme di dalam bak aerasi atai reaktor. Besarnya nilai

F/M ratio umunya ditunjukkan dalam kilogram BOD per kilogram

MLLSS per hari (Curds dan Hawkes, 1983; Nathanson, 1986).

F/M dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai

berikut:

Q (S0 – S)

F/M = …………………(5.2)

MLSS x V

dimana :

Q = Laju alir limbah Juta Galon per hari (MGD)


74

S0 = Konsentrasi BOD dalam air limbah Yang

masuk ke bak areasi

(reaktor) (kg/m3)

S = Konsentrasi BOD di dalam efluent(kg/m3)

MLSS = Mixed liquor suspended solids (kg/m3)

V = Volume reaktor atau bak aerasi (m3)

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 konvensional atau standar, rasio F/M adalah 0,2 -

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 menujukkan bahwa mikroorganisme

dalam tangki aerasi dalam kondisi lapar, semakin rendah rasio

F/M pengolah limbah semakin efisien.

5. Hidraulic retention time (HRT). Waktu tinggal hidraulik (HRT)

adalah waktu rata-rata yang dibutuhkan oleh larutan influent

masuk dalam tangki aerasi untuk proses lumpur aktif; nilainya

berbanding terbalik dengan laju pengenceran (dilution rate, D)

(Sterritt dan Lester, 1988).

HRT = 1/D = V/ Q …………………(5.3)


75

dimana :

V = Volume reaktor atau bak aerasi (m3).

Q = Debit air limbah yang masuk ke dalam tangki

aerasi (m3/jam)

D = Laju pengenceran (jam-1).

6. Ratio Sirkulasi Lumpur (Hidraulic Recycle Ratio, HRT). Ratio

sirkulasi lumpur adalah perbandingan antara jumlah lumpur yang

disirkulasikan ke bak aerasi dengan jumlah air limbah yang

masuk ke dalam bak aerasi.

7. Umur lumpur (sludge age) atau sering disebut waktu tinggal rata-

rata cel (mean cell residence time). Parameter ini adalah

menujukkan waktu tinggal rata-rata mikroorganisme dalam

sistem lumpur aktif. Jika HRT memerlukan waktu dalam jam,

maka waktu tinggal sel mikroba dalam bak aerasi dapat dalam

hitungan hari. Parameter ini berbanding terbalik dengan laju

pertumbuhan mikroba. Umur lumpur dapat dihitung dengan

rumus sebagai berikut (Hammer, 1986; Curds dan Hawkes,

1983) :

MLSS x V

Umur Lumpur (Hari) = ......(5.4)

SSe x Qe + SSw X Qw


76

dimana :

MLSS = Mixed liquor suspended solids (mg/l).

V = Volume bak aerasi (L)

SSe = Padatan tersuspensi dalam effluent (mg/l)

SSw = Padatan tersuspensi dalam lumpur limbah (mg/l)

Qe = Laju effluent limbah (m3/hari)

Qw = Laju influent limbah (m3/hari).

8. SVI ( Sludge Volume Index ) adalah parameter yang

menunjukkan volume lumpur aktif dalam satu liter

campuran lumpur aktif dan air limbah setelah diendapkan.

Pengukuran SVI dilakukan dalam gelas ukur dan waktu

pengendapan adalah 30 menit. Rumus untuk menghitung SVI

adalah sebagai berikut:

V

SVI = ......(5.5)

M

dimana :

V = Volume lumpur aktif setelah 30 menit

mengendap (ml)

M = Jumlah lumpur aktif dalam endapan (g)

Nilai SVI yang ideal untuk proses lumpur aktif adalah berkisar

antara 50 – 100 (ml/g) (degreemont 1991)


77

Masalah Yang Sering Muncul Dalam Proses Lumpur Aktif

Tabel 5.4 : Masalah Yang Sering Terjadi Pada Lumpur Aktif.

No Jenis Masalah

Penyebab Masalah

Pengaruh Terhadap Sistem

1 Pertumbuhan

terdispersi

(Dispersed

Growth)

Mikro-organisme yang ada di dalam

sistem lupur aktif tidak membentuk flok

yang cukup besar, tetapi terdispersi

menjadi flok yang sangat kecil atau

merupakan sel tunggal sehingga sulit

mengendap.

Efluent menjadi tetap keruh.

Sludge yang mengendap pada

bak pengendap akhir kecil

sehingga jumlah sirkulasi

lumpur berkurang.

2 Slime (Jelly) ;

nonfilamentous

bulking atau

viscous bulking

Mikro-orgainsme berada dalam jumlah

yang sangat besar khususnya zooglea

dan membentuk exo-polysacarida dalam

jumlah yang besar.

Menurunkan kecepatan

pengen-dapan lumpur dan

mengurani kecepatn kompaksi

lumpur. Pada kondisi yang

buruk meng-akibatkan

terlepasnya lumpur di bak

pengendapan akhir.

3 Pin Flock atau

Pinpoint Flock

Terbentuknya flok berbentuk bola kasar

dengan ukuran yang sangat kecil,

kompak. Ukran flok yang lebih besar

mempunyai kecepatan pengendapan

yang lebih besar, sedangkan agregat

yang lebih kecil mengendap lebih lambat.

SVI rendah, dan efluen

mempunyai kekeruhan yang

tinggi.

4 Filamentous

Bulking

Terjadi ekses pertumbuhan mikro-

organisme filamentous dalam jumlah

yang besar.

Mengurangi efektifitas

kompaksi lumpur.

5 Rising Sludge

(blanket rising)

Merupakam ekses proses denitrifikasi

sehingga partikel lumpur menempel pada

gelembung gas nitrogen yang terbentuk

dan naik kepermukaan.

Efluen yang keruh dan

menurunkan efisiensi

penghilangan BOD.

6 Foaming atau

pembentukan

buih (scum)

Adanya senyawa surfactant yand tidak

dapat terurai dan akibat berkembang-

biaknya Nocardia dan Microthrix

parvicella

Terjadi buih pada permukaan

bak aerasi dalam jumlah yang

besar yang dapat melampui

ruang bebas dan melimpah ke

bak pengendapan akhir.


78

5.2.7.2. Pengolahan Limbah Dengan Proses Film Mikrobiologis

(Biofilm)

Untuk meningkatkan kualitas hasil air olahan IPAL ini,

sistem proses lumpur aktif IPAL gedung gedung BPPT ini

dikombinasi dengan reaktor biofilter/biofilm. Proses tersebut dapat

dilakukan dalam kondisi aerobik, anaerobik atau kombinasi

anaerobik dan aerobik. Proses aerobik dilakukan dengan kondisi

adanya oksigen terlarut di dalam reaktor air limbah, dan proses

anaerobik dilakukan dengan tanpa adanya oksigen dalam reaktor air

limbah. Sedangkan proses kombinasi anaerob-aerob adalah

merupakan gabungan proses anaerobik dan proses aerobik. Proses

ini biasanya digunakan untuk menghilangan kandungan nitrogen di

dalam air limbah. Pada kondisi aerobik terjadi proses nitrifikasi yakni

nitrogen ammonium diubah menjadi nitrat (NH4+ NO3 ) dan pada

kondisi anaerobik terjadi proses denitrifikasi yakni nitrat yang

terbentuk diubah menjadi gas nitrogen (NO3 N2 ).

Prinsip Pengolahan Air Limbah Dengan Sistem Biofilm

Mekanisme proses metabolisme di dalam sistem biofilm

secara aerobik secara sederhana dapat diterangkan seperti pada

Gambar 5.16. Gambar tersebut menunjukkan suatu sistem biofilm

yang yang terdiri dari medium penyangga, lapisan biofilm yang

melekat pada medium, lapisan air limbah dan lapisan udara yang

terletak diluar. Senyawa polutan yang ada di dalam air limbah


79

misalnya senyawa organik (BOD, COD), ammonia, phospor dan

lainnya akan terdifusi ke dalam lapisan atau film biologis yang

melekat pada permukaan medium.

Gambar 5.16 : Mekanisme Proses Metabolisme di Dalam Sistem

Biofilm.

Pada saat yang bersamaan dengan menggunakan oksigen

yang terlarut di dalam air limbah senyawa polutan tersebut akan

diuraikan oleh mikroorganisme yang ada di dalam lapisan biofilm

dan energi yang dihasilhan akan diubah menjadi biomasa. Suplai

oksigen pada lapisan biofilm dapat dilakukan dengan beberapa cara

misalnya pada sistem RBC yakni dengan cara kontak dengan udara

luar, pada sistem “Trickling Filter” dengan aliran balik udara,


80

sedangkan pada sistem biofilter tercelup dengan menggunakan

blower udara atau pompa sirkulasi.

Proses Pengolahan Biologis Secara Aerob

Di dalam proses pengolahan air limbah organik secara biologis

aerobik, senyawa komplek organik akan terurai oleh aktifitas

mikroorganisme aerob. Mikroorganisme aerob tersebut di dalam

aktifitasnya memerlukan oksigen atau udara untuk memecah

senyawa organik yang komplek menjadi CO2 (karbon dioksida) dan

air serta ammonium, selanjutnya ammonium akan dirubah menjadi

nitrat dan H2S akan dioksidasi menjadi sulfat. Secara sederhana

reaksi penguraian senyawa organik secara aerobik dapat

digambarkan sebagai berikut :

Reaksi Penguraian Organik :

Oksigen (O2)

Senyawa Polutan organik CO2 + H20 + NH4 + Biomasa

Heterotropik

Reaksi Nitrifikasi :

NH4+ + 1,5 O2 -----> NO2

- + 2 H+ + H2O

NO2- + 0,5 O2 ------> NO3 -

Reaksi Oksidasi Sulfur :

S2 - + ½ O2 + 2 H+ ----- > SO + H2O

2 S + 3 O2 + 2 H2O ----> 2 H2SO4


81

Berbeda dengan proses anaerob, beban pengolahan pada proses

aerob lebih rendah, sehingga prosesnya ditempatkan sesudah

proses anaerob. Pada proses aerob hasil pengolahan dari proses

anaerob yang masih mengandung zat organik dan nutrisi diubah

menjadi sel bakteri baru, hidrogen maupun karbon dioksida oleh sel

bakteri dalam kondisi cukup oksigen. Modifikasi biofilter di dalam

sistem IPAL gedung BPPT ini dapat dilihat seperti pada gambar 5.17

s/d 3.10 sebagai berikut :

Gambar 5.17 : Kombinasi Proses Lumpur Aktif dan Biofilter IPAL

BPPT Jakarta.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Mekanisme Proses Aerob

1) Temperatur

Temperatur tidak hanya mempengaruhi aktivitas

metabolisme dari populasi mikroorganisme, tetapi juga


82

mempengaruhi beberapa faktor seperti kecepatan transfer

gas dan karakteristik pengendapan lumpur. Temperatur

optimum untuk mikroorganisme dalam proses aerob tidak

berbeda dengan proses anaerob.

2) Keasaman (pH)

Nilai pH merupakan faktor kunci bagi pertumbuhan

mikroorganisme. Beberapa bakteri dapat hidup pada pH

diatas 9,5 dan di bawah 4,0. Secara umum pH optimum bagi

pertumbuhan mikroorganisme adalah sekitar 6,5-7,5.

3) Waktu Tinggal Hidrolis (WTH)

Waktu Tinggal Hidrolis (WTH) adalah waktu perjalanan

limbah cair di dalam reaktor, atau lamanya proses

pengolahan limbah cair tersebut. Semakin lama waktu

tinggal, maka penyisihan yang terjadi akan semakin besar.

Sedangkan waktu tinggal pada reaktor aerob sangat

bervariasi dari 1 jam hingga berhari-hari.

4) Nutrien

Di samping kebutuhan karbon dan energi, mikroorganisme

juga membutuhkan nutrien untuk sintesa sel dan

pertumbuhan. Kebutuhan nutrien tersebut dinyatakan dalam

bentuk perbandingan antara karbon dan nitrogen serta

phospor yang merupakan nutrien anorganik utama yang

diperlukan mikroorganisme dalam bentuk BOD : N : P


83

Media Biofilter

Media biofilter termasuk hal yang penting, karena sebagai

tempat tumbuh dan menempel mikroorganisme, untuk mendapatkan

unsur-unsur kehidupan yang dibutuhkan-nya, seperti nutrien dan

oksigen. Dua sifat yang paling penting yang harus ada dari media

adalah :

Luas permukaan dari media, karena semakin luas

permukaan media maka semakin besar jumlah biomassa

per-unit volume.

Persentase ruang kosong, karena semakin besar ruang

kosong maka semakin besar kontak biomassa yang

menempel pada media pendukung dengan substrat yang

ada dalam air buangan

Untuk mendapatkan permukaan media yang luas, media dapat

dimodifikasikan dalam berbagai bentuk seperti bergelombang, saling

silang, dan sarang tawon.

Media yang digunakan dapat berupa kerikil, batuan, plastik

(polivinil chlorida), pasir, dan partikel karbon aktif. Untuk media

biofilter dari bahan organik banyak yang dibuat dengan cara dicetak

dari bahan tahan karat dan ringan misalnya PVC dan lainnya,

dengan luas permukaan spesifik yang besar dan volume rongga

(porositas) yang besar, sehingga dapat melekatkan mikroorganisme

dalam jumlah yang besar dengan resiko kebuntuan yang sangat


84

kecil. Dengan demikian memungkinkan untuk pengolahan air limbah

dengan beban konsentrasi yang tinggi serta efisiensi pengolahan

yang cukup besar. Salah Satu contoh media biofilter yang banyak

digunakan yakni media dalam bentuk sarang tawon (honeycomb

tube) dari bahan PVC. Kelebihan dalam menggunakan media

plastik tersebut antara lain:

Mempunyai luas permukaan per m3 volume sebesar 150 – 240

m2/m3

Volume rongga yang besar dibanding media lainnya.

Penyumbatan pada media yang terjadi sangat kecil.

Beberapa contoh perbandingan luas permukaan spesifik

dari berbagai media biofilter dapat dilihat pada Tabel 5.5 :

Tabel 5.5. : Perbandingan Luas Permukaan Spesifik Media Biofilter

No Jenis Media Luas Permukaan spesifiik

(m2/m3)

1. Trickling filter dengan batu pecah

100 – 200

2. Model sarang tawon (honeycomb modul)

150 – 240

3. Tipe jaring 50

4. RBC 80 – 150


85

Gambar 5.18 : Foto Media Sarang Tawon

5.2.8. Disinfektan

Disinfeksi adalah proses penghancuran atau pembunuhan

mikroorganisme penyebab penyakit (pathogen). Jadi disinfeksi

menghilangkan semua mikroorganisme pathogen dari air yang

mengalami pengolahan tersebut. Proses ini pada umumnya

merupakan proses pada tahap akhir dalam satu rangkaian proses

pengolahan air limbah sebelum dibuang ke saluran umum. Setelah

proses disinfeksi ini, masih ada beberapa jenis mikroorganisme yang

tetap bertahan hidup di dalam air yang diolah tersebut. Pada


86

umumnya terjadi penghancuran virus, bakteri dan protozoa yang

terdapat dalam air.

Beberapa metode disinfeksi yaitu : (1) Penambahan zat kimia;

(2) Penggunaan materi fisik, seperti panas dan cahaya; (3)

Penggunaan mekanik; (4) Penggunaan elektromagnetik, akustik,

dan radiasi.

Metode yang paling banyak digunakan adalah metode

penambahan bahan kimia. Penggunaan zat khlor (khlorinasi)

merupakan cara yang paling banyak digunakan, namun kekurangan

dari sistem ini menghasilkan senyawa carcinogen seperti

trihalomethane dan khloroform. Sistem lain yang sering pula

digunakan adalah penggunaan ozone, namun kekurangan sistem ini

tidak meninggalkan sisa konsentrasi untuk mencegah organisme

tumbuh kembali. Kedua proses masing-masing mempunyai

kekurangan, sehingga dalam penerapannya sangat tergantung pada

kondisi.

Khlorinasi banyak digunakan pada penyediaan air domestik

yang memperoleh air baku dari air permukaan atau air tanah.

Disamping itu sering pula digunakan pada air bersih yang telah

diolah. Zat khlor merupakan zat pengoksidasi, oleh karena itu jumlah

khlor yang dibutuhkan tergantung pada konsentrasi organik dan zat

NH3-N dalam air yang diolah.


87

Pada umumnya zat khlor dimasukkan ke dalam air dalam

bentuk gas Cl2, khlor dioksida (ClO2), sodium hipokhlorit (NaOCl)

dan calsium hipokhlorit Ca(OCl)2. Khlor bentuk calcium hipokhlorit

lebih banyak digunakan dari pada bentuk gas, karena

penanganannya lebih mudah.

a. Reaksi kimia zat khlor

Apabila khlor dalam bentuk gas ditambahkan ke dalam air,

akan terjadi 2 reaksi yaitu reaksi hidrolisa dan reaksi ionisasi. Pada

reaksi hidrolisa terbentuk hipokhlorit (HOCl), pada reaksi ionisasi

terbentuk ion (OCl-). Reaksi keseimbangannya sebagai berikut:

Reaksi hidrolisa : Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl-

Reaksi ionisasi : HOCl H+ + OCl-

b. Sisa Khlor Bebas

Sisa khlor didefinisikan sebagai jumlah (HOCl) dan OCl- ,

biasanya digunakan pula sebagai ukuran keefektifan khlor. Jumlah

sisa khlor sebagai standar pada sistem penyediaan air adalah 0,5 –

1,0 gr/m3 . Sisa khlor dapat digunakan pula sebagai ukuran jumlah

khlor yang masih ada. Dari ketiga bentuk hasil reaksi, bentuk (HOCl)

merupakan bentuk yang paling efektif sebagai disinfektan.


88

c. Reaksi Dengan Amonia

Reaksi hipokhlorit dengan amonia menghasilkan senyawa

khloramin dan gas nitrogen (N2) serta oksida nitrogen (N2O).

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

HOCl + NH3 NH2Cl (monochloramine) + H2O

HOCl + NH2Cl NHCl2 (dichloramine) + H2O

HOCl + NHCl2 NCl3 (nitrogen trichloride) + H2O

Reaksi-reaksi tersebut sangat tergantung pada pH,

temperatur, waktu kontak dan perbandingan awal antara chlorine

dengan amonia. Pada umumnya senyawa yang paling dominan

adalah monochloramine dan dichloramine. Chlorine yang ada dalam

senyawa-senyawa tersebut disebut chlorine terikat yang tersedia.

Chloramine merupakan disinfektan juga, namun kekuatannya lebih

kecil dari pada hipokhlorit.

d. Breakpoint Khlorinasi

Breakpoint khlorinasi adalah angka pada saat jumlah khlor

cukup untuk menghasilkan sisa khlor bebas. Terdapat 4 tahap yang

terlibat dalam hal ini (seperti pada Gambar 8.19).


89

Tahap 1 : zat-zat yang mudah teroksidasi, yaitu Fe2+, H2S dan

zat-zat organik bereaksi terlebih dahulu menghasilkan

khlorida.

Tahap 2 : terbentuk senyawa chloramine dan chloro-organik

Tahap 3 : penambahan khlor selanjutnya akan mengoksidasi

senyawa-senyawa di tahap 2, menghasilkan N2O,

chloride, dan N2, reaksinya sebagai berikut :

NH2Cl + NHCl2 + HOCl N2O + 4 HCl

2 NH2Cl + HOCl N2 + H2O + 3 HCl

Tahap 4: tahap breakpoint, semua chloramine dan sebagian

besar senyawa chloro-organik telah dioksidasi.

Penambahan khlor selanjutnya akan menghasilkan sisa

khlor bebas (HOCl) dan (Ocl-).

Gambar 5.19: Kurva khlorinasi “Break Point”


90

Foto contoh tabung sistem disinfektan IPAL BPPT ini dapat

dilihat seperti pada Gambar 5.20.

Gambar 5.20: Tabung Klorinasi Dengan Kaporit Tablet.

5.3. Unit Re-use Air Limbah Gedung BPPT.

5.3.1. Proses Filtrasi (Penyaringan)

Tujuan penyaringan adalah untuk memisahkan padatan

tersuspensi dari dalam air yang diolah. Pada penerapannya filtrasi

digunakan untuk menghilangkan sisa padatan tersuspensi yang tidak

terendapkan pada proses sedimentasi. Pada pengolahan air

buangan, filtrasi dilakukan setelah pengolahan kimia-fisika atau

pengolahan biologi. Ada dua jenis proses penyaringan yang umum

digunakan, yaitu penyaringan lambat dan penyaringan cepat.

Penyaringan lambat adalah penyaringan dengan memanfaatkan

energi potensial air itu sendiri, artinya hanya melalui gaya gravitasi.


91

Penyaringan ini dilakukan secara terbuka dengan tekanan

atmosferik. Sedangkan penyaringan cepat adalah penyaringan

dengan menggunakan tekanan yang melebihi tekanan atmosfir.

Berdasarkan jenis media filter yang digunakan, penyaringan

dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu filter media granular

(butiran) dan filter permukaan. Pada jenis media granular, media

yang paling baik mempunyai karakteristik sebagai berikut: Ukuran

butiran membentuk pori-pori yang cukup besar agar partikel besar

dapat tertahan dalam media, sementara butiran tersebut juga dapat

membentuk pori yang cukup halus, sehingga dapat menahan

suspensi. Butiran media bertingkat, sehingga lebih efektif pada saat

proses pencucian balik (backwash). Saringan mempunyai

kedalaman yang dapat memberikan kesempatan aliran mengalir

cukup panjang. Sejauh ini media yang paling baik adalah pasir yang

ukuran butirannya hampir seragam dengan ukuran antara 0,6 hingga

0,8 mm.

Laju operasi untuk penyaringan ditentukan oleh kualitas air

baku, pengolahan kimia yang diterapkan dan media filter. Pada

umumnya laju penyaringan pada saringan pasir cepat adalah 82,4

liter per menit/m2. Sistem yang ada pada saat ini dapat menaikkan

aliran hingga 206 liter per menit/m2. Unggun saringan yang terdiri

dari dua jenis media, yaitu arang dan pasir menghasilkan lapisan

media arang yang butirannya besar (berat jenis 1,4-1,6) berada

diatas media pasir yang lebih halus (berat jenis 2,6). Susunan media


92

dari atas ke bawah kasar-halus, akan memudahkan aliran air. Flok

yang besar akan tertahan butiran arang di bagian atas/permukaan

unggun.

Filter bertekanan dengan media pasir silika biasanya digunakan

untuk menyaring atau memisahkan zat padat tersuspesi yang

dihasilkan oleh proses oksidasi zat besi atau mangan dengan

okasigen atau udara maupun oksidasi dengan kalium permanganat

atau senyawa khlorine. Jika proses oksidasi berjalan dengan baik

maka proses penyaringan dengan filter bertekanan menggunakan

media pasir silika dapat berjalan dengan efektif.

Untuk proses penyaringan air bersih dengan menggunakan

Filter Pasir Bertekanan, kecepatan penyaringan bervariasi antara

100 – 1000 m3/m2/hari. Mernurut IDE (1990), untuk Media tunggal

berkisar antara 120 – 250 m3/m2/hari, untuk Filter dengan dua jenis

media (dual media filter) kerkisar antara 200 – 400 m3/m2/hari.

Menurut GOTA dan YAMAMOTO (1969), Kecepatan filtrasi

7,5 m m3/m2/jam, tebal lapisan pasir 45-75 cm, diameter partikel

pasir 0,4 – 0,5 mm, Head loss berkisar antara 0,3 – 0,5 kg/cm2.

Menurut Southern Chemicals untuk saringan pasir bertekanan

kecepatan penyaringan berkisar antara 20 – 25 m3/m2/hari.

Secara umum konstruksi filter pasir bertekanan ditujukkan

seperti pada Gambar 5.20. Materilal yang digunakan bervariasi


93

sesuai dengan penggunaan serta kapasitas pengolahan. Untuk

kapasitas penyaringan yang besar umumnyan menggunakan

material mild steel yang dilapis dengan rubber atau fiberglass atau

menggunakan bahan dari stainless steel, sedangkan untuk kapsitas

yang kecil umumnya menggunakan material dari fiberglass, PVC

atau stainles steel.

Gambar 5.21: Konstruksi Filter Pasir Bertekanan Yang Banyak

Digunakan

5.3.2. Proses Adsorpsi

Adsorpsi adalah penumpukan materi pada interface antara

dua fase. Pada umumnya zat terlarut terkumpul pada interface.


94

Proses adsorpsi memanfaatkan fenomena ini untuk menghilangkan

materi dari cairan. Banyak sekali adsorbent yang digunakan di

industri, namun karbon aktif merupakan bahan yang sering

digunakan karena harganya murah dan sifatnya nonpolar. Adsorbent

polar akan menarik air sehingga kerjanya kurang efektif. Pori-pori

pada karbon dapat mencapai ukuran 10 angstrom. Total luas

permukaan umumnya antara 500 – 1500 m2/gr. Berat jenis kering

lebih kurang 500 kg/m3.

Gambar 5.22: Foto Multi Media Filter Sistem Re-use Gedung BPPT.

5.3.3. Ultra Filtrasi

Saat ini teknologi filtrasi untuk penjernihan air ada dua tipe

yaitu tipe konvensional dengan menggunakan saringan pasir dan

tipe baru dengan menggunakan membrane. Teknologi membrane

saat ini berkembang sangat pesat dan mulai banyak diaplikasikan

untuk berbagai kegunaan mengingat banyak sekali keunggulan-


95

keunggulan yang dimilikinya dibanding teknologi konvensional.

Membran UF yang digunakan adalah tipe hollow fiber yang

terbuat dari poly sulfone dan diproduksi oleh Kristal.TM America.

Tingkat filtrasi dengan membrane ini adalah dapat menahan partikel

ukuran 0.1 ~ 0.01 micron dengan tekanan pompa yang rendah dan

tanpa bahan kimia dalam prosesnya sehingga memiliki biaya operasi

yang rendah. Hasil akhir air menggunakan sistem ini selalu konstan

dan bisa menghilangkan bakteri pada waktu yang bersamaan

dengan proses penghilangan material yang tersuspensi dalam air.

Kelebihan teknologi membrane ini diantaranya adalah :

1. Teknologi membrane adalah teknologi yang berwawasan

lingkungan dan ramah lingkungan, tidak menggunakan bahan

kimia yang berbahaya dan menimbulkan pencemaran.

2. Teknologi membrane memberikan jaminan kualitas air yang

lebih konstan

3. Teknologi membrane dapat memberikan operational cost yang

lebih tetap bila dibandingkan dengan teknologi konvensional.

Diagram alir teknologi ultra filtrasi ini dapat dilihat seperti

pada gambar 5.23, sedangan diagram alir sistem re-use air limbah

gedung BPPT dengan dengan teknologi multi media filter yang

digabung dengan sistem ultra filtrasi dapat dilihat seperti pada


96

gambar 5.24. Gambar 5.26 menunjukkan lay out sistem IPAL dan re-

use dalam pengelolaan limbah gedung BPPT, Jakarta.

Gambar 5.23 : Diagram Alir Teknologi Ultra Filtrasi

Gambar 5.24 : Sistem Re-use Air Limbah Gedung BPPT


97

Gambar 5.25 : Foto Sistem Re-use Air Limbah Gedung BPPT

Gambar 5.26 : Lay Out Sistem IPAL dan Re-use Gedung BPPT

Jakarta.


98

5.4. Fasilitas Pendukung

Water Meter meter

Untuk melengkapi sistem kontrol dan monitoring sistrem

operasional IPAL ini, maka pada sistem outlet IPAL tersebut

dipasang water meter. Ada beberapa fungsi flwo meter ini antara lain

:

- sebagai alat bantu sistem kontrol debit proses agar IPAL dapat

berfungsi dengan baik.

- Sebagai alat monitoring debit limbah yang terolah setiap

harinya guna kontrol kapasitas IPAL.

- Sebagai alat monitoring untuk penyusunan laporan rutin jumlah

pembuangan limbah ke lingkungan.

Gambar 5.27 : menunjukkan water meter IPAL BPPT Jakarta.

Gambar 5.27 : Water Meter Outlet IPAL BPPT.


99

Peralatan analisa

IPAL PT. Pertamina ini juga sudah dilengkapi dengan fasilitas

ruangan untuk melakukan monitoring kualitas outet dan dilengkapi

dengan beberapa peralatan untuk analisa kualitas outlet IPAL.

Dengan adanya peralatan swa pantau ini, maka diharapkan kualitas

outlet akan terpantau secara rutin dan jika ada troubel dari IPAL

dapat segera diketahui dan diambil tindakan untuk perbaikan.

Gambar 5.28 : Peralatan Analisa Swa Pantau IPAL BPPT.


100

Gambar 5.29 : Foto IPAL Gedung BPPT

Gambar 5.30 : Foto IPAL Gedung BPPT

baab vv diissainn epperreennccaannaaaann … · waktu tinggal mempunyai satuan jam, ... overflow...

Documents