perencanaan instalasi pengolahan limbah cair pada …repository.ppns.ac.id/2224/1/1015040016 - nedya...

TUGAS AKHIR (613423A)

PERENCANAAN INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PADA INDUSTRI SAOS, KECAP, DAN PERMEN TING TING JAHE

NEDYA NAYAKA SASTRI

NRP. 1015040016

DOSEN PEMBIMBING:

DENNY DERMAWAN, S.T., M.T

MOCH LUQMAN ASHARI, S.T., M.T

PROGRAM STUDI D4-TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH

JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

SURABAYA

2019

iii

TUGAS AKHIR (613423A)

PERENCANAAN INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PADA INDUSTRI SAOS, KECAP, DAN PERMEN TING TING JAHE

NEDYA NAYAKA SASTRI

NRP. 1015040016

DOSEN PEMBIMBING:

DENNY DERMAWAN, S.T., M.T

MOCH LUQMAN ASHARI, S.T., M.T

PROGRAM STUDI D4-TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH

JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

SURABAYA

2019

iv

(HALAMAN SENGAJA DIKOSONGKAN)

iv

(HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN)

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan segala

berkat, rahmat, hidayah dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

Tugas Akhir dengan judul “Perencanaan Instalasi Pengolahan Limbah Cair Pada

Industri Saos, Kecap, Dan Permen Ting-Ting Jahe” yang disusun sebagai syarat

untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma IV Teknik Pengolahan

Limbah pada Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. Dalam penysunan tugas

akhir ini berbagai pihak banyak membantu, memberi semangat, bimbingan,

membina serta dukungan dari berbagai hal hingga laporan tugas akhir ini dapat

terselesaikan. Pihak-pihak yang telah ikut berkontribusi khususnya:

1. Bapak Ir. Eko Julianto. M.Sc., F.RINA., selaku direktur Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

2. Bapak George Endri K., ST, MSc., selaku ketua jurusan Teknik Permesinan Kapal

Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

3. Bapak Denny Dermawan, ST., MT., selaku Koordinator Program Studi D4 Teknik

Pengolahan Limbah serta selaku dosen pembimbing I yang telah meluangkan

waktu, memberikan bimbingan, saran, bantuan serta doanya hingga tugas akhir ini

dapat terselesaikan dengan baik.

4. Bapak Moch. Luqman Ashari, ST., MT., selaku dosen pembimbing II yang telah

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, bantuan, masukan serta doa,

sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

5. Ibu Tanti Utami Dewi, S.Si., M.Sc selaku Koordinator Tugas Akhir Program Studi

Teknik Pengolahan Limbah Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

6. Ibu Ulvi Pri Astuti, S.T., M.T., selaku dosen penguji yang telah memberikan

bantuan, masukan serta doanya hingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan

baik.

7. Bapak Moch. Chairul Rizal, S.T., M.T., selaku dosen penguji yang telah

memberikan bantuan, masukan serta doanya hingga tugas akhir ini dapat

terselesaikan dengan baik.

8. Kedua orang tua yakni Bapak Eko Nurul dan Ibu Siti Rahmawati serta adik adikku

tercinta Lintang Lazuardi, Dayinta Noor Aslama, Kenzie Ainuurohman Lazuardi

v

yang selalu mendoakan, memberi kasih sayang, memberikan dukungan, nasehat,

pengertian dan bantuan pengerjaan Tugas Akhir ini dari awal hingga akhir.

9. Seluruh Dosen dan Karyawan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya yang telah

memberikan ilmu dan pengetahuan kepada penulis, selama penulis menyelesaikan

pendidikan di Teknik Pengolahan Limbah Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

10. Bapak Hari Suyono, S.T., M.T., selaku pegawai Dinas Lingkungan Hidup Kota

Kediri yang telah memberikan masukan, saran serta doanya hingga tugas akhir ini

dapat terselesaikan.

11. Ibu Kiki selaku pemilik pabrik saos, kecap dan permen ting-ting yang bersedia

meluangkan waktu untuk penelitian saya selama di pabrik mengambil data dan

sampel.

12. Ajie Tondo Utomo yang telah membantu, mendoakan dan memberikan dukungan

pengerjaan Tugas Akhir ini dari awal hingga akhir.

13. Febri Aditya Harmoko yang telah membantu, mendoakan dan memberikan

masukan saran pengerjaan Tugas Akhir.

14. Istina, Putri, Annisa, Balqis, Dian, Suci, Nadya, Citra, Jihan yang telah meluangkan

waktunya, memberikan bantuan dan dukungan saat di laboratorium dan koridor

hingga larut malam.

15. Bela Paradita yang telahmembantu, mendoakan dan memberikan dukungan

pengerjaan Tugas Akhir.

16. Teman seperjuangan Teknik Pengolahan Limbah angkatan 2015 yang telah saling

mendoakan dan memberikan semangat selama pengerjaan Tugas Akhir dari awal

hingga akhir.

Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih belum sempurna,

karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Semoga Tugas akhir ini

memberikan manfaat dan wawasan bagi kita semua.

Surabaya, 15 Juli 2019

Nedya Nayaka Sastri

vi

PERENCANAAN INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

PADA INDUSTRI SAOS, KECAP, DAN PERMEN TING-TING

JAHE

Nedya Nayaka Sastri

ABSTRAK

Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe memiliki lahan seluas 1.420

m2. Hasil produksi kecap, saos, dan permen ting-ting masing-masing yaitu 240

botol, 960 botol, dan 7 kg. Karakteristik air limbah dari industri ini melebihi Baku

Mutu Pergub Jatim No 72 Tahun 2013 dengan nilai COD 6.048,9 mg/L, BOD

2.397,5 mg/L, dan TSS 1.840 mg/L. Pengambilan sampel air limbah mengacu

pada SNI 6989.59:2008. Oleh karena itu DLH Kota Kediri mewajibkan

pembangunan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Tujuan dari penelitian ini

yaitu mengidentifikasi karakteristik air limbah, menentukan teknologi pengolahan

air limbah, menyusun nota perhitungan dimensi dan konstruksi bangunan

IPAL,serta menyusun gambar detail IPAL. Teknologi IPAL yang dipilih yaitu

alternatif 1 yang terdiri dari unit barscreen, bak ekualisasi(1,7m×1,7m×1,8 m),

tangki netralisasi (diameter 0,6 m dan tinggi 0,7 m), Anaerobic Baffle

Reactor/ABR (2,3m×1,5m×1,5m), Extended Aeration/EA (5m×1,8m×4m), dan

clarifier (diameter 3,5 m dan tinggi 3 m). Struktur bangunan unit ekualisasi, ABR,

dan EA memiliki tulangan dinding sebanyak 6 buah dengan jarak 170 mm dan

tulangan lantai sebanyak 8 buah dengan jarak 130 mm.

Kata Kunci: IPAL, barscreen, ekualisasi, netralisasi, Anaerobic Baffle Reactor,

Extended Aeration

vii


viii

WASTE WATER TREATMENT PLANT IN KETCHUP, SAUCE

ANDTING TING GINGERCANDY INDUSTRY

Nedya Nayaka Sastri

ABSTRACT

An industry that produces soy sauce, sauce, and ting-ting ginger candy has a

land area of 1.420 m2. The production of soy sauce, sauce, and ting-ting ginger

candy was 240 bottles, 960 bottles, and 7 kg respectively. Wastewater

characteristics of this industry is higher than East Java Governor Regulationwith

COD 6.048,9 mg/L, BOD 2.397,5 mg/L, and TSS1.840 mg/L. Sampling was based

on SNI 6989.59:2008. Because of that, the environmental service authorities

obliged to build Waste Water Treatment Plant (WWTP). The purpose of the

WWTP planning in this study was to identify the characteristics of wastewater,

determine the technology of wastewater treatment, compile dimensional

calculation notes and construction of WWTP buildings, and compile detailed

WWTP drawings. Selected WWTP technology is alternative 1 which consists of a

barscreen unit, equalization tank (1,7 m, 1,7 m, 1,8 m), netralitation tank

(diameter 0,63 m and height 0,7 m), anaerobic baffle reactor (2,3 m, 1,5 m, 1,5

m), extended aeration (5 m, 1,8 m, 4 m), and clarifier (diameter 3,5 m and height

3 m). Structure of equalization tank, ABR, dan EA has 6 pieces of wall

reinforcement with a distance of 170 mm and 8pieces of floor reinforcement with

a distance of 130 mm.

Keyword : WWTP, barscreen, equalization, netralitation, anaerobic baffle

reactor, extended aeration

ix


x

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................ iv

ABSTRAK ........................................................................................... vi

ABSTRACT ....................................................................................... viii

BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 2

1.3 Tujuan ................................................................................................................. 3

1.4 Manfaat ............................................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah .................................................................................................. 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 5

2.1 Limbah Cair ........................................................................................................ 5

2.2 Sumber Limbah Cair ........................................................................................... 5

2.3 Karakteristik Limbah Cair ................................................................................... 6

2.3.1 Karakteristik Fisik ............................................................................................. 6

2.3.2 Karakteristik Kimia .......................................................................................... 8

2.3.3 Karakteristik Biologis ....................................................................................... 9

2.4 Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe ............................................ 9

2.4.1 Proses Produksi ............................................................................................... 10

2.4.2 Limbah yang Dihasilkan ................................................................................. 13

2.5 Baku Mutu ......................................................................................................... 14

2.6 Parameter Uji .................................................................................................... 15

2.6.1 BOD (Biochemical Oxygen Demand) ............................................................ 15

2.6.2 COD (Chemical Oxygen Demand) .................................................................. 15

xi

2.6.3 TSS(Total Suspended Solid) ........................................................................... 16

2.6.4 Keasaman air (pH) .......................................................................................... 16

2.7 Teknologi Instalasi Pengolahan Air Limbah..................................................... 17

2.7.1 Pre-Treatment ( Pengolahan Pendahuluan ) ................................................... 17

2.7.2 Primary Treatment .......................................................................................... 19

2.7.3 Secondary Treatment ...................................................................................... 21

2.7.4 Pengolahan Tahap Ketiga ............................................................................... 25

2.7.5 Parameter Kinerja Unit Pengolahan ................................................................ 27

2.8 Debit Air Limbah .............................................................................................. 30

2.9 Konstruksi Instalasi Pengolahan Air Limbah ................................................... 31

2.9.1 Pembebanan .................................................................................................... 31

1. Kombinasi Pembebanan .................................................................................. 33

2. Beton ............................................................................................................... 33

3. Dinding Penahan Tanah .................................................................................. 37

4. Tulangan Pelat ................................................................................................ 40

2.10 SAP2000 ........................................................................................................... 43

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN .......................................... 53

3.1 Kerangka Penelitian .......................................................................................... 53

3.2 Identifikasi Permasalahan ................................................................................. 55

3.2.1 Latar Belakang ................................................................................................. 55

3.2.2 Kondisi Ideal .................................................................................................... 55

3.3 Studi Literatur ................................................................................................... 56

3.4 Pengumpulan Data ............................................................................................ 56

3.4.1 Data Primer ..................................................................................................... 57

3.4.2 Data Sekunder ................................................................................................. 61

3.5 Analisis dan Pembahasan .................................................................................. 62

xii

3.6 Analisis Hasil Perancangan ............................................................................... 65

3.7 Kesimpulan ....................................................................................................... 65

4.7 Jadwal Pelaksanaan Penelitian .......................................................................... 66

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................. 67

4.1 Identifikasi Karakteristik dan Debit Air Limbah .............................................. 67

4.1.1 Identifikasi Karakteristik Air Limbah .............................................................. 67

4.1.2 Pengukuran Debit Air Limbah ......................................................................... 67

4.2 Alternatif Perencanaan ............................................................................................ 68

4.3 Perhitungan Dimensi Unit ....................................................................................... 75

4.3.1 Barscreen ......................................................................................................... 75

4.3.2 Bak Ekualisasi .................................................................................................. 78

4.3.3 Tangki Netralisasi ............................................................................................ 80

4.3.4 Anaerobic Baffle Reaktor................................................................................ 85

4.3.5 Extended Aeration ........................................................................................... 92

4.3.6 Clarifier ......................................................................................................... 100

4.4 Struktur Bangunan IPAL ................................................................................. 107

4.4.1 Data Geoteknik ............................................................................................... 107

4.4.2 Material struktur ............................................................................................ 108

4.4.3 Pembebanan .................................................................................................. 108

4.4.4 Kombinasi pembebanan ................................................................................ 111

4.4.5 Perhitungan Tulangan .................................................................................... 111

a. Bak Ekualisasi ............................................................................................... 111

b. Bak Anaerobic Baffle Reactor ....................................................................... 122

Penulangan Geser ............................................................................ 136

c. Bak Extended Aeration.................................................................................. 137

Penulangan Geser ............................................................................ 151

xiii

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ........................................... 153

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 153

5.2 Saran ............................................................................................................... 153

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 155

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Diagram Alir Pembuaan Kecap Dari Bahan Baku Kedelai ......................... 11

Gambar 2. 2 Diagram Alir Pembuatan Saos ..................................................................... 12

Gambar 2. 3 Diagram Alir Pembuatan Permen Ting-Ting Jahe ....................................... 13

Gambar 2. 4 Diagram Alir Extended Aeration .................................................................. 23

Gambar 2. 5 Ukuran Dinding Penahan Tanah Tipe Gravitasi........................................... 38

Gambar 2. 6 Ukuran Dinding Penahan Tanah Tipe kantilever ......................................... 39

Gambar 2. 7 One Way Slab ............................................................................................... 41

Gambar 2. 8 Two Way Slab ............................................................................................... 41

Gambar 2. 9 Tampilan SAP 2000 v11.0.0 ........................................................................ 43

Gambar 2. 10 Menu Bar File ............................................................................................. 43

Gambar 2. 11 Jendela kerja New Model ........................................................................... 44

Gambar 2. 12 Jendela Kerja Quick Grid Lines ................................................................. 44

Gambar 2. 13 Tampilan Grid Awal ................................................................................... 45

Gambar 2. 14 Menu Bar Define ........................................................................................ 45

Gambar 2. 15 Jendela Kerja Define Materials .................................................................. 46

Gambar 2. 16 Jendela Kerja Material Property Data ........................................................ 46

Gambar 2. 17 Jendela Kerja Material Property Data ........................................................ 47

Gambar 2. 18 Jendela Kerja Define Materials .................................................................. 47

Gambar 2. 19 Jendela Kerja Add New Properties ............................................................. 48

Gambar 2. 20 Jendela Kerja Rectangular Section ............................................................. 48

Gambar 2. 21 Jendela Kerja Define Load Pattern ............................................................ 49

Gambar 2. 22 Jendela Kerja Properties Of Object ............................................................ 49

Gambar 2. 23 Jendela Kerja Rectangular Section ............................................................. 50

Gambar 2. 24 Jendela Kerja Joint Restraints .................................................................... 50

Gambar 2. 25 Jendela Kerja Frame Gravity Loads ........................................................... 50

Gambar 2. 26 Jendela Kerja Set Load Cases to Run ......................................................... 51

Gambar 2. 27 Jendela Kerja Member Force Diagram For Frame ................................... 51

Gambar 3. 1 Kerangka Penelitian ..................................................................................... 54

Gambar3.2 Lokasi Perencanaan IPAL dan Lokasi Titik Sampling .................................. 59

Gambar 3. 3 Data Boring .................................................................................................. 62

Gambar 4. 1 Alternatif 1 ................................................................................................... 69



xv

Gambar 4. 4Barscreen ....................................................................................................... 75

Gambar 4. 5 Tangki Dosing .............................................................................................. 82

Gambar 4. 6 Ukuran Tangki Dosing yang Sesuai Pasaran ............................................... 82

Gambar 4. 7 Dosing Pump ................................................................................................ 83

Gambar 4. 8 Mixer ............................................................................................................ 83

Gambar 4. 9 Faktor Penyisihan BOD terhadap OrganicOverloading pada ABR ............. 89

Gambar 4. 10 Grafik Penyisihan BOD terhadap Konsentrasi BOD pada ABR ............... 89

Gambar 4. 11 Grafik Faktor Penyisihan BOD terhadap Temperatur pada ABR 89

Gambar 4. 12 Grafik Faktor Penyisihan BOD terhadap Jumlah Kompartemen ABR ...... 90

Gambar 4. 13 Grafik Penyisihan BOD terhadap HRT pada ABR Rencana ..................... 90

Gambar 4. 14 Grafik Faktor Penyisihan COD berdasarkan Penyisihan BOD .................. 90

Gambar 4. 15 Grafik Penyisihan TSS dan BOD terhadap Waktu Pengendapan ABR ..... 91

Gambar 4. 16Disc Diffuser ............................................................................................... 99

Gambar 4. 17Root Blower .............................................................................................. 100

Gambar 4. 18 Ilustrasi bak clarifier ................................................................................ 106

Gambar 4. 19Diagram Percepatan Spektral Wilayah Kediri .......................................... 110

Gambar 4. 20Tabel Kategori Resiko (SNI-3-1726-2012) ............................................... 110

Gambar 4. 21Faktor Keutamaan Gempa (SNI-3-1726-2012) ......................................... 111

Gambar 4. 22 Faktor Modifikasi Respon Struktur (SNI-3-1726-2012) .......................... 111

Gambar 4. 23Tampak Atas Balok Dan Kolom Pada Bak Ekualisasi.............................. 113

Gambar 4. 24 Penambahan Joint Spring Pada Unit Ekualisasi ....................................... 114

Gambar 4. 25 Beban Air Limbah Bak Ekualisasi ........................................................... 115

Gambar 4. 26 Beban Tanah Pada Bak Ekualisasi ........................................................... 116

Gambar 4. 27 Balok Dan Kolom Pada Unit ABR .......................................................... 123

Gambar 4. 28 Gambar Penambahan Joint Spring Pada Unit ABR ................................. 125

Gambar 4. 29Penambahan Beban AirLimbah Pada ABR .............................................. 127

Gambar 4. 30Penambahan Beban Tanah Pada ABR ...................................................... 127

Gambar 4. 31Balok Dan Kolom Bak Extended Aeration Tampak Atas. ........................ 138

Gambar 4. 32 Penambahan Joint Spring Pada Unit Extended Aeration ......................... 140

Gambar 4. 33Beban Air Limbah Yang Masuk Kedalam Bangunan ............................... 142

Gambar 4. 34 Beban Tanah Yang Masuk Kedalam Bangunan ...................................... 143

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Baku Mutu Air Limbah Industri Saos .............................................................. 14

Tabel 2. 2 Baku Mutu Air Limbah Industri Kecap ........................................................... 15

Tabel 2. 3 Kriteria Desain Barscreen ................................................................................ 18

Tabel 2. 4 Kriteria Bak Ekualisasi ................................................................................... 19

Tabel 2. 5 Kriteria Desain Sedimentasi ............................................................................. 20

Tabel 2. 6 Kriteria Desain Extended Aeration .................................................................. 23

Tabel 2. 7 Kriteia Desain Sequencing Batch Reactor ....................................................... 25

Tabel 2. 9 Kriteria Desain Anaeroic Baffle Reactor ........................................................ 25

Tabel 2. 10 Kelas Dan Mutu Beton ................................................................................... 34

Tabel 2. 11 Ukuran Baja Tulangan Beton Polos ............................................................... 35

Tabel 2. 12 Ukuran Baja Tulangan Sirip ........................................................................... 35

Tabel 3. 1Hasil Laboratorium Awal .................................................................................. 55

Tabel 3.2 Jadwal Pelaksanaan Penelitian .......................................................................... 66

Tabel 4. 1 Hasil Uji Laboratorium .................................................................................... 67

Tabel 4. 2 Fluktuasi Air Limbah ....................................................................................... 68

Tabel 4. 3Dasar Pemilihan Alternatif 1 ............................................................................. 72

Tabel 4. 4 Dasar Pemilihan Alternatif 2 ........................................................................... 72

Tabel 4. 5Dasar pemilihan Alternatif 3 ............................................................................ 73

Tabel 4. 6Hasil Perhitungan Neraca Massa Dari Ketiga Alternatif Perencanaan ............. 73

Tabel 4. 7 Perbandingan Alternatif Perencanaan ditinjau dari Berbagai Aspek ............... 74

Tabel 4. 8 Kriteria Design Bar Screen .............................................................................. 75

Tabel 4. 9 Data Volume Bak Ekualisasi ........................................................................... 79

Tabel 4. 10 Spesifikasi Dosing Pump ............................................................................... 83

Tabel 4. 11 Spesifikasi Mixer ........................................................................................... 83

Tabel 4. 12 Perencanaan Tangki Netralisasi ..................................................................... 84

Tabel 4. 13 Kriteria Desain ABR ...................................................................................... 85

Tabel 4. 14 Kriteria Desain Extended Aeration ................................................................ 93

Tabel 4. 15Spesifikasi diffuser .......................................................................................... 99

Tabel 4. 16 Spesifikasi Root Blower ............................................................................... 100

Tabel 4. 17 Kriteria Desain ............................................................................................. 100

Tabel 4. 18 Tabel Data Sondir ........................................................................................ 107

Tabel 4. 19 Klasifikasi Situs ........................................................................................... 109

Tabel 4. 20 Beban Pada Unit Bak Ekualisasi .................................................................. 112

xvii

Tabel 4. 21Nilai Koefisien Daya Dukung Tanah ............................................................ 113

Tabel 4. 22 Gaya Pada Bak Ekualisasi ........................................................................... 116

Tabel 4. 23 Beban Pada Unit Bak ABR .......................................................................... 123

Tabel 4. 24 Nilai Koefisien Tanah .................................................................................. 124

Tabel 4. 25 Gaya Pada Bak ABR .................................................................................... 128

Tabel 4. 26 Beban Gaya Bak Extended Aeration ........................................................... 137

Tabel 4. 27Nilai Koefisien Daya Dukung Tanah ............................................................ 138

Tabel 4. 28 Gaya Pada Unit Extended Aeration ............................................................. 143

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Permasalahan lingkungan selama ini yang paling dominan adalah

permasalahan limbah cair. Besarnya dampak limbah cair yang tidak

dikelola terhadap lingkungan sekitar memberikan dampak yang luar biasa

pada kualitas sumber daya air. Menurunnya kualitas air akan

menyebabkan permasalahan kesehatan pada masyarakat, kelangkaan air di

masa mendatang, kepunahan ekosistem perairan yang akan terjadi bila

masyarakat tidak peduli terhadap permasalahan perairan.

Setiap kegiatan produksi diperlukan berbagai bahan, air, dan energi

untuk menghasilkan suatu produk tertentu. Proses produksi tidak ada yang

memiliki efisiensi yang sempurna, sehingga masih dihasilkan limbah baik

padat, cair, maupun gas. Sisa hasil proses produksi yang tidak

dimanfaatkan didefinisikan sebagai limbah harus diolah, agar tidak

menimbulkan pencemaran dan penurunan kualitas lingkungan. Pengolahan

limbah adalah upaya terakhir dalam sistem pengelolaan limbah setelah

sebelumnya dilakukan optimasi proses produksi. Pengolahan limbah

dimaksudkan untuk menurunkan tingkat cemaran yang terdapat dalam

limbah, sehingga aman untuk dibuang ke lingkungan (Rachman,2009).

Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe merupakan

sebuah industri menengah yang berlokasi di Kediri Jawa Timur. Industri

ini memproduksi tiga jenis produk yaitu saos yang berbahan ketela, kecap

yang berbahan kedelai, dan permen tingting yang berbahan jahe. Bahan

produk yang kebanyakan berasal dari tumbuhan membuat Industri Kecap,

Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe tidak luput memperhatikan kelestarian

lingkungan. Namun, pada proses produksi akhirnya Industri Kecap, Saos,

dan Permen Ting-Ting Jahe belum memiliki Instalasi Pengolahan Air

Limbah (IPAL), sehingga berpotensi mencemari lingkungan.

2

Pengolahan limbah cair dapat dilakukan secara fisik, kimia,

maupun secara biologis. Secara umum karakteristik limbah cair industri

pangan mengandung bahan organik yang tinggi, bahan tersuspensi, dan

volume limbah yang besar. Pada pengolahan air untuk mengolah limbah-

limbah organik seperti limbah domestik, industri makanan dan minuman

cocok mengunakan pengolahan air limbah biologis. Padapengolahan

biologis, polutan-polutan organik dalam limbah akan diurai secara

biokimia oleh mikroba (mikroorganisme) menjadi senyawa sederhana

seperti air (H2O), karbondioksida (CO2), metan(CH4), dan gas nitrogen

(N2) (Herlambang,2005).

Proses pemilihan unit pengolahan memerlukan pertimbangan baik

dari segi kemampuan suatu proses dalam meremoval polutan, kemampuan

finansial, maupun dari segi kemudahan operasi dan perawatan. Pada

perencanaan IPAL Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe

mengacu pada kriteria mutu air berdasarkanPergub Jatim nomor72 tahun

2013 tentang Baku Mutu Limbah Industri. Limbah akan dibuang ke badan

air yang merupakan sumber dari aktivitas hidup sehari-hari manusia

berhubungan dengan pemakaian air.

Perencanaan ini bertujuan untuk merencanakan pengolahan air

limbah yang sesuai untuk Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting

Jahe. Aspek yang dikaji merupakan aspek teknis berkaitan dengan

penentuan unit pengolahan limbah cair serta perhitungan pembangunan

IPAL.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari perancangan ini adalah :

1. Bagaimana karakteristik air limbah pada Industri Kecap, Saos, dan Permen

Ting-Ting Jahe?

2. Bagaimana teknologi pengolahan air limbah yang tepat pada Industri

Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe?

3. Bagaimana perancangan instalasi pengolahan air limbah pada Industri


3

4. Bagaimana gambar detail IPAL pada Industri Kecap, Saos, dan Permen

Ting-Ting Jahe?

1.3 Tujuan

Tujuan dari perencanaan ini adalah :

1. Mengidentifikasi karakteristik air limbah pada Industri Kecap, Saos, dan

Permen Ting-Ting Jahe.

2. Menentukan teknologi pengolahan air limbah pada Industri Kecap, Saos,

dan Permen Ting-Ting Jahe.

3. Menyusun nota perhitungan dimensi dan konstruksi bangunan IPAL

pada Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe.

4. Menyusun gambar detail IPAL pada Industri Kecap, Saos, dan Permen

Ting-Ting Jahe.

1.4 Manfaat

Manfaat dari perencanaan ini adalah dihasilkannya desain pengolahan air

limbah sesuai dengan kebutuhan dan karakteristik air limbah,sehingga dapat

dimanfaatkan untuk membangun IPAL Industri Kecap, Saos, dan Permen

Ting-Ting Jahe di Kota Kediri.

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah yang dimaksud adalah :

1. Penyusunan nota perhitungan desain IPAL meliputi perhitungan desain

IPAL meliputi dimensi dan konstruksi IPAL.

2. Perencanaan instalasi pengolahan air limbah dari Industri Kecap, Saos,

dan Permen Ting-Ting Jahe di Kota Kediri.

3. Tidak menyusun RAB dan BOQ.

4. Tidak mendesain sistem perpipaan air limbah menuju IPAL.

5. Tidak mendesain elekrikal IPAL.

6. Tidak mendesain pengolahan lumpur.

4

HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Limbah Cair

Menurut Peraturan Pemerintah RI No.82 tahun 2001, air limbah

adalah sisa dari suatu usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair. Air

limbah dapat berasal dari rumah tangga (domestik) maupun industri.

Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup,zat,

energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga

kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak

dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Beban pencemaran adalah

jumlah suatu unsur pencemar yang terkandung dalam air atau air limbah.

2.2 Sumber Limbah Cair

Air limbah berdasarkan sumber dapat dibagi menjadi

(Kencanawati,2016):

1. Limbah Cair Domestik

Limbah cair domestik adalah hasil buangan dari perumahan,

bangunan perdagangan, perkantoran, dan sarana sejenisnya. volume

limbah cair dari daerah perumahan bervariasi, dari 200 sampai 400 liter

per orang per hari, tergantung pada tipe rumah. Aliran terbesar berasal

dari rumah keluarga tunggal yang mempunyai beberapa kamar mandi,

mesin cuci otomatis, dan peralatan lain yang menggunakan air. Angka

volume limbah cair sebesar 400 liter/orang/hari bisa digunakan untuk

limbah cair dari perumahan dan perdagangan, ditambah dengan

rembesan air tanah (infiltration). Air limbah rumah tangga sebagian

besar mengandung bahan organik sehingga memudahkan di dalam

pengelolaannya.

2. Limbah Cair Industri

Limbah cair industri adalah buangan hasil proses/sisa dari suatu

kegiatan/usaha yang berwujud cair, dimana kehadirannya pada suatu saat

dan tempat tidak dikehendaki lingkungannya, karena tidak mempunyai

6

nilai ekonomis sehingga cenderung untuk dibuang (Asmadi dan Suharno

dalam kencanawati,2016).

2.3 Karakteristik Limbah Cair

Mengidentifikasi air limbah dapat melihat karakteristik dari air

limbah tersebut. Dalam menentukan karakteristik limbah maka ada tiga

jenis sifat yang harus diketahui yaitu sifat fisik, sifat kimia, dan sifat

biologis.Selain karakteristik air limbah, cara yang tepat untuk

mengidentifikasi air limbah perlu diketahui asal sumber pencemar

tersebut. Keberadaan sumber pencemar akan menentukan karakteristik

dari pencemar.

2.3.1 Karakteristik Fisik

Sifat fisik suatu limbah ditentukan berdasarkan jumlah padatan

terlarut, tersuspensi dan total padatan, kekeruhan, warna, bau dan

temperature. Sifat fisik ini beberapa diantaranya dapat dikenali secara

visual tapi untuk mengetahui secara pasti maka digunakan analis

laboratorium. Berikut sifat fisik pada limbah (Kencanawati,2016):

1) Padatan

Dalam limbah ditemukan zat padat yang secara umum

diklasifikasikan kedalam dua golongan besar yaitu padatan terlarut dan

padatan tersuspensi. Padatan tersuspensi terdiri dari partikel koloid dan

partikel biasa. Jenis partikel dapat dibedakan berdasarkan diameternya.

Jenis padatan terlarut maupun tersuspensi dapat bersifat organis

maupun sifat inorganic tergantung dari mana sumber limbah.

Disamping kedua jenis padatan ini ada lagi padatan yang dapat

terendap karena mempunyai diameter yang lebih besar dan dalam

keadaan tenang dalam beberapa waktu akan mengendap sendiri karena

beratnya.

7

2) Kekeruhan

Sifat keruh air dapat dilihat dengan mata secara langsung karena

ada partikel koloidal yang terdiri dari tanah liat, sisa bahan-bahan,

protein, dan ganggang yang terdapat dalam limbah.kekeruhan

merupakan sifat optis larutan. Sifat keruh membuat hilang nilai

estetikanya.

3) Bau

Sifat bau limbah disebabkan karena zat-zat organik yang telah

terurai dalam limbah mengeluarkan gas-gas seperti sulfide atau

amoniak yang menimbulkan penciuman tidak enak bagi penciuman

disebabkan adanya campuran nitrogen, sulfur dan fosfor yang berasal

dari pembusukan protein yang dikandung limbah. Timbulnya bau yang

diakibatkan limbah merupakan suatu indikator bahwa terjadi proses

alamiah. Dengan adanya bau ini akan lebih mudah menghindarkan

tingkat bahaya yang ditimbulkannya dibandingkan dengan limbah

yang tidak menghasilkan bau.

4) Temperatur

Limbah yang mempunyai temperatur panas yang akan

mengganggu pertumbuhan biota tertentu. Temperatur yang

dikeluarkan suatu limbah cair harus merupakan temperatur alami.

Suhu berfungsi memperlihatkan aktifitas kimiawi dan biologis. Pada

suhu tinggi pengentalan cairan berkurang dan mengurangi sedimentasi.

Tingkat zat oksidasi lebih besar pada suhu tinggi dan

pembusukanjarang terjadi pada suhu rendah. Jenis mikroorganisme

yang sesuai dengan kondisi temperatur akan menjadi dominan dalam

sistem. Temperatur dalam pengolahan air buangan secara aerobi

bukan merupakan faktor yang dikondisikan karena temperatur sangat

dipengaruhi oleh iklim yang ada.

8

5) Warna

Warna dalam air disebabkan adanya ion-ion logam besi dan

mangan (secara alami), humus, plankton, tanaman, air dan buangan

industri. Warna berkaitan dengan kekeruhan, dan dengan

menghilangkan kekeruhan kelihatan warna nyata. Demikian juga

warna dapat disebabkan zat-zat terlarut dan zat tersuspensi. Warna

menimbulkan pemandangan yang jelek dalam air limbah meskipun

warna tidak menimbulkan sifat racun.

2.3.2 Karakteristik Kimia

Karakteristik kimia air limbah ditentukan oleh BOD, COD, dan logam-

logam berat yang terkandung dalam air limbah.

1) DO (Dissolved Oxygen)

Proses respirasi mikroorganisme aerob dan bentuk kehidupan

aerobik lainnya. Bila terjadi peningkatan reaksi kimia pada air limbah

seiring dengan terjadinya peningkatan temperatur, yang tentu akan

melibatkan pengunaan oksigen, maka level DO akan cenderung lebih

rendah atau bahkan kritis pada musim panas. Permasalahan ini terjadi

pada musim panas dikarenakan stream flowyang terjadi umumnya rendah,

sehingga kuantitas total ketersediaan oksigen juga menjadi rendah.

Ketersediaan DO dalam air limbah sangat diperlukan (Wulandari, 2012).

2) Alkalinitas

Tinggi rendahnya alkalinitas air ditentukan oleh senyawa karbonat,

garam-garam hidroksida, magnesium dan natrium dalam air. Tingginya

kandungan zat tersebut mengakibatkan kesadahan dalam air. Semakin

tinggi kesadahan suatu air semakin sulit air berbuih (Kencanawati,2016).

3) Nitrogen

Nitrogen dan fosfor secara bersama-sama antara memberikan

kenaikan yang perlu diperhatikan. Sebab bahan ini meningkatan

pertumbuhan algae dan tumbuhan air. Nitrogen dalam air dengan cepat

9

akan berubah menjadi nitrogen organik atau amoniak nitrogen.

Pemindahan dari introgen organik kedalam amoniak juga dimasukan

dalam tipe pengolahan air limbah secara biologis. amoniak kemudian

digunakan oleh bakteri untuk sel tiruan dengan menghasilkan oksidasi ke

nitit atau nitrat. Nitrit akan cepat berubah menjadi nitrat melalui oksidasi

(Wulandari,2012)

4) Metan

Gas metan terbentuk akibat penguraian zat-zat organik dalam

kondisi anaerob pada air limbah. Gas ini dihasilkan lumpur yang

membusuk pada dalam kolam, tidak berdebu, tidak berwarna dan mudah

terbakar. Methan juga ditemukan di rawa-rawa dan sawah

(Kencanawati,2016).

2.3.3 Karakteristik Biologis

Bahan-bahan organik dalam air terdiri dari berbagai macam

senyawa. Protein adalah salah satu senyawa kimia organik yang

membentuk rantai kompleks, mudah terurai menjadi senyawa-senyawa

lain seperti asam amino. Bahan yang mudah larut dalam air akan terurai

menjadi enzim dan bakteri tertentu. Bahan ragi akan terfermentasi

menghasilkan alkohol. Pati sukar larut dalam air, akan tetapi dapat diubah

menjadi gula oleh aktifitas mikrobiologi. Bahan-bahan ini dalam limbah

akan diubah oleh mikroorganisme menjadi senyawa kimia yang sedrehana

seperti karbon dioksida dan air serta amoniak (Ginting,2007).

2.4 Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe

Berdasarkan dokumen DPLH, Industri menengah ini berdiri pada

tahun 2000 di Kota Kediri. Industri ini berawal dari produksi rumahan.

Perusahaan ini bergerak dalam bidang produksi dan penjualan makanan

produknya meliputi:

10

1) Produksi kecap

Pada proses produksi kecap ini memiliki kapasitas produksi

dalam sekali batch sebanyak 5 peti, untuk satu peti berisi 24 botol,

jumlah botol yang dihasikan per batch120 botol.Dalam sehari proses

produksi dapat dua kali batch , jadi dalam sehari terdapat 240 botol.

Ukuran botol yang digunakan adalah 620 ml.

2) Produksi saos

Pada proses produksi saos ini memiliki kapasitas produksi dalam

sehari sebanyak 40 peti, untuk satu peti berisi 24 botol, jumlah botol

yang dihasikan perhari 960 botol. Ukuran botol yang digunakan adalah

620 ml.

3) Produksi permen ting-ting jahe

Pada proses produksi permen ting-ting jahe memiliki hasil 3,5 kg

per batch, dalam sehari terdapat dua kali proses pemasakan. Jadi,

dalam sehari menghasilkan 7 kg permen ting-ting jahe.

Industri kecap dan saos adalah jenis industri domestik yang dalam

proses pembuatannya menggunakan bahan baku seperti kedelai, gula,

dan rempah-rempah. Sedangkan dalam pembuatan saos bahan baku yang

digunakan tepung tapioka, cabe, tomat, pewarna, dan lain-lain.

Berdasarkan proses produksinya yang menghasilkan produk utama kecap

dan saos juga menghasilkan limbah dalam bentuk cair yang berasal air

pencucian botol, air rendaman kedelai (baceman), maupun air dari proses

produksi.

2.4.1 Proses Produksi

2.4.1.1 Produksi Kecap

Ada beberapa jenis bahan baku yang digunakan untuk

pembuatan kecap seperti kedelai, tempe gembus, air kelapa dan juga

ada yang menggunakan “sari pati” kecap (biang kecap)

(Herlambang,2005). Pada industri kecap ini mengunakan kedelai yang

11

bahannya diambil dari pihak ketiga (DPLH,2018). Proses pembuatan

kecap dapat dilihat pada Gambar 2.1berikut.

Gambar 2. 1Diagram Alir Pembuaan Kecap Dari Bahan Baku Kedelai

(Herlambang, 2005)

2.4.1.2 Produksi Saos

Pada pembuatan saos mengunakan beberapa jenis bahan, yaitu

mengunakan ketela dan tomat. Pada umumnya industri saos

mengunakan tomat sebagai bahan dasar pembuatan saos. Namun pada

industri kali ini mengunakan bahan dasar utama ketela. Ketela yang

digunakan adalah ketela kaspe (DPLH,2018). Berikut alur proses

pembuatan saos berbahan dasar ubi jalar pada Gambar 2.2 sebagai

berikut.

12

Gambar 2. 2Diagram Alir Pembuatan Saos

(Sumber: DPLH, 2018)

2.4.1.3 Produksi Permen Ting Ting Jahe

Ting-ting jahe merupakan makanan ringan sejenis permen yang

terbuat dari gula dan jahe. Proses pembuatanya cukup sederhana, yaitu

dengan memasak gula tebu sampai mendidih, kemudian dimasukan air

jahe dan tepung tapioka, adonan ini terus dipanasi sembari di bolak

balik,agar tidak gosong. Setelah matang dan kental, adonan dituangkan

di wadah untuk diproses dengan cara pendinginan diangin-anginkan.

Permen dipotong kecil-kecil agar mudah dikonsumsi, terutama untuk

anak-anak. Pada saat pembungkusan permen harus di lapisi oleh gula

halus, agar permen tidak menempel pada kertas pembungkusnya

(DPLH,2018). Berikut ini adalah bagan pembuatan permen ting-ting

jahe sebagaimana terdapat pada Gambar 2.3berikut ini.

13

Gambar 2. 3Diagram Alir Pembuatan Permen Ting-Ting Jahe

(DPLH, 2018)

2.4.2 Limbah yang Dihasilkan

Menurut Dokumen Pengelolaan Lingkungan Hidup (DPLH,2018)

limbah yang dihasilkan terdapat sebagai berikut:

1) Limbah Padat

Pada industri ini terdapat limbah padat yang dihasilkan setiap hari

dan setiap produksinya. Sesuai dengan Perda Kota Kediri no. 3 tahun

2015 tentang pengelolaan sampah mengatur tentang penanganan

limbah padat yang dihasilkan antara lain:

a) Pecahan Kaca

Pecahan kaca dihasilkan dari botol kemasan yang telah

rusak. Botol kemasan yang telah rusak biasanya pecah pada saat

pengemasan maupun pecah saat pengembalian produk dari

konsumen. Menurut PERDAKota Kediri No. 3 Tahun 2015

penampungan di bak tertutup agar tidak digenangi air hujan.

14

b) Kardus dan Karton Sisa Pembungkusan

Penanganan pada kaardus akan diambil oleh pihak ketiga. Pihak

ketiga akan melakukan pengolahan.

c) Ketela rambak yang jelek atau potongannya

d) Sisa abu pembakaran

2) Limbah Cair

a) Air sisa produksi.

b) Air sisa cuci ketela.

c) Air sisa cuci botol.

d) Air sisa pembuangan sanitasi karyawan.

2.5 Baku Mutu

Baku mutu air limbah bertujuan agar limbah tidak sampai menganggu

tatanan lingkungan hidup dan digunakan sebagai pedoman menentukan

besarnya polutan yang harus diolah dan digunakan dalam perencanaan

dimensi unit pengolahan. Perencanaan IPAL industri ini menggunakan

baku mutu air limbah cair industri kecap dan industri saos pada Pergub

Jatim No. 72 Tahun 2013 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Industri

Dan/Atau Kegiatan Usaha Lainya,karenabuangan dari IPAL itu airnya

akan dibuang ke sungai. Baku mutu air limbah ini digunakan sebagai

acuan untuk merencanakan desain IPAL.

Menurut dokumen pengelolan lingkungan hidup yang dimilik oleh

industri ini mengacu baku mutu air limbah pada baku mutu yang

diterbitkan dari Pergub Jatim No. 72 tahun 2013 tentang Baku Mutu

Limbah CairIndustri. Baku mutu limbah cair industri saos terdapat pada

Tabel 2.1dan industri kecap terdapat pada Tabel 2.2 berikut.

Tabel 2. 1Baku Mutu Air Limbah Industri Saos

Parameter Kadar Maksimum (mg/L)

BOD5 100

COD 250

TSS 100

pH 6-9

(Sumber : Pergub Jatim No. 72 Tahun 2013)

15

Tabel 2. 2 Baku Mutu Air Limbah Industri Kecap

Parameter Kadar Maksimum (mg/L)

BOD5 150

COD 300

TSS 100

pH 6-9

Sumber : Pergub Jatim No. 72 Tahun 2013

Baku mutu yang digunakan dalam perencanaan ini adalah baku mutu

industri saos dengan pertimbangan lebih ketat dibandingkan dengan baku

mutu industri kecap.

2.6 Parameter Uji

2.6.1 BOD (Biochemical Oxygen Demand)

BOD (Biochemical Oxygen Demand) adalah banyaknya jumlah

oksigen yang di konsumsi ppm atau mg/l yang dipergunakan untuk

menguraikan bahan organik oleh mikroorganisme secara biokimiawi

(Suharti, 2008). Pemeriksaan BOD dalam limbah didasarkan atas reaksi

oksidasi zat-zat organis dengan oksigen dalam air. Proses tersebut dapat

berlangsung, karena ada sejumlah bakteri. Diperhitungkan selama dua hari

reaksi lebih dari sebagian reaksi telah tercapai. BOD adalah kebutuhan

oksigen bagi sejumlah bakteri untuk menguraikan (mengoksidasikan)

semua zat-zat organik yang terlarut maupun sebagai tersuspensi dalam air

menjadi bahan organik yang lebih sederhana. Nilai ini hanya merupakan

jumlah bahan organik yang dikonsumsi bakteri. Penguraian zat-zat organis

ini terjadi secara alami. Aktifnya bakteri-bakteri menguraikan bahan-

bahan organik bersamaan dengannya habis pula terkonsumsi oksigen.

Menurut SNI 06-6989.11:2004 metode pengujian parameter BOD

mengunakan winkler.

2.6.2 COD (Chemical Oxygen Demand)

COD (Chemical Oxygen Demand) adalah banyaknya oksigen yang

dapat teroksidasi dalam ppm atau mg/l yang dibutuhkan untuk mengurai

bahan organuk secara kimiawi mengunakan oksidator yang kuat seperti

asam dikhromat dan asam sulfat atau potasium permanganat dan asam

16

sulfat dengan katalis garam perak dan garam merkuri (Suharti, 2008).

Pengukuran kekuatan limbah dengan COD adalah bentuk lain pengukuran

kebutuhan oksigen dalam limbah. Metode ini lebih singkat waktunya

dibandingkan dengan analisa BOD. Pengukuran ini menekankan

kebutuhan oksigen akan kimia dimana senyawa-senyawa yang diukur

adalah bahan-bahan yang tidak dipecah secara biokimia. Menurut SNI 06-

6989.73:2009 metode pengujian parameter COD mengunakan titrimetri.

2.6.3 TSS(Total Suspended Solid)

Padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan

air, tidak terlarut, dan tidak dapat mengendap langsung. Padatan

tersuspensi terdiri dari partikelpartikel yang ukuran maupun beratnya lebih

kecil daripada sedimen, misalnya tanah liat, bahan-bahan organik tertentu,

sel-sel mikroorganisme, dan sebagainya. Sebagai contoh, air permukaan

mengandung tanah liat dalam bentuk suspensi yang dapat tahan sampai

berbulan-bulan, kecuali jika keseimbangannya terganggu oleh zat-zat lain

sehingga mengakibatkan terjadi penggumpalan, kemudian diikuti dengan

pengendapan. Selain mengandung padatan tersuspensi, air buangan juga

sering mengandung bahan-bahan yang bersifat koloid, misalnya protein

(Fardiaz, 1992). Menurut SNI 06-6989.3:2004 metode pengujian

parameter TSS mengunakan gravimetri.

2.6.4 Keasaman air (pH)

Keasaman air diukur dengan pH meter. Keasaman ditetapkan

berdasarkan tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air. Air

buangan yang mempunyai pH tinggi atau rendah menjadikan air steril dan

sebagai akibatnya membunuh mikroorganisme air yang diperlukan untuk

keperluan biota tertentu. Limbah air dengan keasaman tinggi bersumber

dari buangan yang mengandung asam seperti air pembilas pada pabrik

pembuatan kawat atau seng. Setiap jenis bakteri membutuhkan pH tertentu

untuk dapat tumbuh dengan baik. Pada umumnya semua bakteri

mempunyai kondisi pertumbuhan antara 4 – 9,5 dengan pH optimum 6,5 –

7,5. Secara keseluruhan Reynold (1985) menyatakan bahwa

17

mikroorganisme perlu pH 6,5 – 9. Bakteri akan tumbuh dengan baik pada

kondisi sedikit basa yaitu berkisar antara 7 – 8. Berdasarkan SNI 06-

6989.11:2004 metode pengujian parameter pH mengunakan pH meter.

2.7 Teknologi Instalasi Pengolahan Air Limbah

Air limbah sebelum dilepas ke pembuangan akhir harus menjalani

pengolahan terlebih dahulu,untuk dapat melaksanakan pengolahan air

limbah yang efektif diperlukan rencana pengelolaan yang baik. Adapun

tujuan dari pengelolaan air limbah itu sendiri, antara lain :

1. Mencegah pencemaran pada sumber air rumah tangga.

2. Melindungi hewan dan tanaman yang hidup di dalam air.

3. Menghindari pencemaran tanah permukaan.

4. Menghilangkan tempat berkembangbiaknya bibit dan vektor penyakit.

Pengolahan air limbah terdapat berbagai macam unit-unit

pengolahan yang dapat digunakan, secara umum dapat diklasifikasikan

menjadi 2 (dua) macam unit pengolahan, antara lain adalah unit operasi

dan unit proses. Unit operasi digunakan dalam pengolahan air limbah

melalui pemanfaatan gaya-gaya fisik. Unit pengolahan air limbah

diantaranya ialah; screening, pereduksi ukuran partikel, ekualisasi debit

aliran, koagulasi dan flokulasi, grit removal, sedimentasi, high rate

clarification, accelerated gravity separation, floatation, transfer oksigen,

aerasi, dan volatilisasi dan stripping VOCs (Metcalf dan Eddy, 2004).

Pengolahan limbah cair terdapat tahap pre treatment, primary

treatment, secondary treatment, tertiary treatment. Berikut tahap

pengolahan limbah:

2.7.1 Pre-Treatment ( Pengolahan Pendahuluan )

Pada tahapan pra-pengolahan, materi padatan disisihkan karena

berpotensi mengganggu kinerja alat pengolahan yang digunakan, atau

dapat menyebabkan permasalahan dalam hal perawatan dan operasional

pengolahan dalam instalasi air limbah. Pengolahan tahap pertama

(Primary Treatment) bertujuan untuk memisahkan padatan dari air secara

fisik (Metcalf dan Eddy, 2003). Pengolahan tahap pertama dapat dilakukan

18

melalui dua metode utama yaitu dengan proses fisika maupun secara

kimia.

1. Bar Screen

Bar screen berfungsi sebagai penyaring partikel-partikel halus

yang akan masuk ke unit Instalasi Pengolahan air limbah. Barscreen

ini bertujuan untuk pemisah fisik yang memisahan hal yang tidak

seharusnya masuk ke unit pengolahan limbah. Terbuat dari batangan

besi atau baja yang dipasangkan secara sejajar membentuk kerangka

yang kuat. Kriteria desain untuk barscreen terdapat pada Tabel

2.3berikut.

Tabel 2. 3Kriteria Desain Barscreen

Saluran Pembawa

Parameter Satuan Besaran

Kecepatan m/s 0,3-0,9

Sudut Kemiringan m/m 0,01

Barscreen Pembersihan Manual

Parameter Satuan Besaran

Kecepatan melalui bar (v) m/s 0,3-0,6

Lebar bar (w) m 4,0-8,0

Kedalaman bar (D) mm 25-50

Jarak antar batang mm 25-75

Slope vertical ° 45-60

Headloss mm 150

Headloss max mm 800

(Sumber : Qasim, 1985)

Penentuan head loss melalui bar screen (rack)dapat di tentukan pada

Persamaan 2.1 berikut.

𝐻𝐿 = 𝛽(𝑤/𝑏)4

3⁄ ℎ𝑣𝑠𝑖𝑛𝜃 (2.1)

Penentuan head loss untuk bar screen yang setengah kotor (partly

clogged) dapat ditentukan pada Persamaan 2.2 berikut :

𝐻𝐿 =𝑉2−𝑉2

2𝑔(

1

0,7) (2.2)

Dimana :

𝐻𝐿 = Head Loss Melalui Bar Screen (m)

V = Kecepatan Aliran Sebelum Lewati Barscreen (m/Detik)

V = Kecepatan Aliran Pada Saat Melalui Barscreen (m/Detik)

W = Lebar Cross Section Maksimum Dari Barscreen Yang

Menghadap Arah Aliran (m)

19

B = Bukaan Screen (Clear Spacing) Minimum Dari Bar (m)

Hv = Velocity Head Dari Aliran Yang Menuju Ke Bar (m)

𝜃 = SudutBar (Batang) Dengan Horisontal (Derajat)

2. Bak Ekualisasi

Ekualisasi digunakan untuk mengatasi permasalahan operasional yang

disebabkan oleh variasi debit, untuk meningkatkan kinerja proses

selanjutnya, dan untuk meminimalkan ukuran dan pengurangan biaya dari

fasilitas. Menurut Metcalf And Eddy (2004), parameter desain yang

penting pada unit ekualisasi adalah waktu tinggal dan kedalaman bak 1,5-2

m. Berikut kriteria desain pada bak ekualisasi:

Tabel 2. 4Kriteria Bak Ekualisasi

PARAMETER SIMBOL BESARAN SATUAN

Kedalaman Efektif H 3-24 m

Kedalaman Bak T 1,5-2 m

(Sumber : Metcalf dan Eddy, 2004)

Perhitungan perencanaan bak ekualisasi dapat dilihat pada Persamaan 2.3

dan 2.4 berikut (Perdana,2018):

Volume bak V = Qrata-rata x td (2.3)

Dengan : Q =debit kapasitas (m3/jam)

Td = waktu detensi ( jam)

Luas bak A = V/H (2.4)

Dengan : V = volume bak (m3)

H = kedalaman efektivitas (m)

2.7.2 Primary Treatment

Pada tahap pengolahan primer umunya diterapkan pengolahan secara

fisik, contohnya ialah koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. Tahapan

menyisihkan material padatan tersuspensi dan material organik dalam air

limbah.

1. Sedimentasi

Sedimentasi dapat berbentuk segi empat atau lingkaran. Pada

saat ini aliran air limbah sangat tenang untuk mengendap. Kriteria-

kriteria yang diperlukan untuk menentukan ukuran bak sedimentasi

adalah : surface loading (beban permukaan), kedalaman bak, dan

20

waktu tinggal. Cara menghitung beban permukaan terdapat pada

Persamaan 2.5 berikut.

𝑉𝑜 =𝑄

𝐴 (2.5)

Vo = laju limpahan / beban permukaan (m3/ m

3hari)

Q = aliran rata-rata harian (m3/hari)

A = total luas permukaan (m2)

Surface loading sering juga disebut dengan istilah overflow rate.

Sedimentasi merupakan proses pemisahan padatan seperti

pasir, partikel besar, flok microbial maupun flok kimiawi. Efektivitas

proses sedimentasi dalam memisahkan partikel padatan dipengaruhi

oleh bilangan Reynold maupun bilangan Froude (Asmadi &

Suharno,2012). Bilangan Reynold untuk mencapai kondisi terbaik

dalam proses sedimentasi adalah <2000 atau dalam kondisi laminar,

sedangkan bilangan Froude untuk sedimentasi adalah > 10-5. Selain itu

efektivitas proses sedimentasi juga dapat ditinggkatkan dengan

penambahan plate settler (Metcalf & Eddy, 2003). Berikut kriteria

desain bak sedimentasi tertera pada Tabel 2.5 berikut.

Tabel 2. 5Kriteria Desain Sedimentasi

(Sumber : Metcalf and Eddy, 2003)

Berikut ini perhitungan perencanaan bak sedimentasi dapat

dilihat pada Persamaan 2.6- 2.7 berikut.

Volume Bak (V) = Qrata-rata x td (2.6)

Dimana : Q = Debit kapasitas rencana (m3/jam)

21

td= waktu tinggal (jam)

Luas Bak (A) = V/H (2.7)

Dimana : V = Volume bak (m3)

H = Kedalaman efektifitas (m)

Sedangkan untuk menghitung persentase removal dari BOD dan TSS

pada unit sedimentsi adalah dengan menggunakan rumus Persamaan 2.8 dan

2.9.

% BOD Removal = 𝐵𝑂𝐷𝑖𝑛−𝐵𝑂𝐷𝑜𝑢𝑡

𝐵𝑂𝐷𝑖𝑛𝑥 100 % (2.8)

% TSS Removal = 𝑇𝑆𝑆𝑖𝑛−𝑌𝑆𝑆𝑜𝑢𝑡

𝑇𝑆𝑆𝑖𝑛𝑥 100 % (2.9)

2.7.3 Secondary Treatment

Pada pengolahan secondary treatment terdapat pengolahan air

limbah secara aerobik dan anerobik. 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 mikro-organisme

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 (Said,2005).

Pada secondary treatment ini untuk mempercepat penguraian

senyawa polutan dan memperpendek waktu tinggal dapat juga dilakukan

proses aerasi. 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 (Said,2005).

22

Proses pengolahan air limbah secara biologi dapat dibagi menjadi 2

kategori utama (Wulandari,2012):

a. Suspended Growth

Pada proses suspended growth, mikroorganisme yang berperan

dalam pengolahan berada dalam suspensi likuid air limbah melalui

pencampuran yang sesuai. Proses suspended growth yang banyak

diterapkan pada pengolahan limbah domestik dioperasikan dalam

keadaan aerob melalui proses activated-sludge. pada proses

suspended growth penerapan yang umum digunakan adalah proses

activated-sludge.

b. Attached Growth

Pada proses attached growth mikroorganisme yang berperan

mengkonversi materi organik atau, hidup dan berkembang menyatu

pada material inert tertentu. Materi organik dan disisihkan saat air

limbah mengalir melewati material inert tersebut.

Materi yang digunakan sebagai tempat hidup dan pertumbuhan

mikroorganisme antara lain ialah batu, gravel, pasir, kayu, plastik, dan

materi sintetik. Proses attached growth dapat berlangsung aerobik

maupun anaerobik, dan material inert yang digunakan sebagai tempat

hidup mikroorganisme dapat terendam sepenuhnya dalam air limbah

ataupun tidak terendam. Penerapan proses attached growth yang

umum dilakukan adalah trickling filter. Pada trickling filter, air

limbah dialirkan secara merata dari atas tangki yang berisi material

inertnya. Batu merupakan material inert (packing material) yang

umum digunakan pada trickling filter.

1. Lumpur Aktif Tipe Extended Aeration

Lumpur aktif tipe extended aeration memiliki ciri khas waktu

tinggal (detention time) yang relatif lama dan rasio makanan

berbanding mikroorganisme (Food to microoganism ratio) rendah

untuk menjaga kultur berada di fase endogeneous (Peavy , Rowe,

Tchobanoglous, 1985).

23

Gambar 2. 4 Diagram Alir Extended Aeration

(Japan Sewage Work Assosiation, 2012)

Untuk bak extanded aeration biasanya dipakau untuk pengolahan

air limbah dengan sistem paket dengan beberapa ketentuan antara lain :

a. Waktu aerasi lebih lama sekitar 30 jam dibandingkan sistem

konvensional. Usia lumpur juga lebih lama dan dapat diperpanjang

sampai 15 hari.

b. Limbah yang masuk dalam tangki aerasi tidak diolah dulu dalam

pengendapan primer.

c. Sistem beroprasi dengan F/M rasio yang lebih rendah (umumnya <

0,1 kg BOD/per kg MLSS per hari) dibandingkan dengan sistem

lumpur aktif konvensional (0,2-0,5 kgBOD per kg MLSS perhari)

d. Sistem ini membutuhkan sedikit aerasi dibandingkan dengan

pengolahan konvensonal dan terutama cocok untuk komunitas

kecil yang mengunakan paket pengolahan.

Kriteria desain dalam lumpur aktif extended aeration adalah

sebagai berikut:

Tabel 2. 6Kriteria Desain Extended Aeration

PARAMETER KRITERIA DESAIN

Beban BOD :

BOD – MLSS loading 0,03 – 0,05 (kg/kg.hari)

BOD – Volume Loading 0,15 – 0,25 (kg/ m3 .hari)

MLSS 3000-6000 mg/l

Sludge Age 15-30 hari

Kebutuhan Udara >15

Waktu Aerasi 16-24 jam

Ratio Sirkulasi Lumpur 50-150 %

Efisiensi Pengolahan 75-85 %

Sumber: Gesuidou Shisetsu Sekkei Shishin to Kaisetsu, Nihon Gesuidou Kyoukai (Japan

Sewage Work Assosiation)

24

2. Sequencing Batch Reactor (SBR)

Sequencing Batch Reactor (SBR) adalah proses lumpur aktif

yang dirancang untuk beroperasi dalam kondisi tidak stabil. SBR

beroperasi dalam mode batch yang benar dengan aerasi dan endapan

lumpur keduanya terjadi di tangki yang sama. Perbedaan utama antara

SBR dan aliran kontinu konvensional, sistem lumpur aktif adalah

bahwa tangki SBR melakukan fungsi aerasi penyamaan dan

sedimentasi dalam urutan waktu daripada urutan ruang konvensional

dari sistem aliran kontinu (Boodi,2017).

Salah satu sistem pengolahan air limbah secara biologi yaitu

dengan menggunakan SBR (Sequencing Batch Reactor). Kelebihan

sistem ini antara lain: hemat area pengolahan, karena proses ekualisasi,

pengolahan biologi dan pengendapan tahap dua terjadi dalam satu

tangki dengan waktu berurutan.

Sistem operasional SBR terdiri dari 5 tahapan yaitu : pengisian

(fill), reaksi (react), pengendapan (settle), penuangan (draw) dan diam

(idle) (Tchobanoglous, 1991). Umumnya fase idle hanya digunakan

untuk pembuangan lumpur atau pencucian aerator. Fase idle ini akan

dimodifikasi sebagai tempat stabilisasi lumpur (sebagai tangki

stabilisasi pada sistem kontak stabilisasi). Menurut Rich, 1963 adanya

stabilisasi dapat menghemat kapasitas total volume aerasi, sehingga

dapat menghemat energi aerasi saat kondisi operasi penuh. Selain itu

juga akan terjadi fenomena biosorpsi yaitu adsorpsi materi organik ke

dalam flok lumpur saat periode kontak (kontak antara air limbah dan

biomassa) yang akan digunakan sebagai cadangan materi organik

ketika kondisi tanpa substrat (famine).Berikut ini adalah kriteria desain

Sequencing Batch Reactor :

25

Tabel 2. 7 Kriteia Desain Sequencing Batch Reactor

Sumber:Metcalf & Eddy.Inc, Waste water Engineering Treatment,Disposal and Reuse

3. Anaerobic Baffle Reactor (ABR)

Anaerobic baffled reactor adalah contoh pengolahan anaerobic

memakai prinsip suspended growthsistem ABR (Anaerobic Baffled

Reactor) atau sistem selimut lumpur dengan aliran tersumbat/plug flow

atau tangki septik bersekat. Namun desain, penerapan dan pengelolaan

yang tidak tepat menyebabkan efluen sistem ABR belum memenuhi

baku mutu, baku mutu daerah maupun baku mutu yang dipersyaratkan

oleh lembaga inspeksi IPAL. Selain itu seiring pencemaran air yang

semakin meningkat dan kebijakan pengembangan sistem IPAL

anaerob aerob serta daur ulang air limbah, maka sistem ABR

memerlukan modifikasi serta pengembangan pengolahan lanjutan

untuk peningkatan kualitas lingkungan (Hastuti,2017).Berikut kriteria

desain anaerobic baffled reactor :

Tabel 2. 8 Kriteria Desain Anaeroic Baffle Reactor

NO PARAMETER KRITERIA DESAIN

(RANGE)

1. Kecepatan Aliran <2 m/jam

2. Panjang 50-60 %

3. Pengurangan COD 65-90 %

4. Pengurangan BOD 70 – 95 %

5. Beban Organik < 3 kg COD/ m3. hari

6. Waktu Tinggal 2-8 jam

7. Beban Hidraulik 16,8 – 38,4 m3/ m2.hari

Sumber : Sasse (1998)

2.7.4 Pengolahan Tahap Ketiga

Lanjutan dari pengolahan kedua, dalam pengolahan air limbah

dapatdilakukan secara alami atau secara buatan, perlu dilakukan

berbagai cara pengendalian antara lain menggunakan teknologi

26

pengolahan limbah cair, teknologi proses produksi, daur ulang, resure,

recovery dan juga penghematan bahan baku dan energi (Kencanawati,

2016).

1. Septik Filter Up Flow

Prinsip kerja tangki septik dengan filter “up flow” ini pada

dasarnya sama dengan tangki biasa, yakni terdiri dari bak pengendap,

ditambah dengan suatu filter yang diisi dengan kerikil atau batu pecah.

Penguraian zat zat organik yang ada didalam air limbah atau tinja

dilanjutkan oleh bakteri anaerobik. Bak pengendap terdiri atas 2

ruangan, yang pertama berfungsi sebagai bak pengendap pertama,

sludge digestion (pengurai lumpur) dan penampung lumpur sedangkan

ruang kedua berfungsi sebagai pengenddap kedua dan penampung

lumpur yang tidak terndapkan di bak pertama, dan air luapan dari bak

pengendap dialirkan ke media filter dengan arah aliran dari atas ke

bawah (Said,2005).

2. Filtrasi

Filtrasi merupakan proses penjernihan atau penyaringan air limbah

melalui media (pada penelitian ini digunakan batu apung), dimana

selama air melalui media akan terjadi perbaikan kualitas. Hal ini

disebabkan adanya pemisahan partikel-partikel tersuspensi dan koloid,

reduksi bakteri dan organisme lainnya dan pertukaran konstituen kimia

yang ada dalam air limbah. Dalam proses filtrasi terdapat kombinasi

antara beberapa proses yang berbeda. Proses-proses tersebut meliputi

(Edahwati, 2013) :

a. Mechanical Straining

Merupakan proses penyaringan partikel tersuspensi yang terlalu

besar untuk dapat lolos melalui ruang antara butiran media.

b. Sedimentasi

Merupakan proses mengendapnya partikel tersuspensi yang

berukuran lebih kecil dari lubang pori-pori pada permukaan

butiran.

27

c. Adsorpsi

Prinsip proses ini adalah akibat adanya perbedaan muatan antara

permukaan butiran dengan partikel tersuspensi yang ada di

sekitarnya sehingga terjadi gaya tarik-menarik.

d. Aktifis kimia

Merupakan proses dimana partikel yang terlarut diuraikan menjadi

substansi sederhana dan tidak berbahaya atau diubah menjadi

partikel tidak terlarut, sehingga dapat dihilangkan dengan proses

penyaringan, sedimentasi dan adsorpsi pada media berikutnya.

e. Aktifis biologi

Merupakan proses yang disebabkan oleh aktifitas mikroorganisme

yang hidup di dalam filter.

2.7.5 Parameter Kinerja Unit Pengolahan

Performa dari proses biologi yang digunakan dalam pengolahan

air limbah akan bergantung pada pertumbuhan mikroorganisme dan

dinamika pengolahan substrat dalam air limbah tersebut. Operasi dan

proses pada suatu sistem instalasi akan efektif bila prinsip-prinsip dasar

yang berhubungan dengan pertumbuhan mikroorganisme dapat di

terapkan dengan baik. Berikut ini akan dijelaskan parameter kinerja

pengolahan :

1. Laju beban BOD

Laju Beban BOD adalah jumlah BOD yang diaplikasikan

atau masuk ke dalam volume bak aerasi per hari (kg/m3.hari). Laju

beban tersebut dapat bervariasi muai dari 0.3 hingga lebih dari 3.0.

Secara umum semakin besar laju beban BOD menyebabkan

tingginya kebutuhan laju oksigen transfer per unit volume dari

sistem aerasi (Metcalf and Eddy,2004).

Laju Beban BOD = 𝑄𝑆𝑂

𝑉 (2.10)

Dimana : Q = debit influen air limbah ( m3)/hari)

28

S₀ = influen konsentrasi BOD (g/m3)

V = volume bak aerasi ( m 3)

2. WaktuTinggal Hidrolik (Hydraulic Detention Time, HDT)

Waktu tinggal hidrolik (Hydraulic Detention Time, HDT)

merupakan waktu rata-rata yang dibutuhkan oleh influent masuk

dalam tangki aerasi untuk proses lumpur aktif, dan nilainya akan

berbanding terbalik dengan laju pengenceran. Berikut ini adalah

perhitungannya (Reynold & Richard, 1995).

HRT = 1

𝐷=

⍱

𝑄 (2.11)

Dimana : ⍱= Volume reaktor ( m3)

Q = Debit air limbah masuk ke tangki

aerasi (m3/jam)

D = Laju pengenceran (1/jam)

3. Food to Microorganism Ratio(F/M ratio)

Food to Microorganism ratio (F/M ratio) adalah paramater

proses yang umum digunakan untuk mengkarakterisasi proses

desain dan kondisi operasi. Nilai tipikal untuk BOD F/M ratio

dilaporkan dalam literatur bervariasi dari 0.04 g substrat/g

biomassa.hari untuk proses extended aeration hingga 1.0 g/g.hari

untuk proses high rate. BOD F/M radio biasanya dievaluasi untuk

sistem yang didesain berdasarkan SRT untuk menghasilkan titik

referensi terhadap desain lumpur aktif sebenarnya dan performa

operasi (Metcalf and Eddy, 2004). Semakin rendah rasio F/M makin

efisien pengolahan limbahnya.

F/M =𝑄𝑆𝑂

𝑋𝑉 (2.12)

Dimana :

Q= Debit Influen Air Limbah (m3/Hari)

S₀= Influen Konsentrasi BOD

29

X = Mixed Liquor Konsentrasi Biomassa di dalam bak aerasi

(g/m3)

V= Volume bak aerasi (m 3 )

4. Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS)

Padatan biomassa di dalam bioreaktor umumnya di ukur

menggunakan total suspended solids (TSS) dan volatile suspended

solids (VSS). Campuran dari padatan yang dihasilkan dari

kombinasi sirkulasi lumpur dengan influen air limbah di dalam

bioreaktor adalah mixed liquor suspended solids (MLSS) dan mixed

liquor volatile suspended solids (MLVSS) (Metcalf and Eddy,

2004).

Didalam tangki aerasi pada pengolahan activated sludge

adalah berisi campuran antara air limbah dengan lumpur aktif yang

dikembalikan ke dalam reaktor, campuran ini disebut mixed liquor.

Selanjutnya, MLSS merupakan kandungan padatan tersuspensi yang

terdiri atas biomassa (campuran mikroorganisme dengan konstituen

organik dan mineral).

5. Mixed Liquor Volatile Suspended Solids (MLVSS).

MLVSS merupakan porsi material organik pada MLSS yang

berisi material organik bukan mikroba, mikroba hidup & mati, dan

hancuran sel. MLVSS di ukur dengan terus memanaskan sampel

filter yang telah kering pada suhu 600 – 650 °C. Untuk proses

lumpur aktif yang baik, nilai MLVSS adalah mendekati 65 – 75 %

dari MLSS.

6. Kebutuhan Oksigen

Oksigen dibutuhkan untuk biodegradasi dari carbonaceus

material yang ditentukan dari kesetimbangan massa menggunakan

konsentrasi bCOD dariair limbah yang diolah dan jumlah dari

biomassa yang dibuang dari sistem setaip harinya. Jika semua

bCOD teroksidasi menjadi CO2, H2O, dan NH3, kebutuhan oksigen

akan sama dengan konsentrasi bCOD. Tetapi, bakteri mengoksidasi

30

sejumlah dari bCOD menjadi energi dan menggunakansebagian dair

bCOD untuk pertumbuhan sel. Oksigen juga dikonsumsi untuk

endogenous respiration, dan jumlahnya akan tergantung sistem

SRT. Untuk nilai SRT yang diberikan, kesetimbangan massa pada

sistem dapat dilakukan dengan bCOD removal sama dengan

oksigen yang digunakan ditambah biomassa VSS yang tersisa dalam

istilah oksigen ekivalen (Metcalf &Eddy,2004).

𝑂2𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖=

𝑄(𝑆𝑜−𝑆)𝐵𝑂𝐷5𝐵𝑂𝐷𝐿

− 1,4 𝑃𝑋 (2.13)

Q = Debit influen air limbah (m3/hari)

So = Influen konsentrasi sbod5 (g/m3)

S = Effluen konsetrasi sbod5 (g/ m3)

Px = Limbah lumpur aktif, vss (kg/hari)

2.8 Debit Air Limbah

Pada debit air limbah besarnya debit yang dihasilkan dapat ditentukan

dengan memperhatikan (Kencanawati,2016) :

1. Sumber air limbah

2. Besarnya pemakaian air bersih.

3. Jenis bahan saluran, cara-cara penyambungan dan banyaknya bahan

pelengkap lainya.

4. Curah hujan, daya serap keadaan air tanah.

Dari hasil perkiraan besarnya debit penggunaan air bersih untuk rumah

tangga, bangunan umum, institusional dan sebagainya, tidak

keseluruhannya akan mengalir sebagai air limbah. Kehilangan ini terjadi

karena adanya evaporasi, penyiraman tanaman, minum, yang besarnya

diperkirakan sebesar 15%-40%. Dengan kata lain, debit air limbah rata-

rata harian merupakan jumlah dari debit air limbah domestik dan debit air

limbah non domestik. Pada perhitungan debit dapat mengunakan

pendekatan rumus dan pendekatan dilapangan. Untuk mencari besarnya

31

debit air limbah domestik dapat digunakan rumus (Metcalf and Eddy,

1981):

Qave = (70%-80%) x q d (2.16)

Qmin = 1/5 x (p/1000) 0,2 x Qave (2.17)

Sehingga besarnya debit air limbah rata-rata per harinya adalah :

Qpeak = Qave x fpeak (2.18)

2.9 Konstruksi Instalasi Pengolahan Air Limbah

2.9.1 Pembebanan

Dalam melakukan analisis desain suatu struktur bangunan,

perlu adanya gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besar beban

yang bekerja pada struktur. Hal penting yang mendasar adalah

pemisahan antara beban-beban yang bersifat statis dan dinamis.

1. Beban Statis

Beban statis adalah beban yang memiliki perubahan intensitas

beban terhadap waktu berjalan lambat atau konstan. Jenis-jenis

beban statis menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk

Rumah dan Gedung 1983 adalah sebagai berikut:

a. Beban Mati (Dead Load/DL)

Beban mati merupakan berat seluruh bahan konstruksi

bangunan gedungyang terpasang, termasuk dinding, lantai,

atap, plafon, tangga, dindingpartisi tetap, finishing, kladding

gedung dan komponen arsitektural danstruktural lainnya serta

peralatan layan terpasang lain termasuk berat keran(SNI

1727:2013 pasal 3.1).

b. Beban Hidup ( Live Load/LL)

Beban hidup merupakan beban yang diakibatkan oleh

pengguna danpenghuni bangunan gedung atau struktur lain.

(SNI 1727:2013 pasal 4.1).Beban hidup adalah semua beban

tidak tetap, kecuali beban angin, beban gempa dan pengaruh-

pengaruh khusus yang diakibatkan oleh selisih suhu,

pemasangan (erection), penurunan pondasi, susut, dan

32

pengaruh-pengaruh khusus lainnya. Meskipun dapat berpindah-

pindah, beban hidup masih dapat dikatakan bekerja perlahan-

lahan pada struktur. Beban hidup diperhitungkan berdasarkan

perhitungan matematis dan menurut kebiasaan yang berlaku

pada pelaksanaan konstruksi di Indonesia. Untuk menentukan

secara pasti beban hidup yang bekerja pada suatu lantai

bangunan sangatlah sulit, dikarenakan fluktuasi beban hidup

bervariasi, tergantung dari banyak faktor. Oleh karena itu

faktor pengali pada beban hidup lebih besar jika dibandingkan

dengan faktor pengali pada beban mati.

2. Beban Dinamik

Beban dinamik adalah beban dengan variasi perubahan

intensitas beban terhadap waktu yang cepat. Beban dinamis ini

terdiri dari beban gempa dan beban angin.

a. Beban Gempa

Gempa bumi adalah fenomena getaran yang dikaitkan

dengan kejutan pada kerak bumi. Beban kejut ini dapat

disebabkan olehbanyak hal, tetapi salah satu faktor utamanya

adalah benturan/pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi

permukaan bumi(SNI 1727:2013). Lokasi gesekan ini disebut

fault zone. Kejutan tersebut akan menjalar dalam bentuk

gelombang. Gelombang ini menyebabkan permukaan bumi dan

bangunan di atasnya bergetar. Pada saat bangunan bergetar

timbul gaya-gaya pada struktur bangunan karena adanya

kecenderungan dari massa bangunan untuk mempertahankan

dirinya dari gerakan. Gaya yang timbul disebut gaya inersia,

besar gaya tersebut bergantung pada banyak faktor yaitu:

1. Massa bangunan

2. Pendistribusian massa bangunan

3. Kekakuan struktur dan Jenis tanah

4. Mekanisme redaman dari struktur

5. Perilaku dan besar alami getaran itu sendiri

33

6. Wilayah kegempaan

7. Periode getar alami

b. Beban Angin

Berdasarkan Peraturan Muatan Indonesia 1971,muatan

angin diperhitungkan dengan menganggap adanya tekanan

positif dan tekanan negatif (isapan), yang bekerja tegak lurus

pada bidang-bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan

tekanan negatif ini dinyatakan dalam kg/m2, ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup (velocity pressure) yang ditentukan.

1. Kombinasi Pembebanan

Beban yang ada harus dikombinasikan agar mendapatkan

kekuatan perlu (U) bangunan. Berikut adalah kekuatan perlu

dari kombinasi beban terfaktor (SNI 2847-2013):

U = 1,4D (2.19)

U = 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R) (2.20)

U = 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R) + (1,0 Lr atau 0,5W) (2.21)

U = 1,2D + 1,0W + 0,5 (Lr atau R) (2.22)

U = 1,2D + 1,0E + 1,0L (2.23)

U = 0,9D + 1,0W (2.24)

U = 0,9D + 1,0E (2.25)

2. Beton

Beton adalah campuran dari agregat (pasir, kerikil/batu pecah, atau

jenis agregat lainnya) dipersatukan oleh semen dan air. Sedangkan

beton bertulang adalah suatu bahan yang dibuat dari beton dan besi

beton yang tersusun sedemikian sehingga kedua bahan itu merupakan

satu kesatuan yang dapat memikul beban yang bekerja padanya. Beton

untuk konstruksi beton bertulang dibagi dalam mutu dan kelas seperti

dalam Tabel berikut.

34

Tabel 2. 9 Kelas Dan Mutu Beton

Kelas Mutu σ'bk

(kg/𝐜𝐦𝟐)

σ'bm

(kg/𝐜𝐦𝟐) Tujuan

I B0 - - Non Struktural

II B1 - - Struktural

K125 125 200 Struktural



III K>250 >225 >300 Struktural

Sumber : Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971 N.I.-2

Berikut jenis beton (Tanjung,2016):

1. Beton tanpa tulangan

Sifat dasar kekuatan beton adalah sangat kuat untuk

menahan tekan, namun tidak kuat atau lemah untuk menahan

tarik. Oleh sebab itu, beton dapat mengalami retak jika beban

yang dipikulnya menimbulkan tegangan tarik yang melebihi

kuat tariknya (Tanjung,2016).

2. Beton dengan tulangan

Untuk menahan gaya tarik yang cukup besar pada serat

balok tepi bawah, maka perlu diberi tulangan sehingga disebut

dengan istilah “beton bertulang”. Pada beton bertulang ini

tulangan ditanam di dalam beton.Dalam konstruksi beton

bertulang terdapat selimut beton untuk melindungi tulangan

dari kerusakan. Tebal selimut beton itu sendiri ditentukan

dengan fungsi dari beton itu, berikut tebal minimal selimut

beton sesuai dengan fungsi dan letak beton tersebut

(Tanjung,2016):

a. Jika beton di dalam tebal minimum selimut (sb) adalah 2,0

cm.

b. Jika beton di luar tebal minimum selimut (sb) adalah 2,5 cm.

c. Jika beton tidak kelihatan tebal minimum selimut (sb) adalah

3,0 cm.

Beton bertulang yang mengandung baja dan direncanakan

berdasarkan bahwa baja baja tersebut memikul gaya.

Berdasarkan bentuknya baja tulangan beton dibedakan menjadi

dua, yaitu :

35

a) Baja Tulangan Beton Polos

Baja tulangan berpenampang bundar dengan permukaan

rata tiak bersirip disingkat BjTP. Berikut ukuran baja pada beton

polos :

Tabel 2. 10 Ukuran Baja Tulangan Beton Polos

Sumber : SNI 07-2052-2002

b) Baja Tulangan Beton Bersirip

Baja tulangan beton yang berbentuk sirip melintang dan

rusuk memanjang yang dimaksudkan untuk meningkatkan daya

lekat dan guna menahan gerakan membujur dari batang secara

relatife terhadap beton, disingkat BjTS. Berikut gambar untuk

ukuran baja tulangan sirip.

Tabel 2. 11 Ukuran Baja Tulangan Sirip

Sumber : SNI 07-2052-2002

36

1) Kolom

Definisi kolom menurut SNI-T15-1991-03 adalah komponen

struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial desak

vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali

dimensi lateral terkecil. Kolom adalah batang tekan vertikal dari

rangka (frame) struktur yang memikul beban dari balok induk maupun

balok anak. Kolom meneruskan beban dari elevasi atas ke elevasi yang

lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui pondasi.

Peruntuhan pada suatu kolom merupakan kondisi kritis yang dapat

menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga

runtuh total (total collapse) seluruh struktur. Kolom adalah struktur

yang mendukung beban dari atap, balok dan berat sendiri yang

diteruskan ke pondasi. Secara struktur kolom menerima beban vertical

yang besar,selain itu harus mampu menahan beban-beban horiaontal

bahkan momen atau puntir torsi akibat pengaruh terjadinya

eksentrisitas pembebanan. Hal yang perlu diperhatikan adalah tinggi

kolom perencanaan, mutu beton dan baja yang digunakan dan

eksentrisitas pembebanan yang terjadi.

2) Balok

Balok adalah bagian struktur yang berfungsi sebagai pendukung

beban vertikal dan horizontal. Beban vertikal berupa beban mati dan

beban hidup yang diterima plat lantai, berat sendiri balok dan berat

dinding penyekat yang di atasnya. Sedangkan beban horizontal berupa

beban angin dan gempa. Balok merupakan bagian struktur bangunan

yang penting dan bertujuan untuk memikul beban tranversal yang

dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi. oleh karena itu

perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan aman sangat

pentinguntuk suatu struktur bangunan terutama struktur bertingkat

tinggi atau struktur berskala besar.Syarat-syarat balok beton bertulang

pada struktur bangunan beton bertulang (Wicaksono,2013):

(1) Lebar badan balok minimum 1/30 kali bentang bersih.

37

(2) Tinggi balok harus sesuai dengan lebar balok dan memenuhi

pembatasan penulangan.

(3) Untuk balok tinggi, perbandingan antara tinggi dan lebar dari 2,5

untuk balok menerus dan lebih 4,5 untuk balok atas 2 tulangan.

(4) Tulangan tarik minimum untuk setiap penampang balok.

(5) Ukuran penampang baja tulangan minimum berdiameter 12 mm.

(6) Jarak masing-masing tulangan tidak boleh lebih dari 15 cm dan

kurang dari 3 cm.

(7) Jarak sengkang pada balok maksimum 30 cm atau 2/3 tinggi balok.

3. Dinding Penahan Tanah

Dinding penahan tanah adalah suatu konstruksi yang berfungsi

untu menahan tanah lepas atau alami dan mencegah keruntuhan tanah

yang miring atau lereng yang kemantapannya tidak dapat dijamin oleh

lereng tanah itu sendiri. Tanah yang tertahan memberikan dorongan

secara aktif pada struktur dinding sehingga struktur cenderung akan

terguling atau akan tergeser.Dinding penahan tanah berfungsi untuk

menyokong tanah serta mencegahnya dari bahaya kelongsoran. Baik

akibat beban air hujan, berat tanah itu sendiri maupun akibat beban

yang bekerja di atasnya.

Dinding penahan tanah sudah digunakan secara luas dalam

hubungannya dengan jalan raya, jalan kereta api, jembatan, kanal dan

lainnya. Aplikasi yang umum menggunakan dinding penahan tanah

antara lain sebagai berikut (Tanjung,2016):

a. Jalan raya atau jalan kereta api yang dibangun di daerah lereng.

b. Jalan raya atau jalan kereta api yang ditinggikan untuk

mendapatkan perbedaan elevasi.

c. Jalan raya atau jalan kereta api yang dibuat lebih rendah agar

didapat perbedaan elevasi.

d. Dinding penahan tanah yang menjadi batas pinggir kanal.

e. Dinding khusus yang disebut flood walls, yang digunakan untuk

mengurangi/menahan banjir dari sungai.

38

f. Dinding penahan tanah yang digunakan untuk menahan tanah

pengisi dalam membentuk suatu jembatan. Tanah pengisi ini

disebut approach fill dan dinding penahan disebut abutments.

g. Dinding penahan yang digunakan untuk menahan tanah di sekitar

bangunan atau gedung-gedung.

h. Dinding penahan tanah yang digunakan sebagai tempat

penyimpanan material seperti pasir, biji besi, dan lain-lain.

Berdasarkan cara untuk mencapai stabilitasnya, maka dinding

penahan tanah dapat digolongkan dalam beberapa jenis yaitu Dinding

Gravitasi, Dinding Penahan Kantiliver, Dinding Kontravort, Dinding

Butters. Beberapa jenis dinding penahan tanah antara lain

(Tanjung,2016):

1. Dinding Penahan Tanah Tipe Gravitasi (Gravity Wall)

Dinding ini dibuat dari beton tidak bertulang atau pasangan

batu, terkadang pada dinding jenis ini dipasang tulangan pada

permukaan dinding untuk mencegah retakan permukaan akibat

perubahan temperatur.Dimensi dinding direncanakan sedemikian

rupa sehingga tidak menimbulkan tegangan tarik akibat gaya

yang bekerja pada dinding. (Syafruddin,2004). Berikut proporsi

dimensi yang di tunjukan pada gambar 2.5:

Gambar 2. 5Ukuran Dinding Penahan Tanah Tipe Gravitasi

(Syafruddin,2004)

39

2. Dinding Penahan Tanah Tipe Kantilever (Cantilever retaining

wall)

Dinding ini terdiri dari kombinasi dinding dengan beton

bertulang yang berbentuk huruf T. Ketebalan dari kedua bagian

relatif tipis dan secara penuh diberi tulangan untuk menahan

momen dan gaya lintang yang bekerja pada dinding tersebut.

Stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri dinding

penahan dan berat tanah diatas tumit tapak (hell). Terdapat 3

bagian struktur yang berfungsi sebagai kantiliver, yaitu bagian

dinding vertical (steem), tumit tapak dan ujung kaki tapak (toe).

Biasanya ketinggian dinding ini tidak lebih dari 6–7 meter

(Syafruddin,2004).Berikut proporsi dimensi bagi tipe kantilever:

Gambar 2. 6Ukuran Dinding Penahan Tanah Tipe kantilever

(Syafruddin,2004)

3. Dinding Penahan Tanah Tipe Counterfort(counterfort wall)

Dinding ini terdiri dari dinding beton bertulang tipis yang

di bagian dalam dinding pada jarak tertentu didukung oleh

pelat/dinding vertikal yang disebut counterfort (dinding penguat).

Ruang di atas pelat pondasi diisi dengan tanahurug. Apabila

tekanan tanah aktif pada dinding vertical cukup besar, maka

bagian dinding vertical dan tumit perlu disatukan (kontrafort)

40

Kontrafort berfungsi sebagai pengikat tarik dinding vertical dan

ditempatkan pada bagian timbunan dengan interfal jarak tertentu.

Dinding kontrafort akan lebih ekonomis digunakan bila

ketinggian dinding lebih dari 7 meter.

Gambar 2. 7 Gaya Lateral Tanah Berkohesi

Apabila tanah urug mempunyai kohesi, maka tekanan tanah aktif :

𝐸𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐸𝑎1 − 𝐸𝑎2 (2.34)

𝐸𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =1

2𝐻2𝐾𝑎𝛾 − 2 𝑐 √𝐾𝑎 𝐻 (2.35)

𝑏𝑎𝑙𝑎𝑠 = 𝑏1 − 𝑏2 (2.36)

𝑏𝑎𝑙𝑎𝑠 = 𝐻 𝐾𝑎𝛾 − 2 𝑐 √𝐾𝑎 𝐻 (2.37)

𝐻𝑐 = 2 𝑐

𝛾√𝐾𝑎 (2.38)

𝐾𝑎 = 𝑡𝑔2 (45𝑜 − ᶲ

2) (2.39)

4. Tulangan Pelat

Perencanaan penulangan merupakan tahap yang paling penting

bagi sebuah proyek gedung yang mengunakan beton bertulang, begitu

pula dengan perencanaan penulangan pelat lantai. Hal ini dikarenakan

beton lemah akan gaya tarik sehingga memerlukan tulangan yang

berfungsi sebagai penahan gaya tarik guna membantu kerja dari beton.

Pelat merupakan struktur kaku dari material monolit yang mungkin

bertulangan dua atau satu arah saja tergantung sistem strukturnya

(Sugianto,2014).

41

a. Konstruksi Pelat Satu Arah (One Way Slab)

Gambar 2. 8One Way Slab

(Sitinjak,2015)

b. Konstruksi Pelat Dua Arah (Two Way Slab)

Gambar 2. 9 Two Way Slab

(Sitinjak,2015)

Langkah langkah perncanaan penulangan pelat adalah sebagai berikut

(Sugianto,2014):

1. Mengumpulkan data yang diperlukan seperti panjang bentang, mutu beton,

mutu baja tulangan.

2. Menentukan tebal pelat.

3. Menghitung beban-beban yang bekerja pada pelat, berdasarkan SNI 2847-2013

berupa beban hidup (LL) dan beban mati (DL).

4. Menghitung momen dengan menggunakan bantuan aplikasi SAP 2000 version

14.

5. Mencari tulangan pelat

a. Menentukan tinggi efektif

dx = tebal pelat – selimut beton - 0,5D (2.40)

42

b. 𝑀𝑢

𝑏𝑥𝑑𝑥2.. (2.41)

Dimana :

B = Lebar Pelat Per Meter Panjang

Dx = Tinggi Efektif

Mu = Momen

c. Mencari dan memeriksa rasio penulangan (ρmin ) berdasarkan SNI 03 –

2847 – 2002 dengan persamaan :

ρ min =

1,4

𝑓𝑦 (2.42)

Dimana :

ρ = Rasio Tulangan

𝑓𝑦 = Mutu Baja

ρ balance =

0,85 𝑥 ,𝛽−1.𝑥 ,𝑓−𝑐.𝑥 600

𝑓𝑦 x (600+𝑓𝑦 ) (2.43)

Dimana:

𝛽-1.= Faktor Reduksi

,𝑓-𝑐. = mutu beton

ρ maks = 0,75 x ρ balance (2.44)

𝑅𝑛= 𝑀

𝜑𝑋𝑏𝑋𝑑2 (2.45)

𝑚=𝑓𝑦

0,85 𝑥 ,𝑓−𝑐. (2.46)

ρperlu =

1

𝑚𝑥 [1 − √1 −

2𝑥𝑚𝑥𝑅𝑛

𝑓𝑦] (2.47)

d. Mencari luas tulangan yang dibutuhkan

As = ρ x b x dx (2.48)

Dimana :As = luas tulangan

43

e. Mencari jumlah tulangan

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 (2.49)

2.10 SAP2000

Dalam merencanakan konstruksi baja dapat menggunakan software

berupa SAP 2000 untuk mempermudah dalam pengerjaan struktur

kontruksi baja. Berikut merupakan langkah – langkah dalam

merencanakan kontruksi baja menggunakan SAP 2000 (Modul

SAP2000,2017):

1. Membuka aplikasi SAP 2000 v11, akan muncul tampilan awal.

Gambar 2. 10Tampilan SAP 2000 v11.0.0

(Modul SAP2000,2017)

2. Memilih File–New Model atau menekan ctrl+N

Gambar 2. 11Menu Bar File

(MODUL SAP2000,2017)

44

3. Menentukan satuan “ KN, m, C” dan memilih “Grid Only” pada

jendela kerjamNew Model.

Gambar 2. 12Jendela kerja New Model


4. Kemudian akan muncul jendela kerja Quick Grid Lines dan mengisikan

jumlah garis vertikal (x) pada “Number of Grid Lines” bagian “X

direction” dan jumlah garis horizontal (z) pada bagian “Z direction”.

Sementara pada “Grid Spacing” mengisi ukuran masing-masing grid

sesuai sumbunya.

Gambar 2. 13Jendela Kerja Quick Grid Lines


45

5. Kemudian akan muncul tampilan Grid awal.

Gambar 2. 14Tampilan Grid Awal


6. Memilih Define – Materials… pada Tab menu.

Gambar 2. 15Menu Bar Define


46

7. Setelah muncul jendela kerja Define Materials, memilih Add New

Material – OK.

Gambar 2. 16 Jendela Kerja Define Materials


8. Kemudian akan muncul jendela kerja Material Property Data.

Gambar 2. 17Jendela Kerja Material Property Data


47

9. Memasukkan data sesuai Tabel

Gambar 2. 18Jendela Kerja Material Property Data


10. Sehingga pada Define Materials akan muncul material baru BETON 25

Mpa, lalu klik Add New Materials.

Gambar 2. 19Jendela Kerja Define Materials


48

11. Kemudian pilih pengaturan dan klik define lalu section properties,

selanjutnya frame section lalu pilih add new properties.

Gambar 2. 20Jendela Kerja Add New Properties


12. Selanjutnya pengaturan pilih section name, kemudian atur bagian

sectionname, material dan dimensi section. Setelahnya klik OK

Gambar 2. 21Jendela Kerja Rectangular Section


49

13. Selanjutnya memasukkan frame section pada bagian balok dan kolom

Gambar 2. 22Jendela Kerja Define Load Pattern


14. Kemudian menuju ke pengaturan dan pilih define load pattern, untuk

memasukkan beban yang akan digunakan.

Gambar 2. 23Jendela Kerja Properties Of Object


50

15. Mengambar frame section dengan menuju menu kemudian pilih draw.

Gambar 2. 24Jendela Kerja Rectangular Section


16. Untuk membuat tumpuan kembali ke menu dan pilih assign lalu klik

joint dan restraint.

Gambar 2. 25Jendela Kerja Joint Restraints


17. Untuk memberi beban hidup dengan memilih assign pada menu lalu

pilih frame load dan klik gravity.

Gambar 2. 26Jendela Kerja Frame Gravity Loads


51

18. Kemudian pilih menu analysis dan klik run analysis.

Gambar 2. 27Jendela Kerja Set Load Cases to Run


19. Untuk melihat hasil analysis dari program SAP 2000 pilih menu

kemudian display lalu pilih show force/streses selanjutnya pilih

frame/cables.

Gambar 2. 28Jendela Kerja Member Force Diagram For Frame


53

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Kerangka Penelitian

Metode penelitian ini disusun dalam bentuk kerangka penelitian

yaitu alur atau prosedur dalam penelitian yang akan dilakukkan. Kerangka

penelitian ini bertujuan untuk merencanakan instalasi pengolahan air

limbah bagi pabrik kecap, saos, dan permen ting-ting jahe. Penyusunan

tahap penelitian bertujuan menjelaskan alur atau langkah-langkah yang

perlu ditempuh dalam tahap perencanaan yang akan disajikan pada

Gambar 3.1 berikut :

MULAI

Identifikasi Masalah

LATAR BELAKANG :

1. Limbah Produksi Kecap, Saos

Dan Permen Ting Ting Jahe

Berpotensi Mencemari

Lingkungan.

2. Industri Belum Memiliki IPAL

3. Effluent Tidak Memenuhi Baku

Mutu.

KONDISI IDEAL

1. Setiap kegiatan usaha wajib

mengolah limbah cair yang di

hasilkan sebelum dibuang ke

badan air.

2. Pembuangan limbah cair ke badan

air memenuhi Pergub Jatim

72/2013 tentang baku mutu

limbah cair industri.

A

Gambar 3.1 Kerangka Penelitian

54

A

PERUMUSAN MASALAH :

1. Bagaimana karateristik air limbah pada Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-

Ting Jahe?

2. Bagaimana pengolahan teknologi pengolahan air limbah yang tepat pada Industri


3. Bagaimana perancangan instalasi pengolahan air limbah pada Industri Kecap, Saos,

dan Permen Ting-Ting Jahe?

4. Bagaimana detail gambar IPAL pada Industri Kecap, Saos, dan PermenTing-Ting

Jahe?

STUDI LITERATUR :

1. Baku Mutu

2. Teknologi Pengolahan

3. Unit Pengolahan IPAL

4. Konstruksi IPAL

PENGUMPULAN DATA

DATA PREMIER

- Lokasi Titik Sampling Dan Sungai

- Ketersedian Lahan Dan Layout Pabrik

- Jam Operasional Produksi

- Lokasi Badan Air Terdekat

DATA SEKUNDER

- Data Sondir Boring

- Data sekunder analisa

karakteristik air limbah

ANALISA DAN PEMBAHASAN

1. Identifikasi Karakteristik

2. Alternatif unit IPAL

3. Perhitungan Dimensi Dan

konstruksi IPAL

4. Gambar DED

KESIMPULAN DAN SARAN

SELESAI

Gambar 3. 1 Kerangka Penelitian

55

3.2 Identifikasi Permasalahan

3.2.1 Latar Belakang

1) Limbah Produksi Kecap, Saos dan Permen Ting Ting Jahe Berpotensi

Mencemari Lingkungan.

Limbah cair yang dihasilkan berasal dari proses produksi. Dari

limbah industi ini tidak diolah namun di buang secara langung ke badan

air. Pemantauan kualitas air yang berpotensi mencemari lingkungan

sekitar.

2) Industri Belum Memiliki IPAL

Limbah cair langsung dibuang ke selokan didalam lokasi usaha

yang menuju kesaluran tepi jalan airlangga terdapat 2 saluran.

Membedakan antara saluran air hujan dan saluran air limbah. Kedua

saluran ini harus dipisah dan tidak perlu dicampur. Membuat IPAL untuk

mengolah limbah cair (DPLH,2018).

3) Effluent Tidak Memenuhi Baku Mutu.

Dari hasil data laboratorium yang mengacu pada baku mutu limbah

cair industri saos yang tertera pada Pergub Jatim No. 72 Tahun 2013

Tentang Baku Mutu Bagi Limbah Cair Industri tercantum pada Tabel 3.1

berikut ini :

Tabel 3. 1Hasil Laboratorium Awal

Parameter Satuan Baku

Mutu Hasil Analisa Metode Analisa

Memenuhi

Baku Mutu

p H - - 3,83 p H meter -

TSS mg/L 100 1840 Gravimetri Tidak

BOD mg/L 100 2397,5 Winkler Tidak

COD mg/L 250 6048,47 Reflux/Tetrimetri Tidak

Sumber : Hasil Analisa, 2018

3.2.2 Kondisi Ideal

1) Pemilik badan usaha harus memiliki IPAL sebagai bentuk penaatan

terhadap peraturan lingkungan. IPAL merupakan suatu keharusan untuk

para pengusaha yang taat akan aturan.

56

2) Tercantum pada DPLH industri kecap, saos dan permen ting-ting ini baku

mutu yang gunakan sebagai acuan adalah baku mutu limbah cair domestik

yang terdapat pada Pergub Jatim No. 72 tahun 2013 tentang Baku Mutu

Limbah Cair Industri.

3.3 Studi Literatur

Tinjauan pustaka bertujuan untuk membantu dan mendukung ide

perancangan serta dapat meningkatkan pemahaman lebih jelas terhadap

ide yang akan direncanakan. Tinjauan pustaka juga harus mendapatkan

feedback dari analisa data dan pembahasan untuk menyesuaikan hasil

analisa dengan literatur yang ada. Sumber literatur yang digunakan adalah

jurnal internasional, jurnal indonesia, peraturan dan baku mutu, prosiding,

text book, serta tugas akhir yang berhubungan dengan perancangan ini.

Data-data pustaka yang diperlukan antara lain:

1. Karakteristik fisik dan kimia limbah cair industri kecap, saos, dan permen

ting ting jahe.

2. Proses produksi pada industri kecap, saos, dan permen ting-ting jahe.

3. Unit-unit pengolahan limbah cair.

4. Alternatif pengolahan yang pernah digunakan dalam mengolah limbah cair

sejenis industri kecap, saos, dan permen ting ting jahe.

5. Baku mutu yang digunakan untuk perancangan.

3.4 Pengumpulan Data

Pengumpulan data untuk memperoleh segala macam informasi

yang dapat menunjang proses perancangan. Pengumpulan data dapat

dilakukan dengan cara survey dan pengambilan sampel air limbah. Cara-

cara pengumpulan yang dipilih disesuaikan jenis kegiatan industri. Data

yang dibutuhkan sesuai dengan kegiatan industri.

Jenis data berdasarkan cara memperolehnya dibagi atas data primer

dan data sekunder. Data primer merupakan data yang diperoleh

berdasarkan pengukuran atau pengamatan langsung dilapangan. Disisi lain

data sekunder merupakan data yang diperoleh dari sumber data lain baik

dari jurnal, dokumen dll.

57

3.4.1 Data Primer

Data primer adalah data yang diperoleh dari peneliti secara

langsung ke kondisi eksisting berdasarkan pengamatan dan mengukuran

langsung di lapangan. Data primer yang diperlukan dalam perancangan ini

teridiri dari karakteristik air limbah serta kondisi di wilayah pabrik.

Kondisi pada pabrik yang diperlukan adalah ketersediaan lahan yang ada

untuk perancangan, operasional pabrik, pengolahan limbah yang ada, serta

lokasi sungai atau drainase sekitar pabrik.

1. Sampling dan Analisis Karakteristik Air Limbah

Sampling air diperlukan untuk mengetahui karakteristik kimia

yang ada dalam air limbah pabrik kecap, saos, dan ting ting jahe halus.

Berdasarkan SNI 6989.59:2008 sampling limbah mempertimbangkan ada

atau tidaknya bak ekualisasi atau bak penampung limbah di lokasi pabrik.

Selain itu pertimbangan lain yang diperlukan adalah proses pembuangan

limbah berlangsung secara kontinyu atau batch. sampling pada industri ini

dilakukan secara komposit gabungan waktu dengan cara mengambil

contoh air limbah pada saluran pembuangan limbah pabrik. Sampel air

yang diperoleh selanjutnya dianalisa di Laboratorium.

2. Lokasi Titik Sampling dan Sungai

Survey lokasi titik sampling dan sungai diperlukan untuk

mengetahui kondisi sesunguhnya yang digunakan untuk menunjang

perencanaan IPAL. Menentukan titik sampling ini berdasarkan SNI

6989.59:2008. Survey dilakukan untuk melihat kondisi sebenarnya

dilapangan.

Teknik sampling dilakukan berdasarkan SNI 6989.59:2008. Cara

yang digunakan untuk pengambilan sampling yaitu adalah komposit

gabungan waktu. Pengambilan sampling pada limbah cair yang tidak

memiliki bak ekualisasi dengan sistem batch, pengunaan komposit

gabungan waktu dan tempat, pengambilan tiap 1 jam sekali selama 8 jam

operasional pabrik. Tempat pengambilan sampelterdapat pada Gambar

3.2. Pemilihan lokasi pengambilan sampling berdasarkan arah aliran air

sebelum dibuang ke badan air.

58

3. Ketersediaan Lahan dan Layout Pabrik

Ketersediaan lahan menjadi salah satu faktor agar perancangan

yang dilakukan dapat diimplementasikan. Dalam industri ini memiliki

lahan seluas 1420 m2 (DPLH,2018). Hal ini disebakan karena setiap unit

pengolahan yang direncanakan akan memakai sejumlah luasan lahan.

Sehingga perlu diketahui berapa luasan lahan yang tersedia agar seluruh

unit yang didesain dapat dibangun dengan lahan yang cukup.

Gambar denah dan layout pabrik diperlukan untuk memberikan

gambaran perencana mengenai tata letak bangunan serta lahan yang

tersedia untuk pembangunan IPAL. Gambar denah memberikan informasi

mengenai tata letak bangunan serta fungsi dari bangunan yang ada.

Sedangkan layout pabrik memberikan gambaran mengenai letak pabrik

terhadap sekitarnya. Sehingga dapat diperkirakan juga lokasi badan air

yang ada disekitar pabrik.

Informasi mengenai ketersediaan lahan dan juga layout pabrik

membantu perencana dalam menentukan alternatif pengolahan yang tepat.

Selain itu dengan mengetahui lahan yang akan digunakan dapat membantu

dalam pengembahan layout atau tata letak unit yang telah didesain.Berikut

gambar layout lokasi dan titik sampling :

59

Gambar3.2 Lokasi Perencanaan IPAL dan Lokasi Titik Sampling

Sumber : Hasil Survey

Keterangan : : Lokasi Perencanaan

: Titik Sampling

Pada gambar di jelaskan bahwa lahan lokasi perencanaan IPAL

terletak pada tanda bulat. Penetapan lokasi perencanaan IPAL ini sendiri

60

berdasarkan lokasinya yang terletak dekat dengan badan air sungai jalan

airlangga dan juga memilik akses yang mudah untuk operasional dan

maintenance. Lahan yang tersedia untuk untuk lahan IPAL 103,5 m2.

Lahan yang digunakan untuk IPAL adalah 55,5 m2.

4. Pengambilan Kuantitas Air Limbah

Kuantitas dinyatakan dengan debit air limbah. Debit air limbah

dari proses produksi berfluktuasi, sebanding dengan kapasitas produksi.

Data debit yang dibutuhkan dalam perencanaan instalasi pengolahan

meliputi debit air limbah rata-rata, minimum, dan maksimum.

Data variasi debit diperlukan juga untuk menentukan kapasitas

instalasi apabila terjadi kenaikan produksi yang menyebabkan kenaikan

jumlah air limbah. Hal ini ditujukan agar instalasi tetap dapat mengolah air

limbah apabila sewaktu-waktu kapasitas naik.Pengukuran kuantitas air

limbah dilakukan menggunakan alat ukur debit mekanis yang dipasang

pada saluran akhir.

5. Jam Operasional Pabrik

Lama operasional pabrik memberikan informasi kepada perencana

mengenai lama limbah yang dihasilkan oleh suatu proses produksi.

Informasi ini juga memberikan gambaran jam puncak pemakaian air.

Sehingga membantu perencana untuk memperoleh nilai faktor puncak

untuk unit yang akan direncanakan. Pabrik ini beroprasi pada pukul 07.00-

17.00, jam masuk setiap hari senin hingga jumat.

Informasi mengenai jam operasional juga membantu perencana

dalam mendesain unit IPAL seperti equalization tank.Hal ini diperlukan

agar desain dari unit tersebut tidak terlalu besar maupun terlalu kecil.

6. Lokasi Badan Air Terdekat

Informasi lokasi badan air penerima diperlukan untuk mengetahui

letak pipa effluent IPAL yang akan direncanakan. Badan air penerima

dapat berupa sungai maupun saluran drainase yang cukup besar serta dapat

menampung debit effluent yang dihasilkan.

Informasi badan lokasi badan air diperoleh melalui pengamatan

pada sekitar area pabrik sehingga dapat diketahui letak badan air tersebut.

61

Badan air terletak pada depan pabrik menuju ke Sungai Kresek lalu

berakhir di Sungai Brantas Kota Kediri.

3.4.2 Data Sekunder

Data sekunder merupakan data yang berasal dari data pendukung

atau di peroleh dari sumber sumber jurnal dan lainnya. Data sekunder yang

diperlukan dalam perancangan dapat berupa dokumen maupun gambar.

Data sekunder yang berupa dokumen yang diperlukan dalam perancangan.

1. Data Boring

Uji ini dilakukan untuk mengetahui elevasi lapisan keras (Hard

Layer) dan homogenitas tanah dalam arah lateral. Hasil Cone Penetration

Test disajikan dalam bentuk diagram sondir yang mencatat nilai tahanan

konus dan friksi selubung, kemudian digunakan untuk menghitung daya

dukung pondasi yang diletakkan pada tanah tersebut. Berikut pada Gambar

3.3 data boring:

62

Gambar 3. 3 Data Boring

Sumber : Dinas Penanaman Modal Kota Kediri

2. Data sekunder karakteristik

Data sekunder karakteristik limbah kecap, saos, dan permen ting

ting jahe mengunakan industri yang memiliki kesamaan bahan baku. Pada

data sekunder ini mengunakan karakteristik limbah tahu yang memiliki

bahan dasar sama seperti kecap yaitu kedelai.

3.5 Analisis dan Pembahasan

Pengolahan data dilakukan setelah data-data yang dibutuhkan telah

dikumpulkan. Adapun pengolahan data yang dilakukan meliputi :

1. Perhitungan debit air limbah dan analisa karakteristik air limbah pabrik

kecap, saos, dan ting ting jahe.

63

Debit perancangan diperoleh dari pendekatan dilapangan air

buangan yang dimiliki oleh pabrik. Dari data penggunaan air

selanjutnya dihitung penggunaan air rata-rata dari pabrik tersebut.

Selain itu dihitung pula debit puncak dari pabrik tersebut yang akan

digunakan dalam desain.

2. Penetapan baku mutu effluent air limbah yang disesuaikan

dengan Pergup Jatim No. 72 Tahun 2013tentang Baku Mutu Limbah

Cair Industri.

Air limbah akan di uji dengan mengunakan baku mutu yang

mengacu pada Pergup Jatim No. 72 Tahun 2013 tentang Baku Mutu

Limbah Cair Industri, sebagai data penentu unit IPAL untuk industri

kecap, saos, dan permen ting-ting jahe. Penaatan baku mutu ini agar

nantinya air yang dibuang ke badan air bisa sesuai dengan parameter

yang telah di tetapkan.

Hasil laboratorium mengenai kualitas kimiawi limbah cair

selanjutnya dibandingkan dengan baku mutu. Nilai baku mutu yang

digunakan dalam perancangan ini adalah Pergup Jatim No. 72 Tahun

2013 tentang Baku Mutu Limbah Cair Industri. Setelah mengetahui

nilai polutan yang perlu disisihkan dapat diketahui pula berapa

tahapan pengolahan yang diperlukan.

3. Penetapan Alternatif Pengolahan Berdasarkan Data Kualitas dan

Kuantitas

Alternatif pengolahan ditetapkan setelah menganalisa data

kualitas, kuantitas dan hasil analisa penelitian pendahuluan. Alternatif

pengolahan juga disusun secara berangkai dimana alternatif

pengolahan dimulai dari pengolahan tahap pertama (fisik-kimia)

dilanjutkan dengan pengolahan tahap kedua.

4. Penetapan kriteria desain sesuai dengan pustaka textbook dan jurnal.

Kriteria perancangan yang digunakan diambil dari textbook

seperti Metcalf And Eddy (2003). Kriteria lain yang diambil juga

berasal dari jurnal-jurnal terkait pengolahan air limbah cair. Kriteria

perancangan yang digunakan untuk tiap unit disajikan pada subbab

64

Kriteria Desain di BAB II Tinjauan Pustaka. Kriteria desain ini

menjadi acuan untuk menentukan dimensi yang akan di butuhkan oleh

unit IPAL.

5. Penetapan pengolahan yang akan digunakan.

Dengan mempertimbangkan aspek perawatan yang mudah dan

tepat guna dengan karakteristik air limbah dengan unit pengolahan

yang dirancang.

6. Perhitungan dimensi unit pengolahan yang telah ditetapkan

berdasarkan kriteria desain menggunakan excel.

Perhitungan ditetapkan dilakukan berdasarkan pada kriteria

desain yang telah ditetapkan sebelumnya berdasarkan literatur.

Adapun hal yang perlu dihitung dari setiap bangunan terkait dengan

dimensi baik bangunan maupun saluran serta aspek hidrolika yang ada

pada bangunan tersebut (kecepatan saluran, kecepatan dalam

bangunan, dll). Selain itu dalam perhitungan juga perlu dilakukan

perhitungan baik terhadap kebutuhan pompa (jika diperlukan) serta

peralatan tambahan yang perlu ditambahkan dalam bangunan (misal:

media filter).

7. Penggambaran DED (Detail Engineering Design) masing-masing unit

berdasarkan perhitungan menggunakan AutoCAD 2007.

Gambar detail merupakan tahap selanjutnya setelah dilakukan

perhitungan dimensi unit pengolahan. Dalam gambar detail perlu

digambarkan bentuk dari unit pengolahan secara jelas baik bentuk dan

ukuran unit bangunan.

a. Desain tiap unit bangunan.

b. PID untuk unit alternatif dan unit yang akan digunakan.

8. Pengambaran struktur bangunan dengan mengunakan SAP2000

Pengambaran mengunakan SAP2000 untuk membantu

menentukan perhitungan perencanaan struktur yang ada pada

perencanaan IPAL ini. Hasil dari SAP2000 ini akan mendapatkan

momen yang selanjutnya dijadikan untuk menghitung tulangan..

65

3.6 Analisis Hasil Perancangan

Hasil dan pembahasan digunakan untuk memperjelas data yang telah

diolah. Hasil dan pembahasan meliputi aspek teknis dan biaya yang terdiri

dari :

1. Karakteristik limbah cair Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting

Jahe.

2. Analisa dari perencanaan IPAL Industri Kecap, Saos, dan Permen

Ting-Ting Jahe.

3. Perhitungan dimensi dan konstruksi perencanaan IPAL Industri Kecap,

Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe.

4. Detail Engineering Design (DED) Instalasi Pengolahan Air Limbah

Industri Kecap, Saos, dan Permen Ting-Ting Jahe.

3.7 Kesimpulan

Kesimpulan merupakan jawaban dari tujuan perancangan.:

1 Karakteristik limbah cair Industri Kecap, Saos, Dan Permen Ting-

Ting Jahe.

2 Alternatif pemilihan unit IPAL.

3 Desain unit yang digunakan di IPAL yang sesuai dengan karakteristik

limbah Industri Kecap, Saos, Dan Permen Ting-Ting Jahe.

4 Gambar DED IPAL Industri Kecap, Saos, Dan Permen Ting-Ting

Jahe.

66

4.7 Jadwal Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini memiliki jadwal terdapat pada tabel sebagai berikut :

Tabel 3.2 Jadwal Pelaksanaan Penelitian

No Kegiatan Bulan Ke-

1 2 3 4 5 6

1 Identifikasi Masalah

2 Perumusan Masalah

3 Studi Literatur

4 Pengumpulan Data

Data Primer

- Karakteristik Air Limbah

- Ketersediaan Lahan

- Layout Pabrik

- Jam Operasional Pabrik

- Lokasi Titik Sampling

- Lokasi Badan Air Terdekat

Data Sekunder

- Data Sondir

5 Pengujian Sampling

6 Penentuan Unit Pengolahan Berdasarkan

Hasil Analisa

7 Penentuan Dimensi IPAL

8 Pengambaran DED

- AUTOCAD 2D

- SAP2000

67

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Identifikasi Karakteristik dan Debit Air Limbah

4.1.1 Identifikasi Karakteristik Air Limbah

Data kualitas air limbah merupakan data primer yang diperoleh melalui

sampling dan uji laboratorium. Baku mutu yang digunakan berdasarkan Peraturan

Gubernur Jatim Nomor 72 Tahun 2013 tentang Baku Mutu Air Limbah Industri

dan/atau Kegiatan Usaha lainnya. Parameter yang digunakan pada baku mutu

industri saos adalah BOD, COD, TSS, dan pH sesuai dengan Pergub Jatim Nomer

72 Tahun 2013 tentang Baku Mutu Industri Saos. Parameter baku mutu yang

digunakan adalah industri saos, karena dari perbandingan baku mutu antara

industri saos dan industri kecap nilai baku mutu industri saos lebih ketat pada

kadar air limbah. Hasil analisa laboratorium disajikan pada Tabel 4.1 berikut.

Tabel 4. 1 Hasil Uji Laboratorium

Parameter Satuan Baku

Mutu Hasil Analisa Metode Analisa

Memenuhi

Baku Mutu

p H - - 3,83 p H meter -

TSS mg/L 100 1840 Gravimetri Tidak

BOD mg/L 100 2397,5 Winkler Tidak

COD mg/L 250 6048,47 Reflux/Tetrimetri Tidak

Sumber : Balai Riset dan Standarisasi Industri Surabaya, 2019

Hasil uji laboratorium parameter pencemar industri saos pada Peraturan

Gubernur Jatim No. 72 Tahun 2013 melebihi baku mutu, sehingga memerlukan

pengolahan agar dapat memenuhi baku mutu yang telah ditetapkan.

4.1.2 Pengukuran Debit Air Limbah

Pengukuran debit pada industri kecap, saos, dan permen ting ting ini

memiliki hasil debit 36,37 m3/hari. Proses perhiungan debit air limbah dapat

dilihat pada Tabel 4.2 berikut.

68

Tabel 4. 2 Fluktuasi Air Limbah

No Jam

Limbah

Masuk

(m3/Jam)

Volume Limbah

Komulatif Masuk

(m3/hari)

Volume Air Limbah

Rata-Rata Tiap Jam

(m3/jam)

Volume Air

Limbah Rata-Rata

Komulatif

(m3/hari)

1 06.00-07.00 1,8 1,8 1,5154167 1,51541667

2 07.00-08.00 2,29 4,09 1,5154167 3,03083333

3 08.00-09.00 2,9 6,99 1,5154167 4,54625

4 09.00-10.00 3,95 10,94 1,5154167 6,06166667

5 10.00-11.00 4,07 15,01 1,5154167 7,57708333

6 11.00-12.00 2,64 17,65 1,5154167 9,0925

7 12.00-13.00 4,05 21,7 1,5154167 10,6079167

8 13.00-14.00 2,86 24,56 1,5154167 12,1233333

9 14.00-15.00 3,2 27,76 1,5154167 13,63875

10 15.00-16.00 2,67 30,43 1,5154167 15,1541667

11 16.00-17.00 3,44 33,87 1,5154167 16,6695833

12 17.00-18.00 2,5 36,37 1,5154167 18,185

13 18.00-19.00 0 36,37 1,5154167 19,7004167

14 19.00-20.00 0 36,37 1,5154167 21,2158333

15 20.00-21.00 0 36,37 1,5154167 22,73125

16 21.00-22.00 0 36,37 1,5154167 24,2466667

17 22.00-23.00 0 36,37 1,5154167 25,7620833

18 23.00-24.00 0 36,37 1,5154167 27,2775

19 24.00-01.00 0 36,37 1,5154167 28,7929167

20 01.00-02.00 0 36,37 1,5154167 30,3083333

21 02.00-03.00 0 36,37 1,5154167 31,82375

22 03.00-04.00 0 36,37 1,5154167 33,3391667

23 04.00-05.00 0 36,37 1,5154167 34,8545833

24 05.00-06.00 0 36,37 1,5154167 36,37

1,5154167 36,37 1,5154167 36,37

Sumber : Hasil Analisa.2018

4.2 Alternatif Perencanaan

Pada perencanaan ini terdapat 3 (tiga) alternatif yang akan digunakan untuk

mendesain instalasi pengolahan air limbah di industri kecap, saos, dan permen

ting-ting. Berikut alternatif untuk perencanaan IPAL dapat dilihat pada Gambar

4.1 – 4.3 berikut.

69

Gambar 4. 1 Alternatif 1

70


71


72

1. Alternatif 1

Pada gambar diagram alir alternatif 1 mengunakan unit Anaerobic Baffle

Reactor dan mengunakan Extended Aeration. Pemilihan unit pengolahan pada

alternatif 1 dapat dilihat pada Tabel 4.3 berikut.

Tabel 4. 3Dasar Pemilihan Alternatif 1

No. Unit Dasar

1. Barscreen Menyisihkan air limbah dari serabut, batang, daun ketela, dan ketela

2. Bak Ekualisasi Bertujuan menghomogenisasi debit dan konsentrasi air limbah.

3. Bak Netralisasi

pHair limbah rendah (pH=3,8),sehingga memerlukan proses netralisasi

sebelum memasuki proses biologis.

4. Anaerobic Baffle

Reactor

Mengolah air limbahdengan proses anaerob untuk menurunkan

konsentrasi COD dan BOD yang tinggi, mengunakan ABR supaya

beban yang masuk ke aerasi tidak besar.

5.

Extended Aeration

Mengolah air limbah dengan proses aerob untuk menurunkan

konsentrasi COD dan BOD dengan konsentrasi moderat, dengan

pengolahan aerobik yang memiliki waktu lebih cepat.

6. Bak Sedimentasi Memisahan supernatan dengan lumpur aktif secara gravitasi.

Sumber : Analisis Penulis,2019

2. Alternatif 2

Pada gambar diagram alir alternatif 2 mengunakan Biofilter Anaero-Aerob.

Pemilihan unit pengolahan alternatif 2 dapat dilihat pada Tabel 4.4 berikut.

Tabel 4. 4 Dasar Pemilihan Alternatif 2

No. Unit Dasar

1. Barscreen Menyisihkan air limbah dari serabut, batang, daun ketela, dan ketela

2. Bak Ekualisasi Bertujuan menghomogenisasi debit dan konsentrasi air limbah.

3. Bak Netralisasi pH air limbah rendah (pH=3,8), sehingga memerlukan proses

netralisasi sebelum memasuki proses biologis.

4. Biofilter Anaerob

Mengolah air limbah dengan proses anaerob untuk menurunkan

konsentrasi COD dan BOD yang tinggi, pengunaan biofilter

anaerob merupakan proses awal agar beban tidak telalu besar

masuk ke biofilter aerob.

5. Biofilter Aerob


konsentrasi COD dan BOD dengan konsentrasi moderat, dengan

pengolahan aerobik yang memiliki waktu lebih cepat.

6. Bak Sedimentasi Pemisahan supernatan dengan lumpur aktif secara gravitasi.


73

3. Alternatif 3

Pada gambar diagram alir alternatif 3 mengunakan unit UASB dan

mengunakan Activated Sludge. Pemilihan unit pengolahan pada alternatif 3dapat

dilihat pada Tabel 4.5 berikut.

Tabel 4. 5Dasar pemilihan Alternatif 3

No. Unit Dasar

1. Barscreen Menyisihkan air limbah dari serabut, batang, daun ketela, dan

ketela

2. Bak

Ekualisasi

Bertujuan menghomogenisasi debit dan konsentrasi air limbah.

3. Bak

Netralisasi

pH air limbah rendah (pH=3,8), sehingga memerlukan proses

netralisasi sebelum memasuki proses biologis.

4. UASB

Mengolah air limbah dengan proses anaerob untuk menurunkan

konsentrasi COD dan BOD yang tinggi. Pengunaan teknologi

baru yang cocok mengurangi beban organik limbah.

5. Activated

Sludge


konsentrasi COD dan BOD dengan konsentrasi moderat.

Pengolahan yang meremoval lebih cepat.

6. Bak

Sedimentasi

Pemisahan supernatan dengan lumpur aktif secara gravitasi.


Berdasarkan hasil perhitungan neraca massa (Lampiran 1), tiga alternatif

perencanaan dapat memenuhi konsentrasi parameter berdasarkan peraturan

Gubernur Jatim Nomer 72 Tahun 2013. Hasil perhitungan neraca massa dari

ketiga alternatif perencanaan dapat dilihat pada Tabel 4.6 sebagai berikut:

Tabel 4. 6Hasil Perhitungan Neraca Massa Dari Ketiga Alternatif Perencanaan

Tipe Pengolahan COD BOD TSS Memenuhi BM

mg/L mg/L mg/L

Baku Mutu 250 100 100 -

Alternatif 1 177,32 59,49 69 Ya

Alternatif 2 105,85 41,96 23 Ya

Alternatif 3 114,32 65,45 8,28 Ya

Sumber : Analisa Data,2019

74

Berdasarkan hasil perhitungan neraca massa semua alternatif memenuhi

baku mutu yang sesuai dengan Peraturan Gubernur Jatim Nomer 72 Tahun 2013.

Perbandingan beberapa aspek untuk semua alternatif dapat dilihat pada Tabel 4.7.

Tabel 4. 7 Perbandingan Alternatif Perencanaan ditinjau dari Berbagai Aspek

ASPEK ALTERNATIF 1 ALTERNATIF 2 ALTERNATIF 3

Kualitas Effluen G G G

Keterangan

Berdasarkan hasil

perhitungan neraca

massa efluen sudah

memenuhi baku mutu.

Berdasarkan hasil

perhitungan neraca

massa efluen sudah

memenuhi baku mutu.

Berdasarkan hasil

perhitungan neraca

massa efluen sudah

memenuhi baku mutu.

Kebutuhan Lahan AV AV AV

Keterangan

Kebutuhanlahan cukup

besar dikarenakan

terdapat unit anaerob.

Kebutuhan lahan cukup

besar dikarenakan


Kebutuhan lahan cukup

besar dikarenakan


Kemudahan Operasi AV G AV

Keterangan

Membutuhkan seorang

operator yang dapat

melakukan pengecekan

rutin dan maintance.

Unit tidak memerlukan

seorang operator yang

rutin karena operasinya

mudah.

Membutuhkan seorang

operator yang dapat

melakukan pengecekan

rutin dan maintance.

Kemudahan

Pemeliharaan untuk

proses anaerobik

AV P P

Keterangan

Pemeliharaan relatif

mudah, karena tidak

diperlukan pemantauan

harian.

Pemeliharaan filter yang

terbuat dari sarang tawon

akan susah mendeteksi

rusaknya filter bagian

tengah maupun bawah.

Ketidakstabilan dalam

perawatan dikarenakan

sistem hidrolik yang

kompleks.

Kebutuha Listrik AV AV AV

Keterangan

Dalam unit pengolahan

memerlukan blower,

aerator diffuser, pompa,

dll yang memerlukan

listrik yang cukup

banyak.


memerlukan blower,


dll yang memerlukan

listrik yang cukup banyak.


memerlukan blower,


dll yang memerlukan

listrik yang cukup

banyak.

Kemudahan

Pemantauan Proses

untuk proses aerobik

G p G

Keterangan

Pengecekan lumpur aktif

dan bakteri dapat

dilakukan setiap hari

dengan mudah.

Diperlukan pemantauan

proses khusus untuk unit

biofilter aerob-anaerob

seperti bakteri yang

menempel pada media

filternya.

Pengecekan lumpur aktif

dan bakteri dapat

dilakukan setiap hari

dengan mudah.


Keterangan :

VG : sangat bagus ; G : bagus ; AV : Lumayan ; P : kurang bagus

Penentuan unit akan memperhatikan beberapa aspek yang berpengaruh di

operasional unit IPAL, berdasarkan pertimbangan alternatif 1 dipilih, karena

75

keunggulannya pada proses operasional, pemeliharaan, dan kemudahan

pemantauan proses. Jadi, dalam penelitian ini akan dirancang unit barscreen, bak

ekualisasi, tangki netralisasi, bak anaerobic baffle reactor, bak extended aeration,

dan clarifier.

4.3 Perhitungan Dimensi Unit

4.3.1 Barscreen

Bar Screen berfungsi untuk menyisihkan benda-benda kasar yang

melayang, sehingga tidak mengganggu pengoperasian unit pengolahan

selanjutnya.Banyaknya kotoran yang tertahan pada bar screen akan meningkatkan

kehilangan tekanan sehingga perlu dibersihkan. Pembersihan dapat dilakukan

secara manual maupun mekanis. Pemilihan tergantung dari beban yang diterima,

jika beban berat dapat menggunakan peralatan mekanis yang bekerja secara

otomatis, sedangkan beban yang relatif ringan dapat dilakukan secara manual.

Y1Y2V2Vb

V1

Screen

Gambar 4. 4Barscreen

Tabel 4. 8 Kriteria Design Bar Screen

1 Bukaan antara screen/jarak antar kisi 25 - 50 mm

2 Sudut antara kisi-kisi dengan bidang horizontal

(α)

450 - 600

3 Lebar penampang batang (w) 5 - 15 mm

4 Kecepatan aliran air (Vs) 1. 0,3 – 0,6 m/detik

5 Panjang penampang batang (p) 25 – 75 mm

6 Kecepatan melalui bar screen (Vs) 0,3 – 0,9 m/detik

7 Faktor Kirschemer (β)

- bentuk bulat lingkaran 1,79

- bentuk persegi 2,42

8 Head loss ≤ 15 cm

Sumber : Qasim,1985

76

a. Direncanakan

1. Debit pengolahn = 0,0015 m3/detik

2. Lebar satuan intake (L) = 0,4 m

3. Kisi berbentuk bulat lingkaran (β) = 1,79

4. Diameter yang direncanakan (w) = 0,015 m

5. Jarak bukaan antar batang (b) = 0,025 m

6. Kemiringan kisi (α) = 60

7. Gravitasi (g) = 9,81

8. Sloope (S) = 0,00903

9. kekasaran (n) = 0,013

b. Perhitungan

1. Kedalaman sebelum screen (Y1)

𝑄 𝑥 𝑛

𝑆1/2 =

𝑌1

(2𝑌1 + 1)5/3

0,0015 𝑥 0,013

0009030,5=

𝑌1

(2𝑌1 + 1)5/3

0,0002 = 𝑌1

(2𝑌1 + 1)5/3

𝑌1 = 0,025

0,95

𝑌1 = 0,0263158 𝑚

2. Kecepatan sebelum screen (V1)

𝑉1 = 𝑄

𝐿 𝑥 𝑌1

𝑉1 = 0,0015

0,4 𝑥 0,03

𝑉1 = 0,1399656 m/detik

77

3. Jumlah Batang (n)

𝐿 = 𝑛 𝑥 𝑤 + [(𝑛 + 1) 𝑥 𝑏]

0,4 = 𝑛 𝑥 0,015 + [(𝑛 + 1) 𝑥 𝑏]

0,4 = 0,015𝑛 + 0,025𝑛 + 0,025

0,375 = 0,04 𝑛

𝑛 = 9,375 𝑏𝑎𝑡𝑎𝑛𝑔

Jadi, jumlah batang yang direncanakan adalah 10 buah

4. Jumlah bukaan (s)

𝑠 = 𝑛 + 1

𝑠 = 10 + 1

𝑠 = 11 𝑏𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛

5. Lebar bukaan total (Lt)

𝐿𝑡 = 𝑏 + 𝑠

𝐿𝑡 = 0,025 + 11

𝐿𝑡 = 0,28 𝑚

6. Kedalaman batang (bar terdalam/Yb)

𝑌𝑏 = 𝑌1

sin 𝛼

𝑌𝑏 = 0,026316

sin 60

𝑌𝑏 = 0,026316

sin 60

𝑌𝑏 = 0,026316

0,866

𝑌𝑏 = 0,03 𝑚

7. Kecepatan di screen (vb)

𝑣𝑏 = 𝑄

𝐿𝑡 𝑥 𝑌1

𝑣𝑏 = 0,0015

0,275 𝑥 0,02632

𝑣𝑏 = 0,2 𝑚

78

8. Kehilangan tekanan melalui screen (hv)

ℎ𝑣 = ℎ𝑣.2

2𝑔

ℎ𝑣 = 0,20362

2 𝑥 9,81

ℎ𝑣 = 0,00043008 𝑚

9. Headloss bar

𝐻𝐿 = 𝛽 𝑥 (𝑤

𝑏) .4/3 𝑥 ℎ𝑣 𝑥 sin 𝛼

𝐻𝐿 = 1,79 𝑥 (0,015

0,025) .4 𝑥 0,00043 𝑥 0,87

𝐻𝐿 = 0,000338 𝑚

𝐻𝐿 = 0,03 𝑐𝑚

10. Ketinggian air setelah bar (Y2)

𝑌2 = 𝑌1 𝑥 𝐻𝐿

𝑌2 = 0,0263 − 0,00034

𝑌2 = 0,026 m

11. Keceptan setelah melewati screen (v2)

𝑉2 = 𝑄

𝐿 𝑥 𝑌2

𝑉2 = 0,0015

0,4 𝑥 0,026

𝑉2 = 0,14 𝑚/𝑑𝑡𝑘

4.3.2 Bak Ekualisasi

Bak ekualisasi berfungsi untuk meratakan beban organik dengan cara

meratakan debit aliran yang akan masuk ke pengolahan selanjutnya.Menghitung

volume air bak ekualisasi perlu dibuat tabulasi debit kumulatif air limbah masuk

dan air limbah yang dialirkan selama 24 jam.

79

Tabel 4. 9 Data Volume Bak Ekualisasi

No Jam

Debit

Limbah

Masuk

(m3/Jam)

Volume Limbah

Komulatif

Masuk (m3/hari)

Volume Air

Limbah Rata-

Rata Tiap Jam

(m3/jam)

Volume Air

Limbah Rata-

Rata Komulatif

(m3/hari)

Storage

Komulatif

(m3/hari)

1 06.00-07.00 1,800 1,800 1,515 1,515 0,285

2 07.00-08.00 3,950 5,750 1,515 3,031 2,435

3 08.00-09.00 2,900 8,650 1,515 4,546 1,385

4 09.00-10.00 2,290 10,940 1,515 6,062 0,775

5 10.00-11.00 4,070 15,010 1,515 7,577 2,555

6 11.00-12.00 2,640 17,650 1,515 9,093 1,125

7 12.00-13.00 4,050 21,700 1,515 10,608 2,535

8 13.00-14.00 2,860 24,560 1,515 12,123 1,345

9 14.00-15.00 3,200 27,760 1,515 13,639 1,685

10 15.00-16.00 2,670 30,430 1,515 15,154 1,155

11 16.00-17.00 3,440 33,870 1,515 16,670 1,925

12 17.00-18.00 2,500 36,370 1,515 18,185 0,985

13 18.00-19.00 0,000 36,370 1,515 19,700 -1,515

14 19.00-20.00 0,000 36,370 1,515 21,216 -1,515

15 20.00-21.00 0,000 36,370 1,515 22,731 -1,515

16 21.00-22.00 0,000 36,370 1,515 24,247 -1,515

17 22.00-23.00 0,000 36,370 1,515 25,762 -1,515

18 23.00-24.00 0,000 36,370 1,515 27,278 -1,515

19 24.00-01.00 0,000 36,370 1,515 28,793 -1,515

20 01.00-02.00 0,000 36,370 1,515 30,308 -1,515

21 02.00-03.00 0,000 36,370 1,515 31,824 -1,515

22 03.00-04.00 0,000 36,370 1,515 33,339 -1,515

23 04.00-05.00 0,000 36,370 1,515 34,855 -1,515

24 05.00-06.00 0,000 36,370 1,515 36,370 -1,515

Rata-Rata 1,515 36,370 1,515 36,370


a. Direncanakan

1. V komulatif = 2,55458 – (-1,5154)

80

= 4,07 m3

2. A = 𝑉

𝐻

A = 4,07 𝑚3

1,5 𝑚

= 2,71333 m2

3. P : L = 1 : 1

L = 1,64722 m ≈ 1,7 m

b. Rekapitulasi Dimensi bak equalisasi

Panjang = 1,7 m

Lebar = 1,7 m

Kedalaman air = 1,5 m

Freeboard = 0,3 m

h tot = 1,8 m

4.3.3 Tangki Netralisasi

Proses netralisasi dengan mengunakan bubuk CaCO3 yang dilarutkan air

pada tangki netralisasi. Kapasitas tangki netralisasi sama dengan jumlah larutan

basa yang diperlukan netralisasi pH air limbah. Proses netralisasi meliputi :

1. Tangki dosing basa kebutuhan CaCO3 dan spesifikasi pompa dosing

A. Kebutuhan basa

pH awal = 3,5

pH akhir = 7

M akhir = 0,0000001 mol/L

CaCO3 = 100%

CaCO3+H2O Ca(OH)2 +HCO3

Ca(OH)2 = 1 mol/L

[H+] = 10-3,5 mol/L

[H+] = 0,000316228 mol/L

Total mol asam = 0,000316228 mol/L x 36370 L/hari

Total mol asam = 11,5 mol/hari

mol basa = Vbasa x 1 mol/L

81

V basa = 11,5

𝑚𝑜𝑙

𝐿𝑥 (36370

𝐿

ℎ𝑎𝑟𝑖𝑥 10−7)

(1𝑚𝑜𝑙

𝐿+ 0,000316228

𝑚𝑜𝑙

ℎ𝑎𝑟𝑖)

V basa = 11,49 L

Ca(OH)2 Ca2+ 2OH-

mol basa = 11,49mol

n OH = 2

Mr Ca(OH)2 = 56 g/mol

mol OH = 11,49

2

mol OH = 5,74 mol

massa basa = 5,74 mol x 56 g/mol

massa basa = 321,422885 gram

% CaCO3 = 100%

massa CaCO3 = 321,4 gram

B. Kebutuhan V Basa untuk Tangki 40 L

Tangki tersedia = 40 L

V BASA perhari untuk 40 L = 40 𝐿

11,49 𝐿

V BASA perhari untuk 40 L = 3,48 kali

Massa CaCO3 untuk 40 L = 321,4 gr x 3,48

Massa CaCO3 untuk 40 L = 1.120 gr

Tangki dosing yang digunakan sesuai dengan yang tersedia di pasaran

yaitu ukuran 40L. Tangki dosing sudah dilengkapi dengan pompa dan mixer

bawaan dari tangki dosing sesuai yang tersedia di pasaran. Tangki memiliki

diameter 315 mm dan tinggi 418 mm. Ilustrasi tangki dosing dan spesifikasi

tangki dapat dilihat pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6 berikut.

82

Gambar 4. 5 Tangki Dosing

Sumber : alibaba,2019

Gambar 4. 6 Ukuran Tangki Dosing yang Sesuai Pasaran


Pompa dosing yang digunakan dengan tegangan 220 V dengan frekuensi

50 Hz, sesuai dengan bawaan dari tangki dosing, sedangkan untuk mixer bawaan

dari tangki dosing memiliki daya rata-rata 0,18- 11 kW, dengan diameter mixer

0,4 – 3 m, serta kecepatan mengaduk 60-200 rpm.

83

Gambar 4. 7 Dosing Pump


Gambar 4. 8 Mixer


Tabel 4. 10 Spesifikasi Dosing Pump

DOSING PUMP SPESIFICATION

Power Rated = 20 W

Work Presure = 2 Bar

Flow = 12,12 L/Hr

Pressure Range = 0.2~1 Mpa

Motor = Standard 220v/380v,50hz

Regulating Mode = Manual / Automatic

Sumber :alibaba,2019

Tabel 4. 11 Spesifikasi Mixer

MIXER SPESIFICATION

Rated Power = 0.18~11kW

Mixer Diameter = 0.4~3m

Mixing Speed = 60~200rpm

Sumber :alibaba,2019

84

2.Tangki Nertralisasi

Tangki netralisasi digunakan untuk mencampurkan basa CaCO3 dengan air

limbah sebelum memasuki proses selanjutnya. Bubuk CaCO3 sebelumnya di

larutkan pada tangki dosing. Pada Tabel 4.11 menunjukan data-data perencanaan

tangki netralisasi.

Tabel 4. 12 Perencanaan Tangki Netralisasi

PARAMETER SIMBOL BESARAN SATUAN KRITERIA

Waktu Detensi

6 menit

0,5 – 6 menit

(Metcalf &

Eddy, 1979)

Rasio Tinggi Dengan Diameter

Tangki

1,1

Direncanakan

Kecepatan Putar Mixer n 100 rpm

Viskositas Air Pada 28o C µ 1,746 x 10-5 lb.s/ft2

0,8363 x 10-3 N

detik/m2

Kecepatan Gradien G 300 per detik

Mixer Low Shear Hydrofoil 4 Blade Np 0,6

a. Perhitungan dimensi

Q = 36,37 m3/hari

= 1,515416667 m3/jam

= 0,025256944 m3/menit

= 0,000420949 m3/detik

Td rencana = 360 detik

= 6 menit

Volume (V) = Q x td

= 0,176798611 m3

Tinggi bak = 1,1 panjang bak (dewiandratika,2011)

V = 1

4x 3,14 x d2 x t

0,176798611 = 0,25 x 3,14 x d2 x 1,1

D = 0,621221466 m

= 0,63 m

Tinggi bak = 1,1 (0,63)

= 0,69 m

= 0,70 m

Freeboard = 0,10 m

85

H total = 0,8 m

b. Menghitung daya yang dibutuhkan untuk pengadukan

P = G2 x n x V

= 13,34369838 N-m/det

= 13,30 w

= 9,842 ft lb/s

D =( 𝑃

𝑁𝑝 x ᵨ x n3)1/5

= (9,842

0,6 x 62,4 x 1,6673)1/5

= 0,13 ft

= 0,039 m

Cek rasio = 𝐷

𝑇𝑒

= 0,039

0,63

= 0,329111524 memenuhi 0,3-0,6

Cek Nre =(nxD2xᵨ)

µ

= 2845776,04>10.000 turbulen

4.3.4 Anaerobic Baffle Reaktor

Anaerobic Baffled Reactor (ABR) merupakan pengolahan biologis secara

anaerob. Proses ABR menggabungkan proses pengolahan sistem tersuspensi

dengan sistem terlekat. Pada desain reaktor ABRfaktor yang perlu diperhatikan

adalah nilai waktu tinggal hidrolik dan kecepatan aliran (Vup).

Perhitungan ABR disajikan di bawah ini.

Tabel 4. 13 Kriteria Desain ABR

KRITERIA SUMBER

Organic loading Rate

(OLR)

0,5-4 kg BOD/m3.hari (said,2012)

Up-flow velocity

(VUP)

≤ 1,1 m/jam (sasse,2009)

HRT anaerobic Filter ≥ 12 jam (sasse,2009)

Kedalaman outlet max 2,2 (sasse,2009)

Jumlah ruang 4-6 ruang (sasse,2009)

86

Direncanakan ABR tanpa ruang pengendapan

1. Jumlah unit = 1 buah

2. Qave = 1,51542𝑚3

𝑗𝑎𝑚

= 1,51542𝑚3

𝑗𝑎𝑚∶ 3600

𝑗𝑎𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

= 0,00042𝑚3


3. Debit per unit = 𝑄𝑎𝑣𝑒

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑢𝑛𝑖𝑡

= 0,00042

𝑚3


1 𝑢𝑛𝑖𝑡

= 0,00042𝑚3


4. VUP rencana = 1,1𝑚

𝑗𝑎𝑚

= 1,1𝑚

𝑗𝑎𝑚∶ 3600

𝑗𝑎𝑚


= 0,00031𝑚


5. HRT = 13 jam

6. Rasio lebar : panjang = 1:2

7. Jumlah kompartemen (n) = 4

8. Volume total = 𝑄 𝑥 𝐻𝑅𝑇

= 0,00042𝑚3

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝑥 13 𝑗𝑎𝑚 𝑥 3600


𝑗𝑎𝑚

= 19,70 𝑚3

Volume kompartemen = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

4

= 19,70 𝑚3

4

= 4,93 𝑚3

9. H kompartemen rencana = 1,5 m

10. A surface = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐾𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛

𝐻

= 4,93 𝑚3

1,5 m

= 3,28 𝑚2

11. Mencari L dari A surface, A = 2𝐿 𝑥 𝐿

3,28 𝑚2

2= 𝐿2

87

L = 1,28129 𝑚

L ≈1,3 𝑚

12. Panjang kompartemen = 2 𝑥 𝐿

= 2 𝑥 1,3 𝑚

= 2,6 𝑚

13. Volume kompartemen = 𝑃 𝑥 𝐿 𝑥 𝐻 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛

= 2,6 𝑚 𝑥 1,3 𝑚 𝑥 1,5 𝑚

= 5,07 𝑚3

14. Jumlah kompartemen (n) = 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑉 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛

= 19,70 𝑚3

5,07 𝑚3

= 3,9 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛

≈4 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛 (OK, 4-6 kompartemen

per BOD load)

15. Volume ABR = 𝑉𝑜𝑙. 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛 𝑥 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛

= 5,07 𝑚3 𝑥 4

= 20,28 𝑚3

16. Cek VUP = 𝑄

(𝑃𝑥𝐿)

= 0,00042

𝑚3


(2,6 𝑚 𝑥 1,3 𝑚)

= 0,00013𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘𝑥 3600


𝑗𝑎𝑚

= 0,4549𝑚

𝑗𝑎𝑚 (OK 1,1 m/jam)

17. Cek HRT = 𝑉 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛 𝑥 𝑛

𝑄𝑎𝑣𝑒

= 5,07 𝑚3 𝑥 4

0,00042𝑚3


= 46800 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 ∶ 3600𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

𝑗𝑎𝑚

= 13,00 𝑗𝑎𝑚 (OK ≥ 12 jam)

18. Selanjutnya dihitung efisiensi removal ABR berdasarkan grafik performa

ABR

a. Kualitas air limbah influen

TSS = 1840,00 mg/L

88

COD = 6048,47 mg/L

BOD = 2397,50 mg/L

BOD Overloading = 𝑄 𝑥 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝐵𝑂𝐷

𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐴𝐵𝑅 (Christian,2006)

= 0,00042

𝑚3

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝑥 2.397.500

𝑘𝑔

𝑚3 𝑥 86400 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

ℎ𝑎𝑟𝑖

20,28 𝑚3

= 4𝑘𝑔

𝑚3 .ℎ𝑎𝑟𝑖

b. Penentuan removal BOD

ABR Faktor

• FBOD overloading (a) = 1

Penentuan faktor BOD overloading berdasarkan nilai BOD

overloading pada grafik Gambar 4.9.

• F inflow BOD5 (b) = 1,1

Penentuan faktor inflow BOD5 berdasarkan nilai BOD influent

2397,5 mg/L pada grafik Gambar 4.10.

• F suhu (c) = 1

Penentuan faktor suhu air limbah pada kondisi 25oC pada

grafik Gambar 4.11.

• F jumlah kompartemen(d)= 0,94

Penentuan faktor jumlah kompartemen pada kompartemen 4

pada grafik Gambar 4.12.

• F – HRT (e) = 0,83

Penentuan faktor HRT berdasarkan nilai 13 jam pada grafik

Gambar 4.13.

Nilai faktor dari hasil grafik akan menghasilkan nilai

persentase BOD removal sebagai berikut:

• % removal BOD = 𝑎 𝑥 𝑏 𝑥 𝑐 𝑥 𝑑 𝑥 𝑒 𝑥 100%

= 1 𝑥 1,1 𝑥 1 𝑥 0,94 𝑥 0,83 𝑥 100%

= 85,822 %

= 0,85822

89

Gambar 4. 9 Faktor Penyisihan BOD terhadap OrganicOverloading pada ABR Rencana

(sumber :Sasse,2009)

Gambar 4. 10 Grafik Penyisihan BOD terhadap Konsentrasi BOD pada ABR Rencana


Gambar 4. 11 Grafik Faktor Penyisihan BOD terhadap Temperatur pada ABR Rencana


90

Gambar 4. 12 Grafik Faktor Penyisihan BOD terhadap Jumlah Kompartemen pada ABR


Gambar 4. 13 Grafik Penyisihan BOD terhadap HRT pada ABR Rencana


Gambar 4. 14 Grafik Faktor Penyisihan COD berdasarkan Penyisihan BOD


91

• Berdasarkan Gambar 4.14 nilai f – COD = 0,97

c. Penentuan removal COD = % 𝑅𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙 𝐶𝑂𝐷 𝑥 𝑓 𝐶𝑂𝐷

= 0,858 𝑥 0,97

= 83,2473

= 0,83247 %

Gambar 4. 15 Grafik Penyisihan TSS dan BOD terhadap Waktu Pengendapan ABR (sumber :Sasse,2009)

d. Menentukan removal TSS pada gambar 4.15 = 70

Berdasarkan Gambar 4.15 didapatkan nilai 0,7%

e. Kualitas effluen ABR

• TSS = 552 mg/L

• COD = 1.013,28 mg/L

• BOD = 339,918 mg/L

f. Produksi lumpur

• Massa lumpur TSS = TSS removal x Qave

= 70

𝑘𝑔

𝑚3

1000 𝑥 0,00042

𝑚3



ℎ𝑎𝑟𝑖

= 2,5459 𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

• Massa lumpur BOD = Y x % removal x BOD load xQave

= 0,5 𝑥 0,85822 𝑥 339,918𝑚𝑔

𝐿𝑥 1000

𝑘𝑔

𝑚3

𝑥 0,00042 𝑚3



ℎ𝑎𝑟𝑖

= 5,305𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

92

• Massa lumpur total = massa lumpur BOD + massa

lumpur TSS

= 5,305𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖+ 2,5459

𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

= 7,8509 𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

= 7850𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

• Diasumsikan :

Kadar air lumpur = 1,50%

Massa jenis air = 1 g/L

Massa jenis padatan = 1,45 g/L

Massa jenis lumpur = (%air x massa jenis air) +

(%padatan x massa jenis padatan)

= (0,985 g/L x 1 g/L) + (0,01 x 1,45 g/L)

= 1,00675 g/L

Volume lumpur = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟

=7850

𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

1,00675 g/L

= 7798,26 L/hari

= 7,79826 𝑚3/hari

19. Rekapitulasi dimensi ABR

a. Panjang per kompartemen = 2,6 m

b. Panjang total =10,4 m

c. Lebar = 1,3 m

d. Tinggi = 1,5 m

e. Freeboard = 0,3 m

f. Tinggi total = 1,8 m

4.3.5 Extended Aeration

Pengolahan aerasi yang digunakan adalah sistem extended aeration. Sistem

ini cocok untuk mengolah air limbah dengan kapasitas yang kecil serta

menghasilkan sedikit lumpur. Adapun perhitungan bak aerasi disajikan sebagai

berikut.

93

Tabel 4. 14 Kriteria Desain Extended Aeration Sludge Relation Time : 20-30 Hari

MLSS : 3000-6000 (mg/L)

MLVSS : 0,75-0,85 (kg/ m3 .hari)

Y : 0,3-0,7 mg/l

Kd : 0,03-0,07 hari

F/M : 0,03-0,07 hari

Recirculation Ratio : 0,5-2

Aeration Period : 18-36 jam

Volumetric Loading : 0,1-0,4

Kg/m3.hari Sumber : Gesuidou Shisetsu Sekkei Shishin to Kaisetsu, Nihon Gesuidou Kyoukai

(Japan Sewage Work Assosiation)

Direncanakan

1. Menggunakan sistem complete mix aeration dengan diffused aeration

menggunakan 1 unit

2. tangki aerasi

3. Umur lumpur (qc) = 30 hari

4. X (mlss) = 6.000 mg/L

5. Mlvss / mlss = 0,75

6. Perbandingan panjang (P) : lebar (L) = 3:1

7. Kedalaman tangki (H) = 4 m

8. Y = 0,7 mg VSS/mg BOD5

9. Kd = 0,06 hari-1

10. Kelarutan oksigen di tangki aerasi (Cw') = 8 mg/L

11. Kelarutan oksigen dalam air bersih pada suhu standard 20 0C (Csw) = 9,1 mg/L

12. Jumlah minimum dissolved oxygen yang harus tersedia dalam tangki aerasi (C) =

2 mg/L

13. Faktor tekanan salinitas permukaan (b) = 0,9

14. Faktor koreksi transfer oksigen untuk air buangan (a) = 0,85

15. Faktor koreksi kelarutan oksigen untuk perbedaan ketinggian (Fa) = 0,95

16. Suhu air buangan (t) = 27

17. Berat udara = 1.201

18. Kandungan oksigen dalam udara = 21% kg/m3

94

19. Efisiensi difusi udara = 22%

20. Kebutuhan udara = 150% udara teoritis

21. Sistem difuser udara = mengunakan disc diffuser

22. Q yang direncanakan = 36,370 m3/hari

= 1.515 m3/jam

= 0,000420949 m3/detik

Perhitungan

1. BOD5 Influen (So) = 339,92 mg/L

2. BOD5 Effluen = 84,98 mg/L

3. BOD5 Berupa Lumpur = BOD5 eff x (𝑀𝐿𝑉𝑆𝑆

𝑀𝐿𝑆𝑆) x 0.68 x 1.42

= 84,98 mg/l x (0,075

6000) x 0,68 x 1.42

= 61,54207243 mg/L

4. BOD5 Terlarut (S) = BOD5 eff - BOD5 berupa lumpur

= 23,437 mg/L

5. Efisiensi BOD5 Terlarut Dalam Efluen = 𝐵𝑂𝐷5𝑖𝑛𝑓−𝐵𝑂𝐷5𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡

𝐵𝑂𝐷5 𝑖𝑛𝑓 x 100%

= 339,92 𝑚𝑔/𝑙 − 23,437 𝑚𝑔/𝑙

339,92 𝑚𝑔/𝑙 x 100%

= 93,11 %

6. Efisiensi BOD5 Terlarut Total = 𝐵𝑂𝐷5𝑖𝑛𝑓−𝐵𝑂𝐷5 𝐸𝑓𝑓

𝐵𝑂𝐷5 𝑖𝑛𝑓 x 100%

= 339,92 𝑚𝑔/𝑙 − 84,98 𝑚𝑔/𝑙

339,92 𝑚𝑔/𝑙 x 100%

= 75%

7. Q Tiap Tanki = 𝑄

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑢𝑛𝑖𝑡 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖

= 0,00042

1

= 0,000420949 m3/detik

= 36,37 m3/hari

8. Volume Reaktor = (𝑄𝑏𝑎𝑘 𝑥 𝑞𝑐 𝑥 𝑌 𝑥 (𝑆𝑜−𝑆𝑒𝑓𝑓)

(𝑋(1+𝑘𝑑.𝑞𝑐))

= 30 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑥(0,00042 𝑚3/𝑑𝑒𝑡𝑥86400 𝑑𝑒𝑡/ℎ𝑎𝑟𝑖)𝑥0,7𝑥 (339,92 − 841)

6000 𝑔/𝑚3 𝑥 (1+(0.06 𝑥 30))

= 11,5890 m3

95

9. Luas Tanki = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟

𝑘𝑒𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖

= 11,590

4

= 2,898 m2

= 3 m2

10. Lebar Tanki (L) = (𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖

3)0,5

= (3

3)0,5

= 1 m

= 1,5 m

11. Panjang Tanki (P) = lebar tangki x 3

= 4,5 m

= 5 m

12. Td = ((𝑃 𝑥 𝐿 𝑥 𝐻)

𝑄𝑡𝑎𝑛𝑘𝑖 𝑥 86400) 𝑥24

= ((5 𝑚 𝑥 1,5 𝑚 𝑥 4 𝑚

0,00042 𝑚3/𝑑𝑒𝑡 𝑥 86400) 𝑥24

= 19,8 jam (OK)

13. F/M Rasio = 𝑄 𝑥 𝐵𝑂𝐷 5

𝑀𝐿𝑆𝑆 𝑥 𝑣

= 36,37 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 339,92𝑚𝑔/

6000 𝑔/𝑚3 𝑥 30 𝑚3

= 0,07 hari-1(OK)

14. Volumetric Loading = (𝑆𝑜 𝑥 𝑄)

𝑣

= (339,92 𝑚𝑔/𝑙 𝑥 36,37 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖)

30 𝑚3

= 0,4 kg/m3.hari (OK)

15. Yobs = 𝑌

(1+(𝑘𝑑 𝑥 𝑞𝑐))

= 0,7

( 1 + (0,06 𝑥 30 ℎ𝑎𝑟𝑖)

= 0,25

16. Px = Yobs x Qtiap tanki x (So-S)

= 0,25 x 36,37 m3/hari x ( 339,92 mg/l - 84,98

mg/l)

= 103 L/m3 x 1 kg/106 mg

96

= 2,877596536 kg/hari (MLVSS)

17. MLSS = 2,88 𝑘𝑔/ℎ𝑎𝑟𝑖

0,8

= 3,59699567 kg/hari

18. Qr/Q = 𝑋

𝑋+𝑃𝑥

= 6000 𝑔/𝑚3

(6000 𝑔/𝑚3 + 2,88 𝑘𝑔/ℎ𝑎𝑟𝑖)

= 0,99952063 (OK)

19. Debit Return Sludge (Qr) = 𝑄𝑟

𝑄 x Q tiap tangki

= 0,99 x 0,00042 m3/det

= 0,000420747 m3/det

20. Waktu Aerasi = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

𝑄

= 11,59 𝑚3

36,37 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖 x 24 jam

= 7,65 jam

Setelah desain tangki aerasi ditetapkan, selanjutnya dilakukan perhitungan

kebutuhan suplai udara. Perhitungan kebutuhan udara disajikan di bawah ini.

d. Kebutuhan Oksigen

1. Kebutuhan Oksigen Teoritis = ((𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 (𝑆𝑜−𝑆))

(0.68𝑥1000)) − (1.42𝑥𝑃𝑥)

= ((36,37 𝑥 (339,92−84,98))

(0.68𝑥1000))

= -(1.42x2,87)

= 12,84085137 kg/hari

2. Sor = 𝑁

[(𝐶′𝑠𝑤.𝑏.𝐹𝑎−𝐶)/𝐶𝑠𝑤] (1.024)𝑇−20 𝑎

= 12,84

[((7,9𝑥0.9𝑥0.95)−2)

9.15]𝑥((1.024)28)−(200𝑥95)

= 21,91543455 kg.hari

3. Kebutuhan Udara = 𝑆𝑂𝑅

(𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑥 0.21)

= 21,92

(1.201 𝑥 0.21)

= 86,89359878 m3/hari udara

4. Effisiensi Difusi Udara = 0,22

97

5. Kebutuhan Udara Teoritis = 𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎

𝑒𝑓𝑓𝑠 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎

= 86,89

0,22

= 394,9709035 m3/hari

6. Kebutuhan Udara Total = Kebutuhan udara teoritis x 1.5

= 394,97 m3/hari x 1,5

= 592,4563553 m3/hari

= 0,411428025 m3/menit

7. Kebutuhan Udara Tiap Tangki = 𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑢𝑛𝑖𝑡 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖

= 0,411428025 𝑚3/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

1

= 0,411428025 m3/menit

8. Volume Udara Per Kg BOD5 Teremoval = 𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑥1000)

((𝑆𝑜−𝑆)𝑥𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙)

= (592,45 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥1000)

((339,92−84,98) 𝑥 36,37)

= 51,47145785 m3/kg

9. Volume Suplai Udara Per m3 Air Limbah = 𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

= 592,4563553 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖

36,37

= 16,28969907 m3/m3

10. Volume Suplai Udara Per m3 Volume Tangki = 𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟

= 592,4563553 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖

11,98 𝑚3

= 51,11733422 m3/m3.hari

e. Desain Difuser Udara

11. Jumlah Total Difuser Yang Digunakan = 𝑘𝑒𝑏𝑢𝑡𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑜𝑘𝑠𝑖𝑔𝑒𝑛 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎

= 0,411428025 𝑚3/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

0,21

= 1,959181069 tubes

12. Jumlah Total Difuser Direncanakan = 2 tubes

13. Jumlah Difuser Tiap Tangki = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑒𝑟

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑢𝑛𝑖𝑡 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖

98

= 2

1

= 2 tubes

14. Jumlah Kolom Dalam Tangki = 2 tubes

15. Jumlah Difuser Tiap Kolom = 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑒𝑟 @𝑡𝑎𝑛𝑘𝑖

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑘𝑜𝑙𝑜𝑚 𝑑𝑙𝑎𝑚 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖

= 2

1 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑠

= 2 tubes

16. Jumlah Difuser Tiap Pipa Hanger = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑒𝑟 𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑘𝑜𝑙𝑜𝑚

2

= 2 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑠

2

= 1 tubes

Rekapitulasi Dimensi EA

Panjang = 5 m

Lebar = 1,5 m

Tinggi = 4 m

Banyak Tube = 2 buah

Tube Memanjang = 2 buah

Tube Melebar = 1 buah

17. Perhitungan pipa influent dan efluent

Kecepatan Air Di Pipa = 0,6 m/s

Q = 1,5 m3/jam

= 0,000421 m3/s

Luas Penampang Basah (A) = 𝑄

𝑣

= 0,00042 𝑚3/𝑠

0,6 𝑚/𝑠

= 0,000702 m2

Diameter Pipa (D)

A = 1

4 ᴨ D2

D = 𝐴

1

4 ᴨ𝐷2

= 0,029895 m

= 29,90 mm

99

D Pipa Apllikasi = 40 mm

= 0,04 m

A Cek = 1

4 ᴨ D2

= 1

4 x 3,14 x 0,042

= 0,001256 m2

V Cek = 𝑄

𝐴

= 0,00042

0,0012

= 0,335150537 m/s (OK<2 m/s)

Pada extended aeration ini mengunakan aerator jenis disc diffuser

digunakan untuk memberikan udara yang masuk pada bak aerasi ketika

proses aerasi berlangsung. Disc diffuser mengunakan effisiensi difusi

sebesar 22 %. Kebutuhan difusser pada bak aerasi berjumlah 2 unit.

Diffuser akan mengunakan root blower untuk menghasilkan udara pada

saat proses.

Gambar 4. 16Disc Diffuser

Sumber : Alibaba,2019

Tabel 4. 15Spesifikasi diffuser

Disk Air Diffuser Specification Spesifikasi

Working ventilatory capacity 2.0-5.0m3/h.pc

Design ventilatory capacity 3.0m3/h

Service area 0.4-0.8m3/h.pc

Oxygen use ratio 22-40%

Filling oxygen ability 0.21-0.4kg𝑂2/h

Diving water depth 4-8m


http://www.alibaba.com/


100

Gambar 4.17

Gambar 4. 17Root Blower

Sumber : Sumber : Alibaba,2019

Tabel 4. 16 Spesifikasi Root Blower

Model Flow

rate(m3/min) Pressure(kpa) Speed(rpm)

SR65A/B 1.9~4 9.8~58.8 1200~1650


4.3.6 Clarifier

Setelah bak aerasi dihitung, perlu dihitung bak sedimentasi untuk

mengendapkan flok mikrobiologis yang terbentuk. Bak sedimentasi yang didesain

berbeda dengan bak prasedimentasi. Bak sedimentasi yang didesain bertujuan

untuk mengendapkan flok mikrobiologis yang masuk dalam kategori

pengendapan clarifier.

Perhitungan AE-CL

Tabel 4. 17 Kriteria Desain

Parameter Besaran Satuan

OFR 8 - 16 m3/m2/hari

solid loading 24 - 120 kg/m2/hari

kedalaman 3-5 m

diameter 3-60 m

Sumber: Qasim, 1985

1. Jumlah clarifier = 1 buah

2. Q desain =𝑄 + 𝑄𝑟

= 0,00042𝑚3

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘+ 0,00042

𝑚3




101

= 0,00084𝑚3


= 0,00084𝑚3

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝑥 3600


𝑗𝑎𝑚

= 3,0301𝑚3

𝑗𝑎𝑚

3. Xu = 10.000 mg/L (Rosidi, 2017)

4. SF desain =2 𝑘𝑔

𝑚2 .𝑗𝑎𝑚(Rosidi, 2017)

= 2 𝑘𝑔

𝑚2 .𝑗𝑎𝑚 𝑥 24

𝑗𝑎𝑚

ℎ𝑎𝑟𝑖

= 48 𝑘𝑔

𝑚2.ℎ𝑎𝑟𝑖

5. MLSS desain (X) =6.000𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚3

= 6.000𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚3 ∶ 1.000

𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 6𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚3

6. As =((𝑄 𝑥 𝑋)

𝑆𝐹) 𝑥 24

𝑗𝑎𝑚

ℎ𝑎𝑟𝑖

= ((3,0301

𝑚3

𝑗𝑎𝑚 𝑥 6


𝑚3 )

48 𝑘𝑔

𝑚2.ℎ𝑎𝑟𝑖

) 𝑥 24 𝑗𝑎𝑚

ℎ𝑎𝑟𝑖

= 9,0903 𝑚2

7. Diameter =(4 𝑥 𝐴

𝜋)0,5

= (4 𝑥 9,0903 𝑚2

3,14)0,5

= 3,40299 m

≈ 3,5 m

8. As cek =𝜋

4 𝑥 𝐷2

=3,14

4 𝑥 3,52

= 9,6163 𝑚2

9. Cek OFR =(𝑄

𝐴) 𝑥 24

𝑗𝑎𝑚

ℎ𝑎𝑟𝑖

= (3,0301

𝑚3

𝑗𝑎𝑚

9,0903 𝑚2) 𝑥 24 𝑗𝑎𝑚

ℎ𝑎𝑟𝑖

= 8𝑚3

𝑚2 .ℎ𝑎𝑟𝑖

10. Cek SLR =𝑄 𝑥 𝑋

𝐴𝑠

102

= 3,0301

𝑚3

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝑥 24

𝐽𝑎𝑚

ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 6


𝑚3

9,0903 𝑚2

= 48 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚2.ℎ𝑎𝑟𝑖 ( 120 > SLR > 24 ; maka OK)

11. Diameter tangki D =(4 𝑥 𝐴𝑠

𝜋)0,5

= (4 𝑥 9,09 𝑚2

3,14)0,5

= 3,5 m ( 60 > D > 3 ; maka OK )

12. H clearwater = 2,2 m

Diasumsikan sludge yang tertahan 5% dari total solid di tangki kontak.

Diasumsikan konsentrasi lumpur rata-rata clarifier = 5.000.

a. Total solid di tangki kontak = 𝑀𝐿𝑆𝑆 𝑥 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑎𝑘

1.000 𝑔𝑟𝑎𝑚


= 6.000

𝑚𝑖𝑙𝑖 𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 𝑥 30 𝑚3

1.000 𝑚𝑖𝑙𝑖𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚 . 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟

= 180 kg

b. Total solid = 5% x total solid di tangki kontak

= 5% x 180 kg

= 9 kg

c. Kedalaman zona pengentalan = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑 𝑑𝑖 𝑐𝑙𝑎𝑟𝑖𝑓𝑖𝑒𝑟 𝑥 1.000

𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑥 𝐴𝑠 𝑐𝑒𝑘

= 9 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 1.000

5.000 𝑥 9,6163 𝑚2

= 0,19 m

≈0,20 m

d. Zona penyimpan lumpur direncanakan kapasitas lumpur untuk 2

hari berturut-turut.

e. Kapasitas = 2 hari

f. Faktor keamanan debit (m) = 2

g. Faktor keamanan debit untuk BOD5 (n) = 1,2

h. Total volate solid = 𝑌𝑜𝑏𝑠 𝑥 𝑄 𝑥 (𝑆𝑜−𝑆) 𝑥 𝑚 𝑥 𝑛

1.000

= 0,25 𝑥 36,29

𝑚3

ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 (339,92−84,98) 𝑥2 𝑥 1,2

1.000

103

= 5,5633 𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

i. Total solid dalam setiap clarifier = total solid + total volate

solid

= 9 𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖 + 5,5633

𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

= 14,6 𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖

13. Zona kedalaman penyimpanan lumpur = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑 𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑐𝑙𝑎𝑟𝑖𝑓𝑖𝑒𝑟

𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑥 𝐴𝑠 𝑐𝑒𝑘

= 14,6

𝑘𝑔

ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 1.000

𝑔

𝑘𝑔

5.000 𝑥 9,6163 𝑚2

= 0,3029 m

a. Ketinggian air rata-rata =H 𝑐𝑙𝑒𝑎𝑟 𝑎𝑛𝑑 𝑠𝑒𝑡𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑧𝑜𝑛𝑒 + H 𝑡ℎ𝑖𝑐𝑘𝑒𝑛𝑖𝑛𝑔 + H penyimpanan lumpur

= 2,2 m + 0,2 m + 0,3 m

= 2,7 m

b. Direncanakanfreeboard = 0,3 m

c. Kedalaman total clarifier = ketinggian air rerata + freeboard

= 2,7 m + 0,3 m

= 3,0 m

d. Waktu detensi = 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑙𝑎𝑖𝑓𝑖𝑒𝑟

𝑄 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑖𝑛

= 28,75 𝑚3

3,0301𝑚3

𝑗𝑎𝑚

= 9,4892 jam : 3600 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

𝑗𝑎𝑚

= 0,0026 detik

14. Saluran pipa inlet (pembawa ke secondary clarifier)

a. Q saluran = 0,0008𝑚3


b. Slope direncanakan = 0,0002

c. v direncanakan = 0,5000𝑚


d. A (luas permukaan) = 𝑄

𝑣

104

= 0,0008

𝑚3


0,5000𝑚


= 0,0017 𝑚2

e. Mencari D dari luas permukaan, A = 0,25 𝑥 𝜋 𝑥 𝐷2

0,0017 = 0,25 𝑥 𝜋 𝑥 𝐷2

D = 0,0463 m

f. Cek kecepatan (v) = 𝑄

𝐴

= 0,0008

𝑚3


0,0017 𝑚2

= 0,5000𝑚


g. Panjang saluran direncanakan (L) = 1,0 m

h. Headloss = L x slope

= 1,0 m x 0,0002 m

= 0,0002 m

15. Weir ( pelimpah)

Diketahui:

• Q total = Q + Qr

= 0,00042𝑚3

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 + 0,78 𝑥 0,00042

𝑚3

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘)

= 0,0007 𝑚3


• Keliling wire plate = π x D

= 3,14 x 3,5 m

= 10,9900 m

• Menggunakan v-notch weir (a = 90o)

• q = 2,54 x h5/2

• Direncanakan kedalaman pada weir (h) = 8 cm

a. Debit yang melalui weir (q) = 2,54 x (0,08)5/2 = 0,0045 m3/detik

b. Jarak antara v-notch (pusat ke pusat) = 40 cm

c. Jumlah v-notch (n) = 𝑘𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔

𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑣−𝑛𝑜𝑡𝑐ℎ

= 10,9 𝑚

0,4 𝑚

105

= 27 buah

d. Panjang limpahan basah (Li) = 2 𝑥 (ℎ

𝑐𝑜𝑠 45𝑜)

= 2 𝑥 (8

𝑐𝑜𝑠 45𝑜)

= 22,63 cm

e. Panjang basah seluruh pelimpah dalam bak (Ln)

Ln = jumlah v-notch x Li

= 27 x 22,63 cm

= 621,69 cm

= 6,2169 m

f. Jarak antar v-notch (R) :

Keliling bak = (n x Li) + (n x R)

Π x D = (n x Li) + (n x R)

Π x D = (27 x 22,63cm)+(27 x R)

R = 0,17 m

g. Dimensi saluran pelimpah direncanakan :

Lebar saluran (b) = 0,3 m

= 0,9843 ft

Q = 2,49 x b x h2/3

= 0,0002 m3/detik

Q = 0,0070 ft3/detik

Sehingga :

h = 0,0002 ft

= 5 x 10-5 m

h total = h + freeboard

= 5 x 10-5 m + 0,27 m

= 0,27 m

106

Gambar 4. 18 Ilustrasi Bak Clarifier

16. Volume lumpur yang dikuras

a. Berat lumpur = 5,2 kg / hari

b. Temperatur = 20 oC

c. R air = 998,2 kg/m3

d. Persentase SS dalam lumpur (%) = 0,0150

e. SS = 2,65

f. Volume lumpur = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟

𝑅 𝑎𝑖𝑟 𝑥 % 𝑥 𝑆𝑆

= 5,2 kg / hari

998,2kg

𝑚3 𝑥 0,0150 𝑥 2,65

= 0,1311𝑚3

ℎ𝑎𝑟𝑖

g. Pengurasan dengan pompa = 2 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑘𝑎𝑙𝑖

h. Volume lumpur total = 𝑉 𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟 𝑥 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛

= 0,1311𝑚3

ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 0,1311

𝑚3

ℎ𝑎𝑟𝑖

= 0,2621 𝑚3

17. Perancangan pipa penguras

a. Q pipa = 10𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟


= 0,01𝑚3


b. Diameter pipa = 5’ – 12’

c. Pipa yang dipakai = 5’

= 12,7 cm

d. A pipa = 𝜋

4 𝑥 𝐷2

= 𝜋

4 𝑥 (12,7 𝑐𝑚 )2

= 126,61 𝑐𝑚2

e. Waktu pengurasan = 𝑉𝑜𝑙. 𝑙𝑢𝑚𝑝𝑢𝑟

𝑄 𝑝𝑖𝑝𝑎

107

= 0,2621 𝑚3

0,01𝑚3


= 26,2 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

= 0,4368 jam

18. Rekapitulasi

a. Diameter = 3,5 m

b. H clear water = 2,2 m

c. Zona pengentalan = 0,2 m

d. Zona kedalaman lumpur = 0,3 m

e. Freeboard = 0,3 m

f. Kedalaman total = 3 m

g. Saluran pinggiran = 0,0463 m

Dari kesulurahan unit pengolahan yang telah dihitung didapatkan dimensi IPAL

disesuaikan dengan lahan yang tersedia. Lahan yang tersedia untuk IPAL 103,5

m2. Lahan yang dibutuhkan ntuk IPAL adalah 55,5 m2.

4.4 Struktur Bangunan IPAL

4.4.1 Data Geoteknik

Data geoteknik ang digunakan berdasarkan dengan data sondir yang ada sesuai

kondisi tanah yang ada di kota tersebut, hal ini guna meverifikasi data agar desain

sesuai dengan rencana bangunan untuk keamanannya beberapa data yang ada di

data sondir pada Tabel 4.18 berikut.

Tabel 4. 18 Tabel Data Sondir

γ tanah 16,78 kN/m3

c 49,03 kPa

ᶲ 0o

Muka air tanah 4 meter

Sumber : data sondir,2008

Perhitungan berat jenis limbah (γ limbah)

Pengukuran berat jenis ini mengunakann picnometer, penimbangan picnometer

kosong dan penimbangan picnometer isi untuk mendapatkan berat jenis airlimbah.

Berikut perhitungan berat jenis limbah.

Massa picnometer kosong = 17,348 gr

Massa picno meter terisi 25 ml air limbah = 44,848 gr

Berat jenis = 44,848 𝑔𝑟 + 17,348 𝑔𝑟

25 𝑚𝑙

= 1,1 gr/ ml

108

Berat jenis = 1,1 gr/cm3

Berat jenis = 10,1 kN/m3

4.4.2 Material struktur

Struktur bak IPAL didesain dengan menggunakan bahan beton bertulang dengan

mutu dan persyaratan sesuai dengan standar peraturan yang ada sebagai berikut :

- Beton

Beton yang diisyaratkan, fc’ = 20 Mpa (K-250)

Modulus elastisitas beton =4700√𝑓𝑐′=4700√20 = 21019 𝑀𝑃𝑎

Angka poison, U = 0,2

Modulus elastisitas geser =Ec/[2(1+u)] = 8758 Mpa

- Baja tulangan

Diameter 12 mm dengan fy = 240 Mpa

4.4.3 Pembebanan

c. Beban mati

Beban mati akan mengakibatkan struktur dihitung secara otomatis oleh

program SAP2000 dengan berat volume konstruksi 2400 kg/m3.

Kemudian beban mati tambah berupa beban air limbah sendiri dan beban

lateral tanah yang termasuk pada beban mati yang akan dihitung.

d. Beban gempa

Beban gempa akan ditentukan sesuai dengan keberadaan lokasi

konstruksi yang direncanakan, berdasarkan perencanaan pada industri

saos, kecap, dan permen ting-ting berada di Kota Kediri. Berdasarkan

hasil tes penetrasi pada data boring ditentukan kelas situs tanah pada

Tabel 4.19 berikut area gempa yang akan direncanakan memiliki kondisi

tanah dilokasi rencana IPAL termasuk kedalam kategori tanah lunak.

109

Tabel 4. 19 Klasifikasi Situs

Sumber: SNI-3-1726-2012

Penentuan kelas situs berdasarkan nilai penetrasi pada data boring, hasil

penetrasi tes menunjukan bahwa nilai penetrasi hingga muka air tanah 4

m adalah 4. Hasil penetrasi tes menunjukan bahwa kondisi tanah adalah

tanah lunak dengan nilai pentrasi <15 berdasarkan Gambar 4.19.

Gambar 4. 19 Hasil Pentrasi Berdasarkan Data Boring

Berdasarkan www.puskom.pu.go.id kondisi tanah lunak dari data boring

kota kediri memiliki nilai :

Percepatan puncak di batuan dasar (PGA) = 0,3945 g

Percepatan batuan dasar pada perioda pendek (sds) = 0,8487 g

Percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik (SD1) = 0,4005 g

Perioda waktu = 5 s

http://www.puskom.pu.go.id/

110

Gambar 4. 20 Diagram Percepatan Spektral Wilayah Kediri

(www.puskom.pu.go.id, 2019)

Perencanaan IPAL memiliki faktor keutamaan struktur I = 1,25 dan

untuk dinding geser beton bertulang, faktor modifikasi respon struktur

R= 3. Penentuan faktor keutamaan struktur berdasarkan SNI-3-1726-

2012 sebagai berikut.

Gambar 4. 21 Tabel Kategori Resiko (SNI-3-1726-2012)

Berdasarkan Gambar 4.21 kategori fasilitas penanganan limbah berada

pada kategori 3. Faktor keutamaan gempa di tentukan berdasarkan

kategori resiko. Berdasarkan Gambar 4.22 faktor keutamaan gempa

kategori 3 memiliki nilai 1,25.

http://www.puskom.pu.go.id/

111

Gambar 4. 22Faktor Keutamaan Gempa (SNI-3-1726-2012)

Gambar 4. 23 Faktor Modifikasi Respon Struktur (SNI-3-1726-2012)

Pada Gambar 4.23 memiliki nilai R = 3 untuk rangka beton bertulang

pemikul momen biasa. Perhitungan faktor gempa sebagai berikut :

Faktor = g 𝑥𝑖

𝑅

= 9,81 𝑥1,25

3

= 4,087

4.4.4 Kombinasi pembebanan

Struktur bangunan dirancang mampu menahan beban mati, hidup, gempa, air

limbah. Kombinasi pembebanan yang digunakan mengacu pada SNI beton

03-2847-2002 pasal 11.2 sebagai berikut :

a. 1,4 D

b. 1,2 D + 1,6 L

c. 1,2 D + 1,0 Ex + 0,3 Ey

d. 1,2 D + 0,3 Ex + 1,0 Ey

e. 1,4 D + 1,4 F

f. ENVELOPE

4.4.5 Perhitungan Tulangan

a. Bak Ekualisasi

Perhitungan gaya-gaya yang ada pada saat pembuatan bangunan unit bak

ekualisasi pada Tabel 4.20 berikut. Memiliki dimensi sebagai berikut :

112

P : 1,7 m

L : 1,7 m

H : 1,8 m

Tabel 4. 20 Beban Pada Unit Bak Ekualisasi

EKUALISASI

beban konstruksi

ket Panjang Lebar Tinggi Volume Jumlah Volume

Berat

jenis Beban

m m m m3 buah m3 kN/m3 kN/m3

Dinding beton1 1,7 0,15 0,15 0,0383 2 0,0765 24 1,836

Dinding beton2 1,7 0,15 0,15 0,0383 2 0,0765 24 1,836

Kolom praktis 0,15 0,15 1,8 0,0405 4 0,162 24 3,888

Pelat lantai 1,7 1,7 0,2 0,578 1 0,578 24 13,87

Air limbah 1,7 1,7 1,8 5,202 1 5,202 10,1 52,54

total beban 74

beban galian

Tanah 1,7 1,7 1,8 5,202 1 5,202 16,78 87,29

total beban 87,29

Berdasarkan hasil dari perhitungan selisih berat dari beban konstruksi dan beban

tanah unit bak ekualisasi memiliki selisih -13,3 kN. Pada Gambar 4.24 terdapat

gambar balok dan kolom pada bak ekualisasi.

selisih

berat

= W konstruksi - W tanah

= 74 - 87,2896

= -13,3

kN

113

Gambar 4. 24Tampak Atas Balok Dan Kolom Pada Bak Ekualisasi.

Daya dukung dibawah area konstruksi perlu dilakukan tinjauan daya dukung

tanah dengan sudut geser yang didapat dari hasil boring yaitu 0o. Koefoisien daya

dukung tanah disajikan pada Tabel 4.21 berikut.

Tabel 4. 21Nilai Koefisien Daya Dukung Tanah

Nc Nq Nγ ᶲ Nc' Nq' Nγ'

5,7 1 0 0 5,7 1 0

7,3 1,6 0,5 5 6,7 1,4 0,2

9,6 2,7 1,2 10 8 1,9 0,5

13 4,4 2,5 15 9,7 2,7 0,9 Sumber : Tezaghi Dalam Wahyudi, 1999

SF = 3

Q ulti = 1,3c Nc + q Nq + 0,4 B γ nγ

= 1,3 x 49,03 x 5,7 + 30,204 x 1 + 0,4 x 1,5 x 16,78 x 0

= 363,3123 + 30,204 + 0

= 393,5163 kPa

Qall = Q ult : SF

= 131,1721 kPa

Tegangan vertikal = 𝑤 𝑖𝑝𝑎𝑙

𝐴

114

= 512,772

15,6

= 32,87 kN/m3

= 32,87 kPa

Cek keamanan kapasitas tanah

SF = 𝑄𝑢𝑙𝑡

𝑄 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑘𝑠𝑖

= 131,1721

32,87

= 3,990632796 (aman)

Joint spring mengunakan 1 m x 1 m

ks = 40 x SF x Qa

= 40 x 3 x 131,1721

= 15740,652 kN/m3

Gambar 4. 25 Penambahan Joint Spring Pada Unit Ekualisasi

- Tinjauan gaya lateral

gaya lateral dihitung dengan tinjauan per 1 m panjang dari struktur bak

ipal.dengan keadaan tanah homogen sampai kedalaman 1,8 m (dasar bak ipal)

ka = tan2 (45-ᶲ/2) = 1

kp = tan2 (45-ᶲ/2) = 1

Tekanan tanah berkoshesi = 1

2ℎ2𝑘𝑎 𝛾 − 2 𝑐 √𝑘𝑎 ℎ

= 1

21,821 16,72 − 2 𝑐 √1 16,72

= - 149,324

tekanan hidrostatis (Ph) = h1 x 𝛾 limbah

115

= 1,8 x 10,1

= 18,18 kN/m

Penentuan gaya mengunakan aplikasi SAP2000 dengan menginput pembebanan.

Hasil dari pemodelan ini untuk mendapatkan gaya gaya terdapat gaya momen,

gaya aksial, dan gaya geser. Berikut pemodelan unit bak ekualisasi pada

SAP2000.

Gambar 4. 26 Beban Air Limbah Bak Ekualisasi

Gambar 4.26 merupakan beban air limbah yang terdapat pada bak ekualisasi.

Tekanan air limbah memiliki tanda biru yang berada dalam bangunan

memberikan tekanan pada bangunan. tekanan air sebesar 18,18 kN/m3. Pada

gambar 4.27 merupakan beban tanah yang terdapat pada bak ekualisasi. Tekanan

tanah memiliki tanda biru yang berada diluar bangunan memberikan tekanan

masuk pada bangunan. tekanan tanah sebesar -149,32 kN/m3.

116

Gambar 4. 27 Beban Tanah Pada Bak Ekualisasi

Tekanan pada bak ekualisasi dianalisa pada SAP2000. Pengambilan gaya yang

terdapat pada adalah gaya momen lapangan, momen tumpuan, dan gaya geser

sesuai dengan kombinasi pembebanan. Tabel 4.22 merupakan hasil gaya yang

terdapat pada unit bak ekualisasi.

Tabel 4. 22 Gaya Pada Bak Ekualisasi

Lantai

Kombinasi Lapangan Tumpuan Geser

1 0,28 0,66 2,24

2 0,24 0,58 1,921

3 0,25 0,533 1,968

4 0,3635 0,4413 1,935

5 0,283 0,66 2,241

6 0,3635 0,66 2,241

Dinding

Kombinasi Lapangan Tumpuan Geser

1 0,286 0,66 2,24

2 0,245 0,568 1,921

3 0,25 0,533 1,968

4 0,247 0,55 1,935

5 0,289 0,6628 2,241

6 0,289 0,66 2,24

Hasil analisa, 2019

PERHITUNGAN TULANGAN

- Penulangan lentur pelat dinding arah x

f'c = 20 Mpa

ø = 0,8

tulangan rencana = 12 mm

f'y = 240 Mpa

117

ᵦ = 0,85

tebal plat = 150 mm

b = 1000 mm

selimut beton = 30 mm

𝑑𝑥 = h – sb - 0,5 tulangan

= 150 - 30 - 0,5 x 12

= 114 mm

𝑑𝑦 = h – sb – tulangan - 0,5 tulangan

= 150 – 30 – 12 - 0,5 x 12

= 102 mm

Mu = M = 0,289 kNm = 289 Nmm

Mn = Mu / ø = 289 : 0,8 = 361,3 Nmm

𝜌balance = (0,85 𝑥 𝑓′𝑐 𝑥 𝛽1

𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006

𝜌max = 0,75 x ρbalance

= 0,75 x 0,043005952

= 0,032254464

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833333

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

= 240

0,85 𝑥 20

= 14,11764706

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑑𝑥2

= 361,3

1.000 𝑥 1142

= 3,17 x 10-5 N

𝜌 = 1

𝑚 (1 − √1 −

2𝑚𝑅𝑛

𝑓𝑦)

118

= 1,2 x 10-7<𝜌min=0,006

sehingga digunakan 𝜌 = 0,006

As = ρ b 𝑑𝑥

= 0,006 x 1000 x 114

= 665 mm²

As d 12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑 12

= 665

113,04

= 5,882873319 buah

= 6 buah

S = 𝑏

𝑛

= 169,985 mm

= 170 mm

Jadi tulangan yang digunakan untuk pelat dinding arah X sebanyak 6 buah

dengan jarak 170 mm.

- Pelat dinding arah Y

Mu = M = 0,66 kNm = 660Nmm

Mn = Mu / ø = 0,66 x 0,8 = 825Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043005952


= 0,75 x 0,043005952

= 0,032254464

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833333

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

119

= 240

0,85 𝑥 20

= 14,11764706

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑑𝑦2

= 825

1.000 𝑥 1022

= 7,9 x 10-5 N

𝜌 = 1

𝑚 (1 − √1 −

2𝑚𝑅𝑛

𝑓𝑦)

= 3,3 x 10-7<𝜌min=0,006


As = ρ b 𝑑𝑦

= 0,006 x 1000 x 102

= 595 mm²

As d 12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑 12

= 595

113,04

= 5,264buah

= 6 buah

S = 𝑏

𝑛

= 166,667 mm

= 170 mm

Jadi tulangan yang digunakan untuk pelat dinding arah Y sebanyak 6 buah


- Penulangan lentur pelat lantai arah x

f'c = 20 Mpa

ø = 0,8

tulanangan rencana= 12 mm

f'y = 240 Mpa

120

ᵦ = 0,85

tebal plat = 200 mm

b = 1000 mm


dx = h – sb - 0,5 tulangan

= 200 - 40 - 0,5 x 12

= 154 mm

dy = h – sb – tulangan - 0,5 tulangan

= 200 – 40 – 12 - 0,5 x 12

= 142 mm

Mu = M = 0,36 kNm = 360 Nmm

Mn = Mu / ø = 360 x 0,8 = 454,4 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043005952


= 0,75 x 0,043005952

= 0,032254464

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833333

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

= 240

0,85 𝑥 20

= 14,11764706

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑑𝑥2

= 454,4

1.000 𝑥 1542

= 1,91 x 10-5 N

121

𝜌 = 1

𝑚 (1 − √1 −

2𝑚𝑅𝑛

𝑓𝑦)

= 8 x 10-8 <𝜌min=0,006


As = ρ b 𝑑𝑥

= 0,006 x 1000 x 154

= 898,333333 mm²

As d 12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑 12

= 898,333333

113,04

= 7,947buah

= 8buah

S = 𝑏

𝑛

= 125 mm

= 130 mm

Jadi tulangan yang digunakan untuk pelat lantai arah X sebanyak 8 buah


Pelat lantai arah Y

Mu = M = 0,66 kNm = 660 Nmm

Mn = Mu / ø = 660 : 0,8 = 825 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006


= 0,75 x 0,04301

= 0,032254464

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

122

= 0,005833333

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

= 240

0,85 𝑥 20

= 14,11765

Rn = 𝑚𝑛

𝑏 𝑑𝑦2

= 825

1.000 𝑥 1422

= 4,1 x 10-5N

𝜌 = 1

𝑚 (1 − √1 −

2𝑚𝑅𝑛

𝑓𝑦)

= 1,7 x 10-7<𝜌min=0,006


As = ρbdy

= 0,006 x 1000 x 142

= 828,333333 mm²

As d 12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑 12

= 828,333333

113,04

= 7,328buah

= 8 buah

S = 𝑏

𝑛

= 125 mm

= 130 mm

Jadi tulangan yang digunakan untuk pelat dinding arah Y sebanyak 8 buah dengan

jarak 130 mm.

b. Bak Anaerobic Baffle Reactor

Perhitungan gaya-gaya yang ada pada saat pembuatan bangunan unit bak

anaerobic baffle reactor pada Tabel 4.23 berikut.

P = 2,6 m per kompartemen

123

P tot = 10,4 m

L = 1,5 m

H = 1,8 m

Tabel 4. 23 Beban Pada Unit Bak ABR

ANAEROBIC BAFFLE REACTOR

beban konstruksi

ket panjang lebar tinggi volume jumlah volume

berat

jenis beban

m m m m3 buah m3 Kn/m3 Kn/m3

dinding beton 1 10,4 0,15 0,15 0,234 2 0,468 24 11,23

dinding beton 2 1,3 0,15 0,15 0,0293 2 0,059 24 1,404

Rbalok 1 2,6 0,1 0,2 0,052 8 0,416 24 9,984

Rbalok 2 1,3 0,1 0,2 0,026 5 0,13 24 3,12

kolom praktis 0,15 0,15 1,8 0,0405 10 0,405 24 9,72

pelat lantai 10,4 1,3 0,2 2,704 1 2,704 24 64,9

pelat atap 10,4 1,3 0,1 1,352 1 1,352 24 32,45

air limbah 10,4 1,3 1,8 24,336 1 24,34 10,1 245,8

total beban 378,6

beban galian

tanah 10,4 1,3 1,8 24,336 1 24,34 16,78 408,4

total beban 408,4

selisih

berat = W konstruksi - W tanah

= 379 - 471,18

= -30 kN


tanah unit bakABR memiliki selisih -18,3 kN.

Gambar 4. 28 Balok Dan Kolom Pada Unit ABR

124


tanah dengan sudut geser yang didapat dari hasil sondir yaitu 0o. Koefoisien daya

dukung tanah disajikan pada Tabel 4.24 berikut.

Tabel 4. 24 Nilai Koefisien Tanah


5,7 1 0 0 5,7 1 0

7,3 1,6 0,5 5 6,7 1,4 0,2

9,6 2,7 1,2 10 8 1,9 0,5

13 4,4 2,5 15 9,7 2,7 0,9 Sumber : Tezaghi Dalam Wahyudi, 1999

SF

= 3 Telapak pondasi berbentuk persegi panjang maka perhitungan Q ultimate

sebagai berikut :

Q ulti = 1,3c Nc + q Nq + 0,4 B γ Nγ

= 1,3 x 49 x 5,7 + 30 x 1 + 0,4 x 1,5 x 16,78 x 0

= 363,3 + 30,204 + 0

= 393,516 kPa

Q all = Q ult : SF

= 131,2 kPa

Tegangan = W ipal : A

Vertikal = 452,9 : 15,6

= 29,03 kN/m3

= 29,03 kPa


SF = Q ult : Q konstruksi

= 131,2 : 29,03

= 4,519

Pada setiap joint spring dengan penyaluran beban dilakukan dengan meshing

dengan luasan 1 m x 1 m. Pada setiap joint spring pada mesh memiliki daya

dukung sebesar koefisien reaksi subgrade (ks).

Joint spring menggunakan 1 m x 1 m.

125

Ks = 40 x SF x Qa

= 40 x 3 x 131,2

= 15741 kN/m3

Gambar 4. 29 Gambar Penambahan Joint Spring Pada Unit ABR

Tinjauan gaya lateral

Gaya lateral dihitung dengan tinjauan per 1 m panjang dari struktur bak ipal.

Dengan keadaan tanah homogen sampai kedalaman 1,8 m.

ka = tan2 (45 – ᶲ/2) = 1

kp = tan2 (45 – ᶲ/2) = 1



= 1

21,821 16,72 − 2 𝑐 √1 16,72

= - 149,324

Tekanan hidrostatis (ph) = h1 x γ limbah

= 1,8 x 10,1

= 18,18 kN/m



gaya aksial, dan gaya geser. Berikut pemodelan unit bak ABR pada SAP2000.

• Perhitungan terhadap beban air limbah

Za = 1,8

Wa = 0

h = 1,8

126

Wbawah = γlimbah x h

= 18,18 kN/m3

Wbawah = Cz + D

18,18 = C x 0 + D

D = 18,18

Wa = Cz + D

0 = C x 1,8 + 18,54

c = 18,54/-1,8

= -10,1

• Perhitungan terhadap beban tanah

Zb = 0

Za = 1,8

Wa = 0

h = 1,8

Wbawah = γtanah x h

= 30,204 kN/m3

Wbawah = Cz + D

30,204 = C x 0 + D

D = 30,204

Wa = Cz + D

0 = C x 1,8 + 18,54

c = 18,54/-1,8

= -16,78

Zb = 0

127

Gambar 4. 30Penambahan Beban AirLimbah Pada ABR

Gambar 4.30 merupakan beban air limbah yang terdapat pada bak ABR. Tekanan

air limbah memiliki tanda biru yang berada dalam bangunan memberikan tekanan

pada bangunan. tekanan air sebesar 18,18 kN/m3. Pada gambar 4.31 merupakan

beban tanah yang terdapat pada bak ABR. Tekanan tanah memiliki tanda biru

yang berada diluar bangunan memberikan tekanan masuk pada bangunan. tekanan

tanah sebesar -149,324 kN/m3.

Gambar 4. 31Penambahan Beban Tanah Pada ABR

Tekanan pada bak ABR dianalisa pada SAP2000. Pengambilan gaya yang

terdapat pada adalah gaya momen lapangan, momen tumpuan, dan gaya geser

sesuai dengan kombinasi pembebanan. Tabel 4.25 merupakan hasil gaya yang

terdapat pada unit bak ABR.

128

Tabel 4. 25 Gaya Pada Bak ABR

Lantai

kombinasi lapangan tumpuan geser

1 2,42 4,465 4,637

2 2,1 3,83 3,975

3 2,07 3,81 3,981

4 2,082 3,823 3,975

5 2,5 4,568 4,681

6 2,5 4,568 4,681

Dinding


1 3,837 6,7 1,9

2 3,1 3,2 1,6

3 3,23 5,8 6,645

4 3,3 5,83 6,629

5 3,9524 6,87 7,82

6 3,9524 6,87 7,85

Penulangan pelat dinding Arah x

f'c = 20 Mpa

ø = 0,8


f'y = 240 Mpa

ᵦ = 0,85

tebal plat = 200 mm

b = 1000 mm


dx = h – sb – 0,5 tulangan

= 150 - 30 – 0,5 x 12

= 114 mm

dy = h – sb – tulangan – 0,5 tulangan

= 150 – 30 – 12 – 0,5 x 12

= 102 mm

Mu = M = 3,95 kNm = 3952 Nmm

Mn = Mu / ø = 3952 : 0,8 = 4941 Nmm

⍴balance = (0,85 𝑥 𝑓′𝑐𝑥 𝛽1

𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006

129

⍴max = 0,75 x ⍴balance

= 0,75 x 0,043006

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑥2

= 4941

1000 𝑥 1142

= 0,00038 N

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)

= 1,6 x 10-6<⍴min = 0,006 sehingga digunakan ⍴ = 0,006

As = ⍴ x b x 𝑑𝑥

= 0,006 x 1000 x 114

= 595 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

= 5,88829 buah

= 6 buah

S = b / n

= 166,7 mm

= 170 mm

Jadi tulangan yang digunakan untuk pelat dinding arah x sebanyak 6 buah dengan

jarak 170 mm.

Penulangan pelat dinding Arah Y

Mu = M = 6,87 kNm = 6870 Nmm

Mn = Mu / ø = 6870 : 0,8 = 8588 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

130

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006


= 0,75 x 0,043006

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑦2

= 8588

1000 𝑥 1022

= 0,000825 N

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)


As = ⍴ x b x 𝑑𝑦

= 0,006 x 1000 x 102

= 595 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

= 5,88829 buah

= 6 buah

S = b / n

= 166,7 mm

= 170 mm

131


jarak 170 mm.

Penulangan lentur pelat lantai

Arah x

f'c = 20 Mpa

ø = 0,8


f'y = 240 Mpa

ᵦ = 0,85

tebal plat = 200 mm

b = 1000 mm



= 200 - 40 – 0,5 x 12

= 154 mm


= 200 – 40 – 12 – 0,5 x 12

= 142 mm

Mu = M = 2,5 kNm = 2 500 Nmm

Mn = Mu / ø = 2 500 : 0,8 = 3125 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006


= 0,75 x 0,043006

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

132

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑥2

= 3125

1000 𝑥 1542

= 0,000132 N

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)



= 0,006 x 1000 x 154

= 898,333 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

= 7,947 buah

= 8 buah

S = b / n

= 125 mm

= 130 mm


jarak 130 mm.

Arah y

Mu = M = 4,57 kNm = 4570 Nmm

Mn = Mu / ø = 4570 : 0,8 = 5710 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,9

240)(

600

600+240)

= 0,04300595


= 0,75 x 0,043006

133

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑦2

= 5710

1000 𝑥 1422

= 0,000283 N

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)



= 0,006 x 1000 x 142

= 828,333 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

= 7,3278 buah

= 8 buah

S = b / n

= 125 mm

= 130 mm

Jadi tulangan yang digunakan untuk pelat dinding arah y sebanyak 8 buah dengan

jarak 130 mm.

PERENCANAAN BALOK

134

Penulangan Balok

a) Data – data

Dimensi = 15/20 *K-250

Diameter Tulangan = 12 mm

Diameter Begel = 8 mm

Cover = 20 mm

d = 200 – (20 + 8 + 0,5 x 12)

= 166 mm

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑓′𝑐

= 240

0,85 20,0

= 14,12

ρbalance = 0,85 𝑓′𝑐 𝛽1

𝑓𝑦

600

600+𝑓𝑦

= 0,85 20 0,9

240

600

600+240

= 0,043006

ρmax = 0,75 x ρbalance

= 0,75 x 0,043

= 0,03225446

ρmin = 1,4

𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

Tumpuan

Mu = 6,87kNm = 6870000 Nmm

Rn = 𝑀𝑢

ø 𝑏 𝑑²

= 6870000

0,85 𝑥 200 𝑥 346²

135

= 0,338 N

= 0,0087<ρmin = 0,006, sehingga ρ = 0,0087

As = ρ x b x d

= 0,0087 x 150 x 166

= 216,11 mm2

Pakai 2 D 12 (As = 226,3) mm2 Tulangan Tarik

dan 2D 12 (As = 226,3) mm2 TulanganTekan

Sn = b-(2 selimut+ 2 d begel + 4d tulangan) : 3

= 200 – (2.20+2.8+2.12) : 3

= 120 : 3

= 40 mm

Lapangan

Mu = 3,96kNm = 3960000 Nmm

Rn = 𝑀𝑢

ø 𝑏 𝑑²

= 3960000

0,85 𝑥 200 𝑥 346²

= 0,195 N

= 0,0049<ρmin = 0,006, sehingga ρ = 0,006

As = ρ x b x d

−−=

fy

mRn

m

211

1

−−=

fy

mRn

m

211

1

136

= 0,0049 x 150 x 166

= 145 mm2

Pakai 2 D12 (As = 226,3) mm2 Tulangan Tarik

dan 2 D 12 (As = 226,3) mm2 TulanganTekan


= 200 – (2.20+2.8+2.12) : 3

= 120 : 3

= 40 mm

Penulangan Geser

Batas Tulangan Geser

s <𝑑

2

<156

2

< 83

= 80 mm

Perhitungan jarak sengkang

Jumlah sengkang = panjang : sengkang

= 2600 : 80

= 33 buah

Jumalah sengkang = panjang : sengkang

= 1300 : 80

= 16 buah

Vu = 7850,00 N

Kontrol kuat geser nominal tidak boleh lebih besar dari Vs max :

Vs max = 2

3 𝑏𝑤 𝑥 𝑑 𝑥 √𝑓′𝑐

= 2

3 150 𝑥 166 𝑥 √20,0

= 74237 N > 7850 N

Vs = 1


137

= 1

3 150 𝑥 166 𝑥 √20,0

= 37118,7 N > 7850 N

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan :

Vs = 𝐴𝑣 𝑥 𝑓𝑦 𝑥 𝑑

𝑠

= 101 𝑥 240 𝑥 166

150

= 26711,7714 N

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton :

Vc = √𝑓′𝑐

6 x bw x d

= √20,0

6 x 150 x 166

= 18559,36 N

Perencanaan penampang terhadap geser :

∅Vn ≥ Vu

0,8 x 45271,1 ≥ 7850

36216,91 ≥ 7850 N (ok)

Vn = Vc + Vs

= 18559,36 + 26711,7714

= 45271 N

c. Bak Extended Aeration

Perhitungan gaya-gaya yang ada pada saat pembuatan bangunan unit bak extended

aerationpada Tabel 4.26 berikut.

P = 5 m

L = 1,5 m

H = 4 m

Tabel 4. 26 Beban Gaya Bak Extended Aeration

138

Extended Aeration

Beban Konstruksi

Ket Panjang Lebar Tinggi Volume Jumlah Volume

Berat

Jenis Beban

m m m m3 buah m3 Kn/m3 Kn/m3

Dinding Beton

1 5 0,15 0,15 0,1125 2 0,225 24 5,4

Dinding Beton

2 1,5 0,15 0,15 0,0338 2 0,0675 24 1,62

Rbalok 1 5 0,15 0,2 0,08 2 0,15 24 3,6

Rbalok 2 1,5 0,15 0,2 0,02 2 0,05 24 1,1

Kolom Praktis 0,15 0,15 4 0,09 4 0,36 24 8,64

Pelat Lantai 5 1,5 0,2 1,5 1 1,5 24 36

Air Limbah 5 1,5 4 30 1 30 10,1 303

Total Beban 359

Beban Galian

Tanah 5 1,5 4 30 1 30 16,78 503,4

total beban 503,4

selisih berat = W konstruksi - W tanah

= 359 - 503,4

= -144

kN


tanah unit bak extended aeration memiliki selisih -57,8 kN. Pada Gambar 4.32

terdapat gambar balok dan kolom pada bak extended aeration..

Gambar 4. 32Balok Dan Kolom Bak Extended Aeration Tampak Atas.


tanah dengan sudut geser yang didapat dari hasil sondir yaitu 0o. Koefoisien daya

dukung tanah disajikan pada Tabel 4.27 dibawah ini.

Tabel 4. 27Nilai Koefisien Daya Dukung Tanah

139


5,7 1 0 0 5,7 1 0

7,3 1,6 0,5 5 6,7 1,4 0,2

9,6 2,7 1,2 10 8 1,9 0,5

13 4,4 2,5 15 9,7 2,7 0,9

Sumber : Tezaghi Dalam Wahyudi, 1999

SF

= 3 (direncanakan)

Telapak pondasi berbentuk persegi panjang maka perhitungan Q ultimate sebagai berikut :

Q ulti = 1,3c Nc + q Nq + 0,4 B γ Nγ

= 1,3 x 49,03 x 5,7 + 67,1 x 1 + 0,4 x 1,5 x 16,78 x 0

= 363 + 67,12 + 0

= 430,43 kPa

Q all = Q ult : SF

= 143 kPa

Tegangan = W ipal : A

Vertikal = 446 : 8

= 59,4 kN/m3

= 59,4 kPa


SF = Q ult : Q konstruksi

= 430,43 : 59,4

= 7,24 (aman)

Pada setiap joint spring dengan penyaluran beban dilakukan dengan meshing

dengan luasan 1 m x 1 m. Pada setiap joint spring pada mesh memiliki daya

dukung sebesar koefisien reaksi subgrade (ks).

Joint spring menggunakan 1 m x 1 m.

Ks = 40 x SF x Qa

= 40 x 3 x 143

= 17217 kN/m3

140

Gambar 4. 33 Penambahan Joint Spring Pada Unit Extended Aeration

Tinjauan gaya lateral

Gaya lateral dihitung dengan tinjauan per 1 m panjang dari struktur bak ipal.

Dengan keadaan tanah homogen sampai kedalaman 4 m.

ka = tan2 (45 – ᶲ/2) = 1

kp = tan2 (45 – ᶲ/2) = 1



= 1

2421 16,72 − 2 49,03 √1 16,72

= - 258

Tekanan hidrostatis (ph) = h1 x γ limbah

= 4 x 10,1

= 40,4 kN/m



gaya aksial, dan gaya geser. Berikut pemodelan unit bak ABR pada SAP2000.

• Perhitungan terhadap beban air limbah

Za = 4

Wa = 0

h = 4

Wbawah = γlimbah x h

= 40,4 kN/m3

Wbawah = Cz + D

40,4 = C x 0 + D

D = 40,4

141

Wa = Cz + D

0 = C x 4 + 40,4

c = 40,4/-4

= -10,1

• Perhitungan terhadap beban tanah

Zb = 0

Za = 4

Wa = 0

h = 4

Wbawah = γtanah x h

= 67,1 kN/m3

Wbawah = Cz + D

67,1 = C x 0 + D

D = 67,1

Wa = Cz + D

0 = C x 4 + 67,1

c = 67,1/-4

= -16,78

Zb = 0



gaya aksial, dan gaya geser. Berikut pemodelan unit bak extended aeration pada

SAP2000.

142

Gambar 4. 34Beban Air Limbah Yang Masuk Kedalam Bangunan

Gambar 4.34 merupakan beban air limbah yang terdapat pada bak extended

aeration. Tekanan air limbah memiliki tanda biru yang berada dalam bangunan

memberikan tekanan pada bangunan. tekanan air sebesar 40,4 kN/m3. Pada

Gambar 4.35 merupakan beban tanah yang terdapat pada bak extended aeration.

Tekanan tanah memiliki tanda biru yang berada diluar bangunan memberikan

tekanan masuk pada bangunan. tekanan tanah sebesar -258 kN/m3.

143

Gambar 4. 35 Beban Tanah Yang Masuk Kedalam Bangunan

Tekanan pada bak extended aeration dianalisa pada SAP2000. Pengambilan gaya

yang terdapat pada adalah gaya momen lapangan, momen tumpuan, dan gaya

geser sesuai dengan kombinasi pembebanan. Tabel 4.28 merupakan hasil gaya

yang terdapat pada unit bak extended aeration.

Tabel 4. 28 Gaya Pada Unit Extended Aeration

Lantai


1 0,55 1,55 3,383

2 0,474 1,33 2,9

3 0,52 1,2 2,852

4 0,52 1,2 2,852

5 0,6145 1,4 3,344

6 0,61 1,55 3,383

Dinding


1 0,424 1,68 3,383

2 0,3653 1,44 2,9

3 0,533 1,18 2,842

4 0,535 1,18 2,842

5 0,66 1,37 3,33

6 0,66 1,68 3,383

Penulangan pelat dinding Arah x

f'c = 20 Mpa

ø = 0,8


f'y = 240 Mpa

ᵦ = 0,85

144

tebal plat = 200 mm

b = 1000 mm



= 150 - 30 – 0,5 x 12

= 114 mm


= 150 – 30 – 12 – 0,5 x 12

= 102 mm

Mu = M = 0,66 kNm = 660 Nmm

Mn = Mu / ø = 660 : 0,8 = 825 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006


= 0,75 x 0,043006

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑥2

= 825

1000 𝑥 1142

= 6,3 x 10-5 N

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)



= 0,006 x 1000 x 114

145

= 595 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

= 5,88829 buah

= 6 buah

S = b / n

= 166,7 mm

= 170 mm


jarak 170 mm.

Penulangan pelat dinding Arah Y

Mu = M = 1,68 kNm = 1680 Nmm

Mn = Mu / ø = 1680 : 0,8 = 2100 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006


= 0,75 x 0,043006

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑦2

= 8588

1000 𝑥 1022

= 0,0002 N

146

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)



= 0,006 x 1000 x 102

= 595 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

= 5,88829 buah

= 6 buah

S = b / n

= 166,7 mm

= 170 mm


jarak 170 mm.

Penulangan lentur pelat lantai

Arah x

f'c = 20 Mpa

ø = 0,8


f'y = 240 Mpa

ᵦ = 0,85

tebal plat = 200 mm

b = 1000 mm



= 200 - 40 – 0,5 x 12

= 154 mm


= 200 – 40 – 12 – 0,5 x 12

= 142 mm

147

Mu = M = 0,61 kNm = 610 Nmm

Mn = Mu / ø = 610 : 0,8 = 762,5 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,85

240)(

600

600+240)

= 0,043006


= 0,75 x 0,043006

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑥2

= 762,5

1000 𝑥 1542

= 3,2 x 10-5N

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)



= 0,006 x 1000 x 154

= 898,333 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

148

= 7,947 buah

= 8 buah

S = b / n

= 125 mm

= 130 mm


jarak 130 mm.

Arah y

Mu = M = 1,55 kNm = 1550 Nmm

Mn = Mu / ø = 1550 : 0,8 = 1937,5 Nmm


𝑓𝑦)(

600

600+𝑓𝑦)

= (0,85 𝑥 20 𝑥 0,9

240)(

600

600+240)

= 0,04300595


= 0,75 x 0,043006

= 0,032254464

⍴min = 1,4

𝑓𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓′𝑐

=240

0,85 𝑥 20

= 14,1176471

Rn = 𝑀𝑛

𝑏 𝑥 𝑑𝑦2

= 1937,5

1000 𝑥 1422

= 9,6 x 10-5 N

⍴ = 1

𝑚(1 − √1 −

2 𝑚 𝑅𝑛

𝑓𝑦)

= 4 x 10-7 <⍴min = 0,006 sehingga digunakan ⍴ = 0,006


149

= 0,006 x 1000 x 142

= 828,333 mm2

As d12 = 0,25 x 3,14 x 122

= 113,04 mm2

n = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 𝑑12

= 7,3278 buah

= 8 buah

S = b / n

= 125 mm

= 130 mm

Jadi tulangan yang digunakan untuk pelat dinding arah y sebanyak 8 buah dengan

jarak 130 mm.

Penulangan Balok

b) Data – data

Dimensi = 15/20 *K-250

Diameter Tulangan = 12 mm

Diameter Begel = 8 mm

Cover = 20 mm

d = 200 – (20 + 8 + 0,5 x 12)

= 166 mm

m = 𝑓𝑦

0,85 𝑓′𝑐

= 240

0,85 20,0

= 14,12

ρbalance = 0,85 𝑓′𝑐 𝛽1

𝑓𝑦

600

600+𝑓𝑦

= 0,85 20 0,9

240

600

600+240

= 0,043006

ρmax = 0,75 x ρbalance

150

= 0,75 x 0,043

= 0,03225446

ρmin = 1,4

𝑦

= 1,4

240

= 0,005833

Tumpuan

Mu = 1,68kNm = 1680000Nmm

Rn = 𝑀𝑢

ø 𝑏 𝑑²

= 1680000

0,85 𝑥 200 𝑥 346²

= 0,083 N

= 0,002<ρmin = 0,006, sehingga ρ = 0,006

As = ρ x b x d

= 0,006 x 150 x 166

= 145 mm2

Pakai 2 D 12 (As = 226,3) mm2 Tulangan Tarik

Dan 2 D 12 (As = 226,3) mm2 TulanganTekan


= 200 – (2.20+2.8+2.12) : 3

= 120 : 3

= 40 mm

Lapangan

−−=

fy

mRn

m

211

1

151

Mu = 0,66kNm = 660000Nmm

Rn = 𝑀𝑢

ø 𝑏 𝑑²

= 660000

0,85 𝑥 200 𝑥 346²

= 0,032 N

= 0,0008<ρmin = 0,006, sehingga ρ = 0,006

As = ρ x b x d

= 0,006 x 150 x 166

= 145 mm2

Pakai 2 D 12 (As = 226,3 ) mm2 Tulangan Tarik

dan 2 D 12 (As = 226,3) mm2 TulanganTekan


= 200 – (2.20+2.8+2.12) : 3

= 120 : 3

= 40 mm

Penulangan Geser

Batas Tulangan Geser

s <𝑑

2

<156

2

< 83

= 80 mm

Jumlah sengkang = panjang : sengkang

−−=

fy

mRn

m

211

1

−−=

240

52,163,14211

63,14

1 xx

152

= 5000 : 80

= 63 buah

Jumalah sengkang = panjang : sengkang

= 1500 : 80

= 19 buah

Vu = 3383,00 N

Kontrol kuat geser nominal tidak boleh lebih besar dari Vs max

Vs max = 2


= 2

3 150 𝑥 166 𝑥 √20,0

= 74237,5 N > 7850 N

Vs = 1


= 1

3 150 𝑥 16 𝑥 √20,0

= 37188,7 N > 3383 N

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan

Vs = 𝐴𝑣 𝑥 𝑓𝑦 𝑥 𝑑

𝑠

= 101 𝑥 240 𝑥 166

150

= 26711,77 N

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

Vc = √𝑓′𝑐

6 x bw x d

= √20,0

6 x 150 x 166

= 18559,36 N

perencanaan penampang terhadap geser harus didasarkan pada :

∅Vn ≥ Vu

0,8 x 45271,1 ≥ 3383

36216,91 ≥ 3383 N (ok)

Vn = Vc + Vs

= 18559,36 + 26711,77

= 45271 N

153

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Hasil analisa dari karakteristik air limbah industri kecap, saos dan permen

ting-ting jahe adalah COD yang dihasilkan adalah 6048,9 mg/L, BOD yang

dihasilkan adalah 2397,5 mg/L, TSS yang dihasilkan adalah 1840 mg/L,

sedangkan pH yang dihasilkan adalah 3,8.

2. Pada pemilihan unit alternatif pada perencanaan IPAL industri kecap, saos

dan permen ting-ting jahe terpilih alternatif 1 dengan unit barscreen, bak

ekualisasi, bak netralisasi, bak ABR, bak extended aeration, serta clarifier.

Pemilihan alternatif jatuh pada alternatif 1 karena keungulannya pada aspek

operasional, kemudahan dan pemantauan proses.

3. Berdasarkan perhitungan dimensi unit untuk unit bak ekualisasi (1,7 m x 1,7

m x 1,8 m ), pada tangki netralisasi (diameter 0,63.m dan tinggi 0,7 m), bak

ABR (2,3 m x 1,5 m x 1,5 m), bak extended aeration (5 m x 1,8 m x 4 m),

clarifier (diameter 3,5 m dan tinggi 3 m).

4. Strukturbak ekualisasi, bak ABR, bak extended aerationjumlah tulangan

dinding 6 buah dengan jarak 170 mm, sedangkan tulangan lantai 8 buah


5.2 Saran

Pada perencanaan ini ada beberapa saran dari penulis agar perencanaan

selanjutnya mendapatkan hasil yang lebih baik. Saran tersebut diantara lain :

1. Perlu dirancang pengolahan lumpur yang dihasilkan dari IPAL.

2. Perhitungan BOQ RAB.

155

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2018. Modul Pelatihan Dan Sertifikasi Pengolahan Air Limbah.

Surabaya:Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

Asmadi Dan Suharno. 2012. Dasar – Dasar Teknologi Pengolahan Air Limbah.

Gosyen Publishing : Yogyakarta.

Boodi, Ali H. Al-A, 2017. Performance Of Sequencing Batch Reactor For

Domestic Wastewater Treatment Under Low Temperatur In Basrah

City (South Of Iraq). Basrah. University Of Basrah.

Dokumen Pengelolaan Lingkungan Hidup (DPLH) Industri Kecap, Saos, Dan

Permen Ting-Ting Jahe. Kediri : Dinas Lingkungan Hidup Kota

Kediri.

Fardiaz, Srikandi. 1992. Mikrobiologi Pangan 1. Jakarta : Gramedia

Flathman, P.E.1994.Bioremediator: Field Experience. Crc Pres Inc. Usa

Ginting, Perdana, 2007. Sistem Pengoelolaan Lingkungan Dan Limbah Industri,

Bandung : CV. Yrama Widya.

Hartata, Dinda Rita K. 2017. Desain Instalasi Pengolahan Air Limbah Rumah

Sakit Kapasitas 40 m3/Hari. Jakarta: Pusat Teknologi Lingkungan

Hastuti, Elis, Dkk. 2017. Pengembangan Proses Pada Sistem Anaerobic Baffled

Reactor Untuk Memnuhi Baku Mutu Air Limbah Domestik. Bandung:

Badan Litbang Kementrian Pekerjaan Umum Dan Perumahan Rakyat.

Herlambang, Arie.2005. Pengolahan Air Limbah Industri Sirup, Kecap Dan Saos.

Jakarta: Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi.

Japan Sewage Association, 2012. Design Standart For Municipal Waste Water

Traetment Plant. Tokyo: Japan Sewage Work Association.

156

Kencanawati, Cok Istri Putri Kusuma. 2016. Sistem Pengolahan Air Limbah.

Diklat Mata Kuliah. Bukit Jimbaran: Fakultas Teknik Universitas

Udayana

Metcalf Dan Eddy., 1991. Wastewater Engineering : Treatment, Disposal, And

Reuse. Mc Graw Hill Book Co. Singapore

Metcalf Dan Eddy, 2002, Wastewater Engineering Treatment And Reuse, Fourth

Edition, Mcgraw-Hill, New York.

Metcalf & Eddy, 2003, Wastewater Engineering:Treatment, Disposal And Reuse,

4th Ed., Mcgraw Hill Book Co., New York.

Metcalf And Eddy, 2004, Wastewater Engineering, 4th Edition, Mc Graw Hill

International Editions, New York.

Anonim, 2017. Modul SAP2000.Yogyakarta: Universitas Gajah Mada

Peavy, Howard S Et.Al. 1985. Environmental Engineering. Mcgraw-Hill.

Singapura.

Peavy, H.S., Rowe, D.R. And Tchobanoglous, G. (1985) Environmental

Engineering. Mcgraw-Hill Book Company, New York

Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air

Dan Pengendalian Pencemaran Air. Jakarta : Sekertariat Negara.

Pergub Jatim No. 72 Tahun 2013 Tentang Baku Mutu Bagi Limbah Cair Industri.

Surabaya: Sekertariat Provinsi.

Perda Kota Kediri No. 3 Tahun 2015 Tentang Pengelolaan Sampah Mengatur

Tentang Penanganan Limbah Padat. Kediri : Sekretariat Kota Kediri.

Peraturan Kementrian Lingkungan Hidup Nomer 68 Tahun 2016 Tentang Baku

Mutu Limbah Cair Domestik. Jakarta : Sekertariat Negara.

Praseyo, adi. 2014. Perencanaan Desain Dan Stabilitas Dinding Penahan

TanahKantilever Menggunakan Program Geo 5. Depok: Universitas Gunadarma.

157

Qasim, R.S.1985.Wastewater Treatment Plants.Technomic:Usa

Rachman, Chairul. 2009.Pedoman Desain Ipal Agroindustri. Jakarta: Direktorat

Pengolahan Hasil Pertanian.

Rahadi, Bambang Dkk. 2016. Sistem Anaerobik-Aerobik Pada Pengolahan

Limbah Industri Tahu Untuk Menurunkan Kadar BOD5, COD, Dan

TSS. Malang: Universitas Brawijaya.

Ratnawati, Rhenny.2014. Desain Instalasi Pengolahan Air Limbah (Ipal) Biofilter

Untuk Mengolah Air Limbah Poliklinik Unipa Surabaya. Surabaya.

Rich, Linvil G, 1963, Unit Process Of Sanitary Engineering, John Willey & Sons

Inc, New York.

Said, Nusa Idaman. 2015. Teknologi Pengolahan Air Limbah Rumahsakit Dengan

Sistem Biofilter Anaerob-Aerob. Jakarta:Badan Pengkajian Dan

Penerapan Teknologi

Said, Nusa Idaman. 2015. Pengolahan Air Limbah Domestik Di Dki Jakarta.

Jakarta:Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi

Sari, Vina Indah Purnama, 2007. Perbandungan Aktivitas Nza Dan Nca Pada

Peningkatan Beberapa Variabel Kualitas Minyak Goreng Bekas

Dengan Reaktor Fluid Fixed-Bed. Jember :Jurusan Kimia Fakultas

Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember.

SNI 03 1726 2003, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan

Gedung.

SNI 6989.59:2008, Metode Pengambilan Sampel Air.

Sugianto, Yusron Dwi Mangestika Wicaksoko. 2014. Proyek Pembangunan

Gedung Perkantorn Metropolitan. Depok: Universitas Gunadarma.

158

Suharti, 2008. Pengelolaan Lingkungan, Yogyakarta : Universitas Negeri

Yogyakarta.

Syafruddin. 2004. Desain Dinding Penahan Tanah (Retaining Walls) Di Tanah

Rawa Pada Proyek Jalan. Lampung: Universitas Lampung.

Tanjung, Amalia Dan Yesi Afrisa. 2016. Perencanaan Dinding Penahan Tanah

Tipe Penyanggah Pada Tebing Sungai Lematang Kabupaten Lahat,

Sumatera Selatan. Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya

Tchobanoglous, George And Franklin L. Burton, 1991, Wastewater Engineering

Treatment, Disposal And Reuse Third Edition, Mc. Graw Hill Inc,

Singapore.

Yenti,Sefni. 2011. Evaluasi Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Rumah

Sakit. Skripsi. Jakarta: Universitas indonesia.

159

LAMPIRAN 1

PERHITUNGAN NERACA MASSA

161

PERHITUNGAN NERACA MASSA ALTERNATIF 1

PERHITUNGAN MASS BALANCE IPAL ~ Baku mutu limbah cair industri saos

COD = 250,00 mg/l

BOD5 = 100,00 mg/l

TSS = 100,00 mg/l

Baku Mutu Limbah Cair

Domestik

~ Konsentrasi limbah

COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l

Hasil Pengujian Sampel Air

Limbah

~ Debit

limbah rata-

rata (Q)

= 36,37 m3/hari = 0,421 l/detik

BEBAN PENCEMARAN INFLUEN IPAL (Q x Konsentrasi)

CODM = 219,9828539 kg/hari

BODM = 87,20 kg/hari

TSSM = 66,92 kg/hari

1 Bak Ekualisasi

Diketahui :

Qave = 0,000421 m3/detik = 36,37 m3/hari

COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l

CODM = 219,98 kg/hari



Efisiensi removal

COD = 0 %

BOD = 0 %

162

TSS = 0 %

Removal

COD = % removal x COD = 0,00 mg/l

BOD = % removal x BOD = 0,00 mg/l

TSS = % removal x TSS = 0,00 mg/l

CODM = % removal x CODM = 0,00 kg/hari

BODM = % removal x BODM = 0,00 kg/hari

TSSM = % removal x TSSM = 0,00 kg/hari

Kualitas efluen

COD = influen - removal = 6048,47 mg/l

BOD = influen - removal = 2397,50 mg/l

TSS = influen - removal = 1840,00 mg/l

Beban efluen

CODM = influen - removal = 219,98 kg/hari

BODM = influen - removal = 87,20 kg/hari

TSSM = influen - removal = 66,92 kg/hari

Lumpur terdiri dari 98,5% air dan 1,5% TSS, sehingga :

Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa

lumpur = 66,921 kg/hari

Debit

lumpur = 4,441 m3/hari

2 Bak Netralisasi

Diketahui :

Qave = 0,000012 m3/detik = 1 m3/hari

COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l


Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

163



Efisiensi removal

COD = 0 %

BOD = 0 %

TSS = 0 %

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

164

3 ABR

Diketahui :


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 83,24734 % (perhitungan efisiensi removal)

BOD = 85,822 % (perhitungan efisiensi removal)

TSS = 70 % (perhitungan efisiensi removal)

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

165

TSSM =

Massa


Debit


4 Extended Aeration

Diketahui :


COD = 1013,28 mg/l

BOD = 339,92 mg/l

TSS = 552,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 75 %

BOD = 75 % (perhitungan efisiensi removal)

TSS = 75 %

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen



166



Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


5 Clarifier

Diketahui :


COD = 253,32 mg/l

BOD = 84,98 mg/l

TSS = 138,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 30 % Said,2005

BOD = 30 % Said,2005

TSS = 50 % Said,2005

Removal







Kualitas efluen


Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

167



Beban efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

168


PERHITUNGAN MASS BALANCE IPAL ~ Baku mutu limbah cair industri saos

COD = 250,00 mg/l

BOD5 = 100,00 mg/l

TSS = 100,00 mg/l

Baku Mutu Limbah Cair

Domestik


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l


Limbah

~

Debit

limbah rata-

rata (Q) = 36,37 m3/hari = 0,421 l/detik





1 Bak Ekualisasi

Diketahui :

Qave = 0,000421 m3/detik = 36 m3/hari

COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 0 %

BOD = 0 %

TSS = 0 %

169

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


2 Netralisasi

Diketahui :


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l



Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

170


Efisiensi removal

COD = 0 %

BOD = 0 %

TSS = 0 %

Removal







Kualitas efluen




Beban

efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


3 Biofilter Anaerob

Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

171

Diketahui :


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 75 % (ratnawati,2014)

BOD = 75 % (ratnawati,2014)

TSS = 75 % (ratnawati,2014)

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

172

TSSM =

Massa


Debit


4 Biofilter Aerob

Diketahui :


COD = 1512,12 mg/l

BOD = 599,38 mg/l

TSS = 460,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 90 % (Ratnawati,2014)

BOD = 90 % (Ratnawati,2014)

TSS = 90 % (Ratnawati,2014)

Removal







Kualitas efluen




Beban

efluen




173


Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


5 Clarifier

Diketahui :


COD = 151,21 mg/l

BOD = 59,94 mg/l

TSS = 46,00 mg/l


BODM = 8,72 kg/hari

TSSM = 6,69 kg/hari

Efisiensi removal

COD = 30 % (degreemont,1991 dan metcalf & eddy, 2004)

BOD = 30 % (degreemont,1991 dan metcalf & eddy, 2004)

TSS = 50 % (degreemont,1991 dan metcalf & eddy, 2004)

Removal







Kualitas efluen


Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

174



Beban efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

175


PERHITUNGAN MASS BALANCE IPAL ~ Baku mutu limbah cair industri sos

COD = 250,00 mg/l

BOD5 = 100,00 mg/l

TSS = 100,00 mg/l


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l


Limbah

~

Debit

limbah

rata-rata

(Q) = 36,37 m3/hari = 0,421 l/detik





1 Bak Ekualisasi

Diketahui :


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 0 %

BOD = 0 %

TSS = 0 %

176

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


2 Netralisasi

Diketahui :


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l



Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

177


Efisiensi removal

COD = 0 %

BOD = 0 %

TSS = 0 %

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


3 UASB

Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

178

Diketahui :


COD = 6048,47 mg/l

BOD = 2397,50 mg/l

TSS = 1840,00 mg/l




Efisiensi removal

COD = 82 % Kusumadewi,2016

BOD = 74 % Kusumadewi,2016

TSS = 94 % Kusumadewi,2016

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

179

TSSM =

Massa


Debit


4 Activeted Sludge

Diketahui :


COD = 1088,72 mg/l

BOD = 623,35 mg/l

TSS = 110,40 mg/l




Efisiensi removal

COD = 85 % Japan Sewage Work Assosiation

BOD = 85 % Japan Sewage Work Assosiation

TSS = 85 % Japan Sewage Work Assosiation

Removal







Kualitas efluen




Beban efluen



180



Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


5 Clarifier

Diketahui :


COD = 163,31 mg/l

BOD = 93,50 mg/l

TSS = 16,56 mg/l




Efisiensi removal

COD = 30 % (degreemont,1991 dan metcalf & eddy, 2004)

BOD = 30 % (degreemont,1991 dan metcalf & eddy, 2004)

TSS = 50 % (degreemont,1991 dan metcalf & eddy, 2004)

Removal







Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

181

Kualitas efluen




Beban efluen





Sglumpur = 1,005

TSSM =

Massa


Debit


Sga

air

Sgs

solid

Sgl

%%1+=

183

LAMPIRAN 2

HASIL UJI LABORATORIUM

185

LAMPIRAN C

DATA SONDIR

perencanaan instalasi pengolahan limbah cair pada …repository.ppns.ac.id/2224/1/1015040016 - nedya...

Documents