teknologi pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem biofilter anaerob-aerob

Teknologi Pengolahan Air Limbah Rumah SakitDengan Sistem Biofilter Anaerob-Aerob

ABSTRAK

Air limbah rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemaran lingkungan yang sangat potensial. Oleh karena itu air limbahtersebut perlu diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke saluran umum. Masalah yang sering muncul dalam hal pengelolaan limbah rumahsakit adalah terbatasnya dana yang ada untuk membangun fasilitas pengolahan limbah serta operasinya, khususnya untuk rumah sakit tipekecil dan menengah. Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu dikembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit yang murah,mudah operasinya serta harganya terjangkau, khususnya untuk rumah sakit dengan kapasitas kecil sampai sedang. Selain itu perlumenyebar-luaskan informasi teknologi khususnya untuk pengolahan air limbah rumah sakit, sehingga dalam memilih teknologi pihakpengelola rumah sakit mendapatkan hasil yang optimal.

Makalah ini membahas tentang beberapa teknologi pengolahan air limbah secara biologis yang sesuai untuk pengolahan air limbahrumah sakit. Di dalam pemilihan teknologi pengolahan air limbah tersebut beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain yakni jumlah airlimbah yang akan diolah, kualitas air limbah dan kualitas air olahan yang diharapkan, kemudahan dalam hal pengelolaan dan perawatan,ketersediaan lahan dan sumber energi, serta ketersediaan dana yang ada. Salah satu cara pengolahan air limbah rumah sakit yang murah,sederhana dan hemat energi adalah proses pengolahan dengan sistem biofilter anaerob-aerob. Dengan sistem kombinasi biofilter "Anaerob-Aerob" diperoleh hasil air olahan yang cukup baik, serta proses pengolahannya sangat stabil walaupun konsentrasi maupun debit air limbahberfluktuasi

KATA KUNCI : Biofilter, Anaerob, Aerob, Rumah SakitJENIS TEKNOLOGI : Teknologi Pengolahan Air LimbahTARGET PENGGUNAAN : Rumah Sakit

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Rumah sakit adalah merupakan fasilitas sosial yang tak mungkin dapat dipisahkan dengan masyarakat, dan keberadaannya sangatdiharapkan oleh masyarakat, karena sebagai manusia atau masyarakat tentu menginginkan agar keseahatan tetap terjaga. Oleh karena iturumah sakit mempunyai kaitan yang erat dengan keberadaan kumpulan manusia atau masyarakat tersebut. Di masa lalu, suatu rumah sakitdibangun di suatu wilayah yang jaraknya cukup jauh dari dareah pemukiman, dan biasanya dekat dengan sungai dengan pertimbangan agarpengelolaan limbah baik padat maupun cair tidak berdampak negatip terhadap penduduk, atau bila ada dampak negatip maka dampaktersebut dapat diperkecil.

Sejalan dengan perkembangan penduduk yang sangat pesat, lokasi rumah sakit yang dulunya jauh dari daerah pemukiman penduduktersebut sekarang umumnya telah berubah dan berada di tengah pemukiman penduduk yang cukup padat, sehingga masalah pencemaranakibat limbah rumah sakit baik limbah padat atau limbah cair sering menjadi pencetus konflik antara pihak rumah sakit dengan masyarakatyang ada di sekitarnya.

Dengan pertimbangan alasan tersebut, maka rumah sakit yang dibangun setelah tahun 1980 an telah diwajibkan menyediakan saranalimbah padat maupun limbah cair. Namun dengan semakin mahalnya harga tanah, serta besarnya tuntutan masyarakat akan kebutuhanpeningkatan sarana penunjang pelayanan kesehatan yang baik, dan di lain pihak peraturan pemerintah tentang pelestarian lingkungan jugasemakin ketat, maka pihak rumah sakit umumnya menempatkan sarana pengolah limbah pada skala prioritas yang rendah. Akibatnya, seringterjadi benturan perbedaan kepentingan antar pihak rumah sakit dengan masyarakat atau pemerintah. Dengan adanya kebijakan legal yangmengharuskan pihak rumah sakit agar menyediakan fasilitas pengolahan limbah yang dihasilkan, mengakibatkan biaya investasi maupunbiaya operasional menjadi lebih besar.

Air limbah yang berasal dari limbah rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemaran air yang sangat potensial. Hal inidisebabkan karena air limbah rumah sakit mengandung senyawa organik yang cukup tinggi juga kemungkinan mengandung senyawa-senyawa kimia lain serta mikro-organisme patogen yang dapat menyebabkan penyakit terhadap masyarakat di sekitarnya. Oleh karenapotensi dampak air limbah rumah sakit terhadap kesehatan masyarakat sangat besar, maka setiap rumah sakit diharuskan mengolah airlimbahnya sampai memenuhi persyaratan standar yang berlaku.

Dengan adanya peraturan yang mengharuskan bahwa setiap rumah sakit harus mengolah air limbah sampai standar yang diijinkan,maka kebutuhan akan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit khususnya yang murah dan hasilnya baik perlu dikembangkan. Hal inimengingat bahwa kendala yang paling banyak dijumpai yakni teknologi yang ada saat ini masih cukup mahal, sedangkan di lain pihak danayang tersedia untuk membangun unit alat pengolah air limbah tersebut sangat terbatas sekali. Untuk rumah sakit dengan kapasitas yangbesar umumnya dapat membangun unit alat pengolah air limbahnya sendiri karena mereka mempunyai dana yang cukup. Tetapi untukrumah sakit tipe kecil sampai dengan tipe sedang umumnya sampai saat ini masih membuang air limbahnya ke saluran umum tanpapengolahan sama sekali.

Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu dikembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit yang murah, mudah operasinyaserta harganya terjangkau, khususnya untuk rumah sakit dengan kapasitas kecil sampai sedang. Untuk mencapai tujuan tersebut, terdapatkedala yang cukup besar yakni kurangnya tersedianya teknologi pengolahan yang baik dan harganya murah. Masalah ini menjadi kendalayang cukup besar terutama untuk rumah sakit kecil, yang mana pihak rumah sakit tidak/belum mampu untuk membangun unit alatpengilahan air limbah sendiri, sehingga sampai saat ini masih banyak sekali rumah sakit yang membuang air limbahnya ke saluran umum.

Teknologi Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Sistem Biofilter ... http://www.kelair.bppt.go.id/Sitpa/Artikel/Limbahrs/limbahrs.html

1 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Untuk pengolahan air limbah rumah sakit dengan kapasitas yang besar, umumnya menggunakan teknlogi pengolahan air limbah"Lumpur Aktif" atau Activated Sludge Process, tetapi untuk kapasitas kecil cara tersebut kurang ekonmis karena biaya operasinya cukupbesar. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu menyebarluaskan informasi teknologi khususya teknologi pengolahan air limbah rumah sakitberserta aspek pemilihan teknologi serta keunggulan dan kekurangannya. Dengan adanya informasi yang jelas, maka pihak pengelola rumahsakit dapat memilih teknologi pengolahan limbah yang sesuai dengan kodisi maupun jumlah air limbah yang akan diolah, yang layak secarateknis, ekonomis dan memenuhi standar lingkungan.

1.2. Tujuan Dan Sasaran

Tujuan kegiatan ini yakni mengkaji dan mengembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit, khususnya untuk rumah sakittipe kecil yang sesuai dengan kondisi di Indonesia misalnya dengan proses Biofilter Anaerob dan Aerob. Unit alat pengolah air limbah tersebutdapat di dalam bentuk paket sehingga pembangunan atau operasinya murah dan sederhana. Selain itu alat ini dirancang sedemikian rupahingga hemat energi.

Sasaran dari kegiatan ini adalah membangun prototipe unit pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem biofilter Anaerob danAerob, dengan kapasitas pengolahan 10 - 15 M3/hari, serta mengkaji karakteristik serta efisiensi pengolahan terhadap beberapa parameterkualitas air limbah.

1.3. Manfaat

Teknologi pengolahan air limbah dengan sistem biofilter anaerob-aerob sangat cocok digunakan untuk mengolah air limbah denganskala kecil sampai skala besar, tahan terhadap perubahan beban hidrolik maupun beban organik, dan biaya opersinya sangat murah.

1.4. Kontak Personil

Ir. Nusa Idaman Said, M.Eng

Kelompok Pengkajian Teknologi Pengelolaan Air Bersih dan Limbah Cair,Direktorat Teknologi Lingkungan,Kedeputian Bidang Informatika, Energi dan Material.Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi

Jl. M.H. Thamrin No. 8, Jakarta PusatTel. 021-3169769, 3169770 Fax. 021-3169760Email : [email protected]

Home Page : http://www.enviro.bppt.go.id/~Kel-1/

II. METODOLOGI PEMBUATAN Survai Lapangan

Survai ini dilakukan untuk mengetahui keadaan di lapangan mengenai jumlah dan kualitas air limbah, serta kondisi jaringan airlimbah dan ketersediaan lahan.

Penentuan Lokasi

Lokasi prototipe unit alat pengolah air limbah dipasang di rumah sakit terpilih, dan harus ditentukan sedemikian rupa agar didapatkanhasil yang memuaskan, baik ditinjau dari segi teknis maupun estetika. Sedapat mungkin lokasi ditentukan agar aliran air dapat berjalansecara gravitasi untuk penghematan energi.

Ketersediaan Bahan dan Peralatan

Bahan dan peralatan yang diperlukan untuk pembangunan unit pengolahan air limbah diharapkan dapat dengan mudah didapat dipasaran, sehingga dapat memberikan kemudahan dalam pengerjaan pembangunan dan biaya konstruksi dapat ditekan serendah mungkin.

Rancangan dan Konstruksi

Disain unit alat pengolah air limbah dirancang berdasarkan jumlah dan kualitas air limbah, serta sesuai dengan ketersediaan lahanyang ada. Prototipe alat pengolah air limbah rumah sakit tersebut akan dirancang dalam bentuk yang kompak agarpemasangan/pembangunan serta operasinya mudah, serta diusahakan menggunakan energi sekecil mungkin.

Pembangunan Prototipe dan Pengujian Karakteristik Alat

Setelah prototipe alat pengolah air limbah rumah sakit selesai dibangun, dilakukan pengujian karakteristik alat dan pengujianefisiensi pengolahan terhadap beberapa parameter proses misalnya beban pengolahan, waktu tinggal, aerasi dll.

III. PENGELOLAAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT

Air limbah rumah sakit adalah seluruh buangan cair yang berasal dari hasil proses seluruh kegiatan rumah sakit yang meliputi:limbah domistik cair yakni buangan kamar mandi, dapur, air bekas pencucian pakaian; limbah cair klinis yakni air limbah yang berasal darikegiatan klinis rumah sakit misalnya air bekas cucian luka, cucian darah dll.; air limbah laboratorium; dan lainya. Air limbah rumah sakityang berasal dari buangan domistik maupun buangan limbah cair klinis umumnya mengadung senaywa pulutan organik yang cukup tinggi,dan dapat diolah dengan proses pengolahan secara biologis, sedangkan untuk air limbah rumah sakit yang berasal dari laboratorium biasanyabanyak mengandung logam berat yang mana bila air limbah tersebut dialirkan ke dalam proses pengolahan secara biologis, logam berattersebut dapat menggagu proses pengolahannya. Oleh karena itu untuk pengelolaan air limbah rumah sakit, maka air limbah yang berasaldari laboratorium dipisahkan dan ditampung, kemudian diolah secara kimia-fisika, Selanjutnya air olahannya dialirkan bersama-sama denganair limbah yang lain, dan selanjutnya diolah dengan proses pengolahan secara biologis. Diagram proses pengelolaan air limbah rumah sakit


2 of 30 10/8/2015 12:28 PM

secara umum dapat dilihat seperti pada gambar1.

Di dalam pengelolaan air limbah rumah sakit, maka yang perlu diperhatikan adalah sistem saluran pembuangan air. Saluran airlimbah dan saluran air hujan harus dibuat secara terpisah. Air limbah rumah sakit baik yang berasal dari buangan kamar mandi, air bekasccucian, air buangan dapur serta air limbah klinis dikumpulkan ke bak kontrol dengan saluran atau pipa tertutup, selanjutnya dialirkan keunit pengolahan air limbah. Setelah dilakukan pengolahan, air hasil olahannya dibuang ke saluran umum. Untuk air hujan dapat langsungdibuang kesaluran umum melalui saluran terbuka.

Dari hasil analisa kimia terhadap berberapa contoh air limbah rumah sakit yang ada di DKI Jakarta menunjukkan bahwa konsentrasisenywa pencemar sangat bervariasi misalnya, BOD 31,52 - 675,33 mg/l, ammoniak 10,79 - 158,73 mg/l, deterjen (MBAS) 1,66 - 9,79 mg/l.Hal ini mungkin disebabkan karena sumber air limbah juga bervarisi sehingga faktor waktu dan metoda pengambilan contoh sangatmempengaruhi besarnya konsentarsi. Secara lengkap karakteristik air limbah rumah sakit dapat dilihat pada tabel 1. Dari tabel tesebutterlihat bahwa air limbah rumah sakit jika tidak diolah sangat berpotensi untuk mencemari lingkungan. Selain pencemaran secara kimiawi,air limbah rumah sakit juga berpotensi untuk memcemari lingkungan secara bakteriologis.

Gambar 1 : Diagram pengelolaan air limbah rumah sakit

Tabel 1 : Karakteristik air limbah rumah rumah sakit di daerah DKI Jakarta.

NoParameter Minimum Maksimum Rata-Rata

1 BOD - mg/l 31,52 675,33 353,43

2 COD - mg/l 46,62 1183,4 615,01

3 Angka Permanganat (KMnO4) - mg/l 69,84 739,56 404,7

4 Ammoniak (NH3) - mg/l 10,79 158,73 84,76

5 Nitrit (NO2-) - mg/l 0,013 0,274 0,1435

6 Nitrat (NO3-) - mg/l 2,25 8,91 5,58

7 Khlorida (Cl-) - mg/l 29,74 103,73 66,735

8 Sulfat (SO4-) - mg/l 81,3 120,6 100,96

9 pH 4,92 8,99 6,96

10 Zat padat tersuspensi (SS) mg/l 27,5 211 119,25

11 Deterjen (MBAS) - mg/l 1,66 9,79 5,725

12 Minyal/lemak - mg/l 1 125 63

13 Cadmium (Cd) - mg/l ttd 0,016 0,008

14 Timbal (Pb) 0,002 0,04 0,021

15 Tembaga (Cu) - mg/l ttd 0,49 0,245


3 of 30 10/8/2015 12:28 PM

16 Besi (Fe) - mg/l 0,19 70 35,1

17 Warna - (Skala Pt-Co) 31 150 76

18 Phenol - mg/l 0,04 0,63 0,335

Sumber : PD PAL JAYA 1995.

IV. PEMILIHAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT

4.1. Teknologi Pengolahan Air Limbah

Untuk mengolah air yang mengandung senyawa organik umumnya menggunakan teknologi pengolahan air limbah secara biologisatau gabungan antara proses biologis dengan proses kimia-fisika. Proses secara biologis tersebut dapat dilakukan pada kondisi aerobik(dengan udara), kondisi anaerobik (tanpa udara) atau kombinasi anaerobik dan aerobik.

Proses biologis aeorobik biasanya digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang tidak terlalu besar, sedangkanproses biologis anaerobik digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang sangat tinggi. Dalam makalah ini uraian dititikberatkan pada proses pengolahan air limbah secara aerobik.

Pengolahan air limbah secara biologis aerobik secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga yakni proses biologis dengan biakantersuspensi (suspended culture), proses biologis dengan biakan melekat (attached culture) dan proses pengolahan dengan sistem lagoon ataukolam. Proses biologis dengan biakan tersuspensi adalah sistem pengolahan dengan menggunakan aktifitas mikro-organisme untukmenguraikan 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), stepaeration, contact stabilization, extended aeration, oxidation ditch (kolam oksidasi sistem parit) dan lainya.

Proses biologis dengan biakan melekat yakni proses pengolahan limbah dimana mikro-organisme yang digunakan dibiakkan padasuatu media sehingga mikroorganisme tersebut melekat pada permukaan media. Beberapa contoh teknologi pengolahan air limbah dengancara ini antara lain : trickling filter atau biofilter, rotating biological contactor (RBC), contact aeration/oxidation (aerasi kontak) dan lainnnya.Proses pengolahan air limbah secara biologis dengan lagoon atau kolam adalah dengan menampung air limbah pada suatu kolam yang luasdengan waktu tinggal yang cukup lama sehingga dengan aktifitas mikro-organisme yang tumbuh secara alami, senyawa polutan yang adadalam air akan terurai.

Untuk mempercepat proses penguraian senyawa polutan atau memperpendek waktu tinggal dapat juga dilakukam proses aerasi.Salah satu contoh proses pengolahan air limbah dengan cara ini adalah kolam aerasi atau kolam stabilisasi (stabilization pond). Prosesdengan sistem lagoon tersebut kadang-kadang dikategorikan sebagai proses biologis dengan biakan tersuspensi.

Secara garis besar klasifikasi proses pengolahan air limbah secara aerobik dapat dilihat seperti pada gambar 2, sedangkankarakteristik pengolahan, parameter perencanaan serta efisiensi pengolahan untuk tiap tiap jenis proses dapat dilihat pada tabel 2, dan tabel3. Untuk memilih jenis teknologi atau proses yang akan digunakan untuk pengolahan air limbah, beberapa hal yang perlu diperhatikanantara lain : karakteristik air limbah, jumlah limbah serta standar kualitas air olahan yang diharapkan.

4.2. Teknologi Proses Pengoalahan Air Limbah Rumah Sakit

Teknologi proses pengolagan air limbah yang digunakan untuk mengolah air limbah rumah sakit pada dasarnya hampir sama denganteknologi proses pengolahan untuk air limbah yang mengandung polutan organik lainnya. Pemilihan jenis proses yang digunakan harusmemperhatikan bebrapa faktor antara lain yakni kualitas limbah dan kualitas air hasil olahan yang diharapkan, jumlah air limbah, lahan yangtersedia dan yang tak kalah penting yakni sumber energi yang tersedia.

Berapa teknologi proses pengolahan air limbah rumah sakit yang sering digunakan yakni antara lain: proses lumpur aktif (activatedsludge process), reaktor putar biologis (rotating biological contactor, RBC), proses aerasi kontak (contact aeration process), proses pengolahandengan biofilter "Up Flow", serta proses pengolahan dengan sistem "biofilter anaerob-aerob".


4 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Gambar 2 : Klasifikasi proses pengolahan air limbah secara biologis aerobik.

Tabel 2 : Karakterisiti operasional proses pengolahan air limbah dengan proses biologis.

JENIS PROSESEFISIENSI

PENGHILANGANBOD(%)

KETERANGAN

Lumpur Aktif Standar 85 - 95 -

Step Aeration 85 - 95 Digunakan untuk bebanpengolahan yang besar.

Modified Aeration 60 - 75 Untuk pengolahan dengan kualitasair olahan sedang.

PPROSESBIOMASA

TERSUSPENSI

Contact Stabilization 80 - 90 Digunakan untuk pengolahanpaket. Untuk mereduksi ekseslumpur.

High Rate Aeration 75 - 90 Untuk pengolahan paket, bakaerasi dan bak pengendap akhirmerupakan satu paket.Memerlukan area yang kecil.

Pure Oxygen Process 85 - 95 Untuk pengolahan air limbah yangsulit diuraikan secara bilogis. Luasarea yang dibutuhkan kecil.

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

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

PROSESBIOMASAMELEKAT

Rotating BiologicalContactor

80 - 95 Konsumsi energi rendah, produksilumpur kecil. Tidak memerlukanproses aerasi.


5 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Contact Aeration Process 80 - 95 Memungkinkan untukpenghilangan nitrogen danphospor.

Biofilter Unaerobic 65 - 85 memerlukan waktu tinggal yanglama, lumpur yang terjadi kecil.

LAGOONKolam stabilisai 60 - 80 memerlukan waktu tinggal yang

cukup lama, dan area yangdibutukkan sangat luas

Tabel 3 : Parameter Perencanaan Proses Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biologis Aerobik.

Jenis ProsesBeban

BODkg/kgSS.D

BOD

BODKg/M3.D

MLSS(Mg/Lt)

QA/Q T (Jam)Efisiensi

PenghilanganBOD (%)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

MELEKATContact Aeration Process - - - - - 80 - 95

Biofilter Unaerobic - - - - - 65 - 85

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

4.2.1. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Lumpur Aktif

Pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif secara umum terdiri dari bak pengendap awal, bak aerasi dan bak pengendap akhir,serta bak khlorinasi untuk membunuh bakteri patogen. Secara umum proses pengolahannya adalah sebagai berikut. Air limbah yang berasaldari rumah sakit ditampung ke dalam bak penampung air limbah. Bak penampung ini berfungsi sebagai bak pengatur debit air limbah sertadilengkapi dengan saringan kasar untuk memisahkan kotoran yang besar. Kemudian, air limbah dalam bak penampung di pompa ke bakpengendap awal. Bak pengendap awal berfungsi untuk menurunkan padatan tersuspensi (Suspended Solids) sekitar 30 - 40 %, serta BODsekitar 25 % . Air limpasan dari bak pengendap awal dialirkan ke bak aerasi secara gravitasi. Di dalam bak aerasi ini air limbah dihembusdengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah. Energi yang didapatkan dari hasilpenguraian zat organik tersebut digunakan oleh mikrorganisme untuk proses pertumbuhannya. Dengan demikian didalam bak aerasi tersebutakan tumbuh dan berkembang biomasa dalam jumlah yang besar. Biomasa atau mikroorganisme inilah yang akan menguaraikan senyawapolutan yang ada di dalam air limbah.

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-organismediendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Air limpasan(over flow) dari bak pengendap akhirdialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh micro-organismepatogen. Air olahan, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan proses iniair limbah rumah sakit dengan konsentrasi BOD 250 -300 mg/lt dapat di turunkan kadar BOD nya menjadi 20 -30 mg/lt. Skema prosespengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem aerasi kontak dapat dilihat pada gambar III.2. Surplus lumpur dari bak pengendap awalmaupun akhir ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air resapannya ditampung kembali di bak penampung air limbah.Keunggulan proses lumpur aktif ini adalah dapat mengolah air limbah dengan beban BOD yang besar, sehingga tidak memerlukan tempat yangbesar. Proses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dalam jumlah yang besar. Sedangkan beberapa kelemahannya antara lain yaknikemungkinan dapat terjadi bulking pada lumpur aktifnya, terjadi buih, serta jumlah lumpur yang dihasilkan cukup besar.


6 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Gambar III.2 : Diagram proses pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif

4.2.2. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Reaktor Biologis Putar (Rotating Biological Contactor, Rbc)

Reaktor biologis putar (rotating biological contactor) disingkat RBC adalah salah satu teknologi pengolahan air limbah yangmengandung polutan organik yang tinggi secara biologis dengan sistem biakan melekat (attached culture). Prinsip kerja pengolahan air limbahdengan RBC yakni air limbah yang mengandung polutan organik dikontakkan dengan lapisan mikro-organisme (microbial film) yang melekatpada permukaan media di dalam suatu reaktor.

Media tempat melekatnya film biologis ini berupa piringan (disk) dari bahan polimer atau plastik yang ringan dan disusun dariberjajar-jajar pada suatu poros sehingga membentuk suatu modul atau paket, selanjutnya modul tersebut diputar secara pelan dalamkeadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah yang mengalir secara kontinyu ke dalam reaktor tersebut.

Dengan cara seperti ini mikro-organisme miaslanya bakteri, alga, protozoa, fungi, dan lainnya tumbuh melekat pada permukaan mediayang berputar tersebut membentuk suatu lapisan yang terdiri dari mikro-organisme yang disebut biofilm (lapisan biologis). Mikro-organismeakan menguraikan atau mengambil senyawa organik yang ada dalam air serta mengambil oksigen yang larut dalam air atau dari udara untukproses metabolismenya, sehingga kandungan senyawa organik dalam air limbah berkurang.

Pada saat biofilm yang melekat pada media yang berupa piringan tipis tersebut tercelup kedalam air limbah, mikro-organismemenyerap senyawa organik yang ada dalam air limbah yang mengalir pada permukaan biofilm, dan pada saat biofilm berada di atas permuaanair, mikro-organisme menyerap okigen dari udara atau oksigen yang terlarut dalam air untuk menguraikan senyawa organik. Enegi hasilpenguraian senyawa organik tersebut digunakan oleh mikro-organisme untuk proses perkembang-biakan atau metabolisme.

Senyawa hasil proses metabolisme mikro-organisme tersebut akan keluar dari biofilm dan terbawa oleh aliran air atau yang berupa gasakan tersebar ke udara melalui rongga-rongga yang ada pada mediumnya, sedangkan untuk padatan tersuspensi (SS) akan tertahan padapada permukaan lapisan biologis (biofilm) dan akan terurai menjadi bentuk yang larut dalam air.

Pertumbuhan mikro-organisme atau biofilm tersebut makin lama semakin tebal, sampai akhirnya karena gaya beratnya sebagian akanmengelupas dari mediumnya dan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya, mikro-organisme pada permukaan medium akan tumbuh lagi dengansedirinya hingga terjadi kesetimbangan sesuai dengan kandungan senyawa organik yang ada dalam air limbah. Secara sederhana prosespenguraian senyawa organik oleh mikro-organisme di dalam RBC dapat digambarkan seperti pada gambar III.3.

Keunggulan dari sistem RBC yakni proses operasi maupun konstruksinya sederhana, kebutuhan energi relatif lebih kecil, tidakmemerlukan udara dalam jumlah yang besar, lumpur yang terjadi relatf kecil dibandingkan dengan proses lumpur aktif, serta relatif tidakmenimbulkan buih. Sedangkan kekurangan dari sistem RBC yakni sensitif terhadap temperatur.


7 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Gambar III.3 : Mekanisme proses penguraian senyawa organik oleh mikro-organisme di dalam RBC

4.2.2.A. Proses Pengolahan

Secara garis besar proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC terdiri dari bak pemisah pasir, bak pengendap awal, bak kontrolaliran, reaktor/kontaktor biologis putar (RBC), Bak pengendap akhir, bak khlorinasi, serta unit pengolahan lumpur. Diagram proses pengolahanair limbah dengan sistem RBC adalah seperti pada gambar III.4.

Gambar III.4 : Diagram proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC.

Bak Pemisah Pasir

Air limbah dialirkan dengan tenang ke dalam bak pemisah pasir, sehingga kotoran yang berupa pasir atau lumpur kasar dapat


8 of 30 10/8/2015 12:28 PM

diendapkan. Sedangkan kotoran yang mengambang misalnya sampah, plastik, sampah kain dan lainnya tertahan pada sarangan (screen) yangdipasang pada inlet kolam pemisah pasir tersebut.

Bak Pengendap Awal

Dari bak pemisah/pengendap pasir, air limbah dialirkan ke bak pengedap awal. Di dalam bak pengendap awal ini lumpur atau padatantersuspensi sebagian besar mengendap. Waktu tinggal di dalam bak pengedap awal adalah 2 - 4 jam, dan lumpur yang telah mengendapdikumpulkan daan dipompa ke bak pengendapan lumpur.

Bak Kontrol Aliran

Jika debit aliran air limbah melebihi kapasitas perencanaan, kelebihan debit air limbah tersebut dialirkan ke bak kontrol aliran untukdisimpan sementara. Pada waktu debit aliran turun / kecil, maka air limbah yang ada di dalam bak kontrol dipompa ke bak pengendap awalbersama-sama air limbah yang baru sesuai dengan debit yang diinginkan.

Kontaktor (reaktor) Biologis Putar

Di dalam bak kontaktor ini, media berupa piringan (disk) tipis dari bahan polimer atau plastik dengan jumlah banyak, yang dilekatkanatau dirakit pada suatu poros, diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah. Waktu tinggal di dalam bakkontaktor kira-kira 2,5 jam. Dalam kondisi demikian, mikro-organisme akan tumbuh pada permukaan media yang berputar tersebut,membentuk suatu lapisan (film) biologis. Film biologis tersebut terdiri dari berbagai jenis/spicies mikro-organisme misalnya bakteri, protozoa,fungi, dan lainnya. Mikro-organisme yang tumbuh pada permukaan media inilah yang akan menguraikan senaywa organik yang ada di dalamair limbah. Lapsian biologis tersebut makin lama makin tebal dan kerena gaya beratnya akan mengelupas dengan sedirinya dan lumpur orgnaiktersebut akan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya laisan biologis akan tumbuh dan berkembang lagi pada permukaan media dengansendirinya.

Bak Pengendap Akhir

Air limbah yang keluar dari bak kontaktor (reaktor) selanjutnya dialirkan ke bak pengendap akhir, dengan waktu pengendapan sekitar3 jam. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, lumpur yang berasal dari RBC lebih mudah mengendap, karena ukurannya lebih besar danlebih berat. Air limpasan (over flow) dari bak pengendap akhir relaitif sudah jernih, selanjutnya dialirkan ke bak khlorinasi. Sedangkan lumpuryang mengendap di dasar bak di pompa ke bak pemekat lumpur bersama-sama dengan lumpur yang berasal dari bak pengendap awal.

Bak Khlorinasi

Air olahan atau air limpasan dari bak pengendap akhir masih mengandung bakteri coli, bakteri patogen, atau virus yang sangatberpotensi menginfeksi ke masyarakat sekitarnya. Untuk mengatasi hal tersebut, air limbah yang keluar dari bak pengendap akhir dialirkan kebak khlorinasi untuk membunuh mikro-organisme patogen yang ada dalam air. Di dalam bak khlorinasi, air limbah dibubuhi dengan senyawakhlorine dengan dosis dan waktu kontak tertentu sehingga seluruh mikro-orgnisme patogennya dapat di matikan. Selanjutnya dari bakkhlorinasi air limbah sudah boleh dibuang ke badan air.

Bak Pemekat Lumpur

Lumpur yang berasal dari bak pengendap awal maupun bak pengendap akhir dikumpulkan di bak pemekat lumpur. Di dalam baktersebut lumpur di aduk secara pelan kemudian di pekatkan dengan cara didiamkan sekitar 25 jam sehingga lumpurnya mengendap,selanjutnya air supernatant yang ada pada bagian atas dialirkan ke bak pengendap awal, sedangkan lumpur yang telah pekat dipompa ke bakpengering lumpur atau ditampung pada bak tersendiri dan secara periodik dikirim ke pusat pengolahan lumpur di tempat lain.

4.2.2.B. Keunggulan dan Kelemahan RBC

Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah denga sistem RBC antara lain :

Pengoperasian alat serta perawatannya mudah.Untuk kapasitas kecil / paket, dibandingkan dengan proses lumpur aktif konsumsi energi lebih rendah.Dapat dipasang beberapa tahap (multi stage), sehingga tahan terhadap fluktuasi beban pengoalahan.Reaksi nitrifikasi lebih mudah terjadi, sehingga efisiensi penghilangan ammonium lebih besar.Tidak terjadi bulking ataupun buih (foam) seperti pada proses lumpur aktif.

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

Pengontrolan jumlah mikro-organisme sulit dilakukan.Sensitif terhadap perubahan temperatur.Kadang-kadang konsentrasi BOD air olahan masih tinggi.Dapat menimbulkan pertumbuhan cacing rambut, serta kadang-kadang timbul bau yang kurang sedap.

4.2.3. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Aerasi Kontak

Proses ini merupakan pengembangan dari proses lumpur aktif dan proses biofilter. Pengolahan air limbah dengan proses aerasi kontakini terdiri dari dua bagian yakni pengolahan primer dan pengolahan sekunder.

Pengolahan Primer

Pada pengolahan primer ini, air limbah dialirkan melalui saringan kasar (bar screen) untuk menyaring sampah yang berukuran besarseperti sampah daun, kertas, plastik dll. Setelah melalui screen air limbah dialirkan ke bak pengendap awal, untuk mengendapkan partikellumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan, juga berfungasi sebagai bak pengontrol aliran.

Pengolahan sekunder


9 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Proses pengolahan sekunder ini terdiri dari bak kontaktor anaerob (anoxic) dan bak kontaktor aerob. Air limpasan dari bak pengendapawal dipompa dan dialirkan ke bak penenang, kemudian dari bak penenang air limbah mengalir ke bak kontaktor anaerob dengan arah alirandari bawah ke atas (Up Flow). Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut diisi dengan media dari bahan plastik atau kerikil/batu split. Jumlahbak kontaktor anaerob ini bisa dibuat lebih dari satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah. Air limpasan dari bakkontaktor anaerob dialirkan ke bak aerasi. Di dalam bak aerasi ini diisi dengan media dari bahan pasltik (polyethylene), batu apung atau bahanserat, sambil diaerasi atau dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam airlimbah serta tumbuh dan menempel pada permukaan media. Dengan demikian air limbah akan kontak dengan mikro-orgainisme yangtersuspensi dalam air maupun yang menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut dapat meningkatkan efisiensi penguraian zatorganik. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-organismediendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air limpasan (over flow) dialirkan kebak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh micro-organisme patogen. Airolahan, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan kombinasi prosesanaerob dan aerob tersebut selain dapat menurunkan zat organik (BOD, COD), cara ini dapat menurunkan konsentrasi nutrient (nitrogen)yang ada dalam air limbah. Dengan proses ini air limbah rumah sakit dengan konsentrasi BOD 250 -300 mg/lt dapat di turunkan kadar BODnya menjadi 20 -30 mg/lt. Skema proses pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem aerasi kontak dapat dilihat pada gambar III.5.Surplus lumpur dari bak pengendap awal maupun akhir ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air resapannya ditampungkembali di bak penampung air limbah.

Gambar III.5 : Diagram proses pengolahan air limbah dengan proses aerasi kontak.

Keunggulan Proses Aerasi Kontak

Pengelolaannya sangat mudah.Biaya operasinya rendah.Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan relatif sedikit.Dapat menghilangkan nitrogen dan phospor yang dapat menyebabkan euthropikasi.Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.

4.2.4. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biofilter "Up Flow"

Proses pengolahan air limbah dengan biofilter "up flow" ini terdiri dari bak pengendap, ditambah dengan beberapa bak biofilter yangdiisi dengan media kerikil atau batu pecah, plastik atau media lain. Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah dilakukan olehbakteri anaerobik atau facultatif aerobik 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 pengendap kedua dan penampunglumpur yang tidak terendapkan di bak pertama, dan air luapan dari bak pengendap dialirkan ke media filter dengan arah aliran dari bawah keatas.

Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan film mikro-organisme. Mikro-organisme inilah yangakan menguraikan zat organik yang belum sempat terurai pada bak pengendap. Air luapan dari biofilter kemudian dibubuhi dengan khlorineatau kaporit untuk membunuh mikroorganisme patogen, kemudian dibuang langsung ke sungai atau saluran umum. Skema prosespengolahan air limbah dengan biofilter "Up Flow" dapat dilihat seperti terlihat dalam Gambar III.6.

Biofilter "Up Flow" ini mempunyai 2 fungsi yang menguntungkan dalam proses pengolahan air buangan yakni antara lain :

Adanya air buangan yang melalui media kerikil yang terdapat pada biofilter lama kelamaan mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yangmenyelimuti kerikil atau yang disebut juga biological film. Air limbah yang masih mengandung zat organik yang belum teruraikan padabak pengendap bila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis. Efisiensi biofilter tergantung dari luaskontak antara air limbah dengan mikro-organisme yang menempel pada permukaan media filter tersebut. Makin luas bidang kontaknyamaka efisiensi penurunan konsentrasi zat organiknya (BOD) makin besar. Selain menghilangkan atau mengurangi konsentrasi BOD caraini dapat juga mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi atau suspended solids (SS) dan konsentrasi total nitrogen dan posphor.

Biofilter juga berfungsi sebagai media penyaring air limbah yang melalui media ini. Sebagai akibatnya, air limbah yang mengandungsuspended solids dan bakteri E.coli setelah melalui filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efesiensi penyaringan akan sangat besarkarena dengan adanya biofilter up flow yakni penyaringan dengan sistem aliran dari bawah ke atas akan mengurangi kecepatan


10 of 30 10/8/2015 12:28 PM

partikel yang terdapat pada air buangan dan partikel yang tidak terbawa aliran ke atas akan mengendapkan di dasar bak filter. Sistembiofilter Up Flow ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta tanpa membutuhkan energi. Poses inicocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan kapasitas yang tidak terlalu besar.

Gambar III.6. : Diagram proses pengolahan air limbah dengan sisten biofilter "Up Flow".

4.2.5. Kriteria Perencanaan

Kriteria Perencanaan Bak Pengendap

Bak pengendap harus memenuhi persyaratan tertentu antara lain:

Bahan bangunan harus kuat terhadap tekanan atau gaya berat yang mungkin timbul dan harus tahan terhadap asam serta harus kedapair.Jumlah ruangan disarankan minimal 2 (dua) buah.Waktu tinggal (residence time) 1s/d 3 hari.Bentuk Tangki empat persegi panjang dengan perbandingan panjang dan lebar 2 s/d 3 : 1.Lebar Bak minimal 0,75 meter dan panjang bak minimal 1,5 meter.Kedalaman air efektif 1-2 meter, tinggi ruang bebas air 0,2-0,4 meter dan tinggi ruangUntuk penyimpanan lumpur 1/3 dari kedalaman air efektif (laju produksi lumpur sekitar 0,03 - 0,04 M3/orang /tahun ).Dasar bak dapat dibuat horizontal atau dengan kemiringan tertentu untuk memudahkan pengurasan lumpur.Pengurasan lumpur minimal dilakukan setiap 2 - 3 tahun.

Kriteria Perencanaan Biofilter "Up Flow"

Untuk merencanakan biofilter "Up Flow" harus memenuhi beberapa persyaratan, yakni :

Bak biofilter terdiri dari 1 (satu) ruangan atau lebih.Media filter terdiri dari kerikil atau batu pecah atau bahan plastik dengan ukuran diameter rata-rata 20 -25 mm , dan ratio volumerongga 0,45.Tinggi filter (lapisan kerikil) 0,9 -1,2 meter.Beban hidrolik filter maksimum 3,4 M3/m2/hari.Waktu tinggal dalam filter 6 -9 jam (didasarkan pada volume rongga filter).

Salah satu contoh hasil uji coba pengolahan air limbah dengan proses air limbah dengan biofilter Up Flow ditunjukkan seperti padaTabel III.1.

4.2.6. Proses Pengolahan Dengan Sistem Biofilter Anaerob-Aerob

Proses ini pengolahan dengan biofilter anaerob-aerob ini merupakan pengembangan dari proses proses biofilter anaerob dengan prosesaerasi kontak Pengolahan air limbah dengan proses biofilter anaerob-aerob terdiri dari beberapa bagian yakni bak pengendap awal, biofilteranaerob (anoxic), biofilter aerob, bak pengendap akhir, dan jika perlu dilengkapi dengan bak kontaktor khlor.

Air limbah yang berasal dari rumah tangga dialirkan melalui saringan kasar (bar screen) untuk menyaring sampah yang berukuran


11 of 30 10/8/2015 12:28 PM

besar seperti sampah daun, kertas, plastik dll. Setelah melalui screen air limbah dialirkan ke bak pengendap awal, untuk mengendapkanpartikel lumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan, juga berfungasi sebagai bak pengontrol aliran, serta bak penguraisenyawa organik yang berbentuk padatan, sludge digestion (pengurai lumpur) dan penampung lumpur.

Air limpasan dari bak pengendap awal selanjutnya dialirkan ke bak kontaktor anaerob dengan arah aliran dari atas ke dan bawah keatas. Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut diisi dengan media dari bahan plastik atau kerikil/batu split. Jumlah bak kontaktor anaerob inibisa dibuat lebih dari satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah. Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbahdilakukan oleh bakteri anaerobik atau facultatif aerobik Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan filmmikro-organisme. Mikro-organisme inilah yang akan menguraikan zat organik yang belum sempat terurai pada bak pengendap

Air limpasan dari bak kontaktor anaerob dialirkan ke bak kontaktor aerob. Di dalam bak kontaktor aerob ini diisi dengan media daribahan kerikil, pasltik (polyethylene), batu apung atau bahan serat, sambil diaerasi atau dihembus dengan udara sehingga mikro organismeyang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah serta tumbuh dan menempel pada permukaan media.

Dengan demikian air limbah akan kontak dengan mikro-orgainisme yang tersuspensi dalam air maupun yang menempel padapermukaan media yang mana hal tersebut dapat meningkatkan efisiensi penguraian zat organik, deterjen serta mempercepat prosesnitrifikasi, sehingga efisiensi penghilangan ammonia menjadi lebih besar. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-organismediendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air limpasan (over flow) dialirkan kebak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh micro-organisme patogen.

Air olahan, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan kombinasiproses anaerob dan aerob tersebut selain dapat menurunkan zat organik (BOD, COD), ammonia, deterjen, padatan tersuspensi (SS), phospatdan lainnya. Skema proses pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem biofilter anaerob-aerob dapat dilihat pada Gambar III.7.

Tabel III.1 : Efisiensi pengoalahan air limbah dengan proses biofilter "Up Flow"

CONTOHAIR BOD COD SS T-N MBAS COLI

mg/lt % mg/lt % mg/lt % mg/lt % mg/lt % MPN/

100 ml

%

Air

Limbah

(1) 235,93 483,43 249 68,87 11,52 17.670

(2) 76,73 67,48 173,38 64,14 79,75 67,97 49,90 27,54 9,45 17,97 11.500 34,92

Air(3) 68,49 70,87 145,82 69,84 55,25 77,81 43,49 36,85 8,03 30,29 6.130 65,31

Olahan(4) 62,54 73,49 137,97 71,47 44,06 82,33 39,79 42,22 6,66 42,19 4.500 74,53

(5) 45,01 80,92 108,61 77,53 33 86,75 32,2 53,24 5,26 54,33 3.100 82,46

Keterangan : (1), (2) ... (5) adalah titik pengambilan contoh air seperti pada gambar (7).Sumber : Said, N.I., "Sistem Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga Skala Individual Tangki

Septik Filter Up Flow", Majalah Analisis Sistem Nomor 3, Tahun II, 1995.


12 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Gambar III.7 : Diagram proses pengolahan air limbah rumah tangga (domistik)dengan proses biofilter anaerob-aerob .

Peoses dengan Biofilter "Anaerob-Aerob" ini mempunyai beberapa keuntungan yakni :

Adanya air buangan yang melalui media kerikil yang terdapat pada biofilter mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang menyelimutikerikil atau yang disebut juga biological film. Air limbah yang masih mengandung zat organik yang belum teruraikan pada bak pengendapbila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis. Efisiensi biofilter tergantung dari luas kontak antara airlimbah dengan mikro-organisme yang menempel pada permukaan media filter tersebut. Makin luas bidang kontaknya maka efisiensipenurunan konsentrasi zat organiknya (BOD) makin besar. Selain menghilangkan atau mengurangi konsentrasi BODdan COD, cara inidapat juga mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi atau suspended solids (SS) , deterjen (MBAS), ammonium dan posphor.

Biofilter juga berfungsi sebagai media penyaring air limbah yang melalui media ini. Sebagai akibatnya, air limbah yang mengandungsuspended solids dan bakteri E.coli setelah melalui filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efesiensi penyaringan akan sangat besarkarena dengan adanya biofilter up flow yakni penyaringan dengan sistem aliran dari bawah ke atas akan mengurangi kecepatan partikelyang terdapat pada air buangan dan partikel yang tidak terbawa aliran ke atas akan mengendapkan di dasar bak filter. Sistem biofilteranaerob-aerb ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta tanpa membutuhkan energi. Poses inicocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan kapasitas yang tidak terlalu besar

Dengan kombinasi proses "Anaerob-Aerob", efisiensi penghilangan senyawa phospor menjadi lebih besar bila dibandingankan denganproses anaerob atau proses aerob saja. Phenomena proses penghilangan phosphor oleh mikroorganisne pada proses pengolahananaerob-aerob dapat diterangkan seperti pada Gambar III.8. Selama berada pada kondisi anaerob, senyawa phospor anorganik yang adadalam sel-sel mikrooragnisme akan keluar sebagi akibat hidrolosa senyawa phospor. Sedangkan energi yang dihasilkan digunakan untukmenyerap BOD (senyawa organik) yang ada di dalam air limbah. Efisiensi penghilangan BOD akan berjalan baik apabila perbandinganantara BOD dan phospor (P) lebih besar 10. (Metcalf and Eddy, 1991). Selama berada pada kondisi aerob, senyawa phospor terlarutakan diserap oleh bakteria/mikroorganisme dan akan sintesa menjadi polyphospat dengan menggunakan energi yang dihasik oleh prosesoksidasi senyawa organik (BOD). Dengan demikian dengan kombinasi proses anaerob-aerob dapat menghilangkan BOD maupun phospordengan baik. Proses ini dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban organik yang cukup besar.

Keunggulan Proses Biofilter "Anaerob-Aerob"

Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah dengan biofilter anaerb-aerob antara lain yakni :

Pengelolaannya sangat mudah.Biaya operasinya rendah.Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan relatif sedikit.Dapat menghilangkan nitrogen dan phospor yang dapat menyebabkan euthropikasi.Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.


13 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.Dapat menghilangan padatan tersuspensi (SS) dengan baik.

Gambar III.8 : Proses penghilangan phospor oleh mikroorganismedi dalam proses pengolahan "Anaerob-Aerob".

V. RANCANG BANGUN UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT DENGAN SISTEM BIOFILTER ANAEROB-AEROB

5.1.Proses Pengolahan

Seluruh air limbah yang dihasilkan oleh kegiatan rumah sakit, yakni yang berasal dari limbah domistik maupun air limbah yang berasaldari kegiatan klinis rumah sakit dikumpulkan melalui saluran pipa pengumpul. Selanjutnya dialirkan ke bak kontrol. Fungsi bak kontrol adalahuntuk mencegah sampah padat misalnya plastik, kaleng, kayu agar tidak masuk ke dalam unit pengolahan limbah, serta mencegah padatanyang tidak bisa terurai misalnya lumpur, pasir, abu gosok dan lainnya agar tidak masuk kedalam unit pengolahan limbah.

Dari bak kontrol, air limbah dialirkan ke bak pengurai anaerob. Bak pengurai anaerob dibagi menjadi tiga buah ruangan yakni bakpengendapan atau bak pengurai awal, biofilter anaerob tercelup dengan aliran dari bawah ke atas (Up Flow), serta bak stabilisasi. Selanjutnyadari bak stabilisai, air limbah dialirkan ke unit pengolahan lanjut. Unit pengolahan lanjut tersebut terdiri dari beberapa buah ruangan yangberisi media untuk pembiakan mikro-organisme yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalan air limbah.

Setelah melalui unit pengolahan lanjut , air hasil olahan dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak khlorinasi air limbah dikontakkandengan khlor tablet agar seluruh mikroorganisme patogen dapat dimatikan. Dari bak khlorinasi air limbah sudah dapat dibuang langsung kesungai atau saluran umum.

5.2. Bentuk Dan Prototipe Alat

Rancangan prototipe alat dirancang yang digunakan untuk uji coba pegolahan air limbah rumah sakit ditunjukkan seperti pada GambarIV.1. Prototipe alat ini secara garis besar terdiri dari bak pengendapan/pengurai anaerob dan unit pengolahan lanjut dengan sistem biofilteranaerob-aerob. Bak pengurai anaerob dibuat dari bahan beton cor atau dari bahan fiber glas (FRP), disesuaikan dengan kondisi yang ada.Ukuran bak pengurai anaerob yakni panjang 160 cm, lebar 160 cm, dan kedalaman efektif sekitar 200 cm, dengan waktu tinggal sekitar 8jam.

Unit pengolahan lanjut dibuat dari bahan fiber glas (FRP) dan dibuat dalam bentuk yang kompak dan langsung dapat dipasang denganukuran panjang 310 cm, lebar 100 cm dan tinggi 190 cm. Ruangan di dalam alat tersebut dibagi menjadi beberapa zona yakni runganpengendapan awal, zona biofilter anaerob, zona biofilter aerob dan rungan pengendapan akhir.

Media yang digunakan untuk biofilter adalah batu apung atau batu pecah dengan ukuran 1-2 cm, atau ari bahan lain misalnya zeolit,batubara (anthrasit), palstik dan lainnnya. Selain itu, air limbah yang ada di dalam rungan pengendapan akhir sebagian disirkulasi ke zonaaerob dengan menggunakan pompa sirkulasi.

5.3. Kapasitas Alat


14 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Prototipe alat ini dirancang untuk dapat mengolah air limbah sebesar 10 -15 m3/hari, yang dapat melayani rumah sakit dengan 30 –50bed.

5.4. Waktu Tinggal (Retention Time)

A. Bak Pengurai Anaerob

Debit Air Limbah = 15 m3/hari = 625 lt/jam = 0,625 m3/jamDimensi = 1,6 m X 1,6 X 2,2 mVolume Efektif = 5 m3

Waktu Tinggal = 8 JamGambar penampang bak pengurai awal ditunjukan seperti pada gambar IV.2.

B. Unit Pengolahan Lanjut

1. Ruang Pengendapan Awal

Debit Air Limbah (Q) = 15 m3/hari = 625 lt/jam = 0,625 m3/jamVolume Efektif = 1,6 m x 1,0 m x 0,6 m = 0,96 M3

Waktu Tinggal di dalam ruang pengendapan awal (T1) = 0,96 m3/0,625 m3/jamT1 = 1,5 jam

2. Zona Biofilter Anaerob

Volume Total Ruang efektif = 1,6 m x 1,0 m x 1,2 m = 1,92 m3

Volume Total Unggun Medium = 2 x [1,2 m x 1 m x 0,6 m] = 1,44 m3

Porositas Mediun = 0,45Volume Medium tanpa rongga = 0,55 x 1,44 m3 = 0,79 m3

Total Volume Rongga dalam Medium = 0,45 x 1,44 m3 = 0,65 m3

Volume Air Limbah Efektif di dalam zona Anareob = 1,92 m3 - 0,79 m3 = 1,13 m3

Waktu Tinggal di dalam Zona Anaerob (T2) = 1,13 m3/0,625 m3/jam = 1,8 jamWaktu Kontak di dalam medium zona Anaerob = 0,65 m3/0,625 m3/jam = 1.04 jam

3. Zona Aerob

Volume Efektif = 1,5 m x 1 m x 0,7 m = 1,05 m3

Volume Unggun Medium = 1,1 m x 0,6 m x 1 m = 0,66 m3

Porositas Medium = 0,45Volume Rongga = 0,45 x 0,66 m3 = 0,3 m3

Volume Medium Tanpa Rongga = 0,66 m3- 0,3 m3 = 0,36 m3

Waktu Tinggal Total di dalam zona aerob (T3) = [1,05 - 0,36] m3/0,625 m3/jam = 1,1 jamWaktu Kontak di dalam medium zona aerob = 0,3 m3/0,625 m3/jam = 0,48 jam

4. Ruangan Pengendapan Akhir

Volume Efektif = 1,5 m x 0,6 m x 1 m = 0,9 m3

Waktu Tinggal (T4) = 0,9 m3/0,625 m3/jam = 1,44 jamWaktu Tinggal Total di dalam Unit Pengolahan Lanjut = [1,5+1,13+1,1+1,44] jam = 5,17 jam

Gambar penampang bak pengolahan lanjut ditunjukkan seperti pada gambar IV.3.


15 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Gambar IV.1 : Diagram proses pengolahan air limbah rumah sakit.

5.5. Bak Kontaktor Khlorine

Unit prototipe alat pengolahan air limbah rumah tangga tersebut dapat dilengkapi dengan bak khlorinasi (bak kontaktor) yangberfungsi untuk mengkontakan khlorine dengan air hasil pengolahan. Air limbah yang telah diolah sebelum dibuang ke saluran umumdikontakkan dengan khlorine agar mikroorganisme patogen yang ada di dalam air dapat dimatikan. Senyawa khlor yang digunakan adalahkaporit dalam bentuk tablet. Penampang bak kontaktor adalah seperti pada gambar IV.4. Bak kontaktor ini dipasang atau disambungkan padapipa pengeluaran air olahan.

5.6. Lokasi Uji Coba

Uji coba prototipe alat pengolah air limbah rumak sakit dilakukan Rumah Sakit "Makna", Ciledug, Tangerang. Air yang diolah adalahseluruh limbah cair yang dihasilkan oleh kegiatan rumah sakit, yakni baik yang berasal dari limbah domistik maupun limbah yang berasal darilimbah klinis.

Gambar IV.2 : Penampang bak pengurai Anaerob.


16 of 30 10/8/2015 12:28 PM

PENAMPANG MELINTANG


17 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Keterangan : gambar tidak menurut skalaGambar IV.3 : Rancangan prototipe alat pengolahan air limbah domistik dengan sistem biofilter anaerob-aerob.

Gambar IV.4 : Penampang bak khlorinator.


18 of 30 10/8/2015 12:28 PM

VI. PEMBANGUNAN ALAT PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT DENGAN PROSES BIOFILTERANAEROB-AEROB KAPASITAS 10 - 15 M3/HARI

Penggalian tanah untuk pemasangan unit alat pengolahan limbah

Konstruksi bak pengurai anaerobik


19 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Lantai penyangga berlubang-lubang

Bak penenang pada bak pengurai anaerob

Unit alat pengolahan air limbah yang sedang dipasang.


20 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Konstruksi reaktor alat pengolahan air limbah dari bahan fiber glass.

Konstruksi bak pengurai atau bak pengendapan awal pada proses pengolahan lanjut

Konstruksi bagian dalam reaktor pada proses pengolahan lanjut.

Konstruksi bagian dalam reaktor (sebelum diisi dengan media).


21 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Konstruksi bagian dalam reaktor zona aerobik (sebelum diisi dengan media).

Konstruksi bagian dalam reaktor zona pengendapan akhir.


22 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Konstruksi bak pengurai anaerob

Unit reaktor pengolahan lanjut yang telah dipasang.


23 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Media plastik sarang tawon untuk pembiakan mikro-organisme untuk menguraikan zat organik.

Media plastik yang telah dipasang pada bak pengurai anaerob.


24 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Media plastik yang telah dipasang pada bak pengolahan lanjut.

Blower dan pompa sirkulasi yang digunakan untuk proses pengolahan.


25 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Konstruksi bak kontrol pertama.


26 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Konstruksi bak kontrol kedua.

Air di bak penenang pada bak pengurai anaerob.


27 of 30 10/8/2015 12:28 PM

Unit pengolahan air limbah rumah sakit dengan proses Biofilter Anaerob-Aerob.

VII. UJI COBA ALAT PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT "KOMBINASI BIOFILTER ANAEROB-AEROB"

7.1. Hasil Pengamatan Fisik

Berdasarkan pengamatan secara fisik (dengan mata), pada awal proses yakni pengamatan setelah dua hari operasi, proses pengolahanbelum berjalan secara baik. Hal ini karena mikroorganisme yang ada di dalam reaktor belum tumbuh secara optimal, walupun demikian airyang keluar dari reaktor sudah relatif bersih dibandingkan dengan air limbah yang masuk. Setelah proses berjalan berjalan sekitar duaminggu, mikroorganisme sudah mulai tumbuh atau berkembang biak di dalam reaktor. Di dalam bak pengendapan awal sudah mulai terlihatlapisan mikro organisme yang menempel pada permukaan media. Mikro orgnisme tersebut sangat membantu menguraikan senyawa organikyang ada di dalam air limbah.

Dengan berkembang-biaknya mikro orgnisme atau bakteri pada permukaan media maka proses penguraian senyawa polutan yang adadi dalam air limbah menjadi lebih efektif. Selain itu, setelah proses berjalan beberapa minggu pada permukaan media kontaktor (media plastiksarang tawon dan batu pecah) yang ada di dalam zona anaerob maupun zona aerob, telah diselimuti oleh lapisan mikroorganisme. Dengantumbuhnya lapisan mikroorganisme tersebut maka proses penyaringan padatan tersuspensi (SS) maupun penguraian senyawa polutan yangada di dalam air limbah menjadai lebih baik. Hal ini secara fisik dapat dilihat dari air limpasan yang keluar dari zona anaerob sudah cukupjernih, dan buih atau busa yang terjadi di zona aerob (bak aerasi) sudah sangat berkurang. Sedangkan air olahan yang keluar secara fisiksudah sangat jernih.


28 of 30 10/8/2015 12:28 PM

lapisan mikroorganisme yang telah tumbuh dan menempel pada permukaan media biofilter.

Air limbah sebelum diolah (kanan) dan air hasil olahan (kiri).

Berdasarkan pengamatan secara fisik (dengan mata), dapat dilihat dari air limpasan yang keluar dari zona anaerob sudah cukup jernih,dan buih atau busa yang terjadi di zona aerob (bak aerasi) sudah sangat berkurang. Sedangkan air olahan yang keluar secara fisik sudahsangat jernih.

7.2. Hasil Analisa Kualitas Air

Berdasarkan hasil analisa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan setelah proses berjalan selama 4 (empat) bulanmenunjukkan bahwa konsentrasi BOD turun dari 419 mg/l menjadi 16,5 mg/l, konsentrasi COD di dalam air limbah 729 mg/l turun menjadi 52mg/l, konsentrasi zat padat tersuspensi dari 825 mg/l turun menjadi 10 mg/l, konsentrasi ammonia dalam air limbah 33,86 mg/l turunmenjadi 8 mg/l dan konsentrasi deterjen (MBAS) 12 mg/l turun menjadi 2,6 mg/l.

Dengan demikian efisiensi penghilangan BOD 96 %, COD 92,8 %, Total zat padat tersuspensi (SS) 98,8 %, Ammonia 76,2 % dandeterjen (MBAS) 78 %. Hasil anailasa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan seperti terlihat pada tabel berikut.

Hasil analisa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan.

No PARAMETER KONSENTRASIAIR LIMBAH

(mg/l)

KONSENTRASIAIR LOAHAN

(mg/l)

EFISIENSIPENGHILANGAN

(%)

1 BOD 419 16,5 96

2 COD 729 52 92,8

3 Total SS(suspendedsolids)

825 10 98,8

4 NH4-N 33,68 8 76,2

5 MBAS(deterjen)

12 2,6 78

6 pH 7,3 7,9 -

Catatan ; Setelah operasi berjalan 4 bulan.


29 of 30 10/8/2015 12:28 PM

VIII. PENUTUP

Berdasarkan hasil pengamatan selama lebih dari empat bulan opersi, pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem kombinasiproses biofilter Anaerob-Aerob mempunyai beberapa keunggulan antara lain yakni :

Efisiensi pengolahan cukup tinggi.Pengelolaannya sangat mudah.Biaya operasinya rendah.Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan relatif sedikit. (selama empat bulan operasi belum terjadi ekseslumpur.Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.Dapat menghilangan padatan tersuspensi (SS) dengan baik.Tahan terhadap perubahan beban pengolahan secara mendadak.

INFORMASI SELENGKAPNYA HUBUNGI :

Nusa Idaman Said, Haryoto Indriatmoko, Nugro Raharjo, Arie Herlambang

Kelompok Teknologi Pengelolaan Air Bersih dan Limbah CairDirektorat Teknologi LingkunganKedeputian Bidang Teknologi Informasi, Energi dan MaterialBadan Pengkajian dan Penerapan Teknologi

Jl. M.H. Thamrin No. 8, Jakarta PusatTelp. 3169769,3169770Fax. 3169760

Email : [email protected]


30 of 30 10/8/2015 12:28 PM

teknologi pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem biofilter anaerob-aerob

Documents