Post on 20-Jun-2015
BAB
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
2.1 Pengertian Limbah
Limbah pada dasarnya berarti suatu bahan yang terbuang atau dibuang
dari suatu sumber hasil aktifitas manusia maupun proses – proses alam, dan
tidak atau belum mempunyai nilai ekonomi bahkan dapat mempunyai nilai
ekonomi yang negative (Gintings, 1995).
Air limbah adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga
berasal dari industri, air tanah, air permukaan, serta buangan lainnya. Dengan
demikian air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum
(Sugiharto, 1987).
Menurut UU No. 23 / 1997 “Pengelolaan Lingkungan Hidup” dan PP
No. 18 / 1999 Jo. No. 85 / 1999 “Pengolahan Limbah B3”, limbah adalah suatu
sisa usaha atau kegiatan. Limbah juga dapat diartikan sebagai buangan yang
dihasilkan dari suatu proses produksi baik industry maupun domestic (rumah
tangga, yang lebih dikenal sebagai sampah), yang kehadirannya pada suatu saat
dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai
ekonomis.
Menurut SK Gubernur Jawa Timur No. 45 Tahun 2002, pengertian air
limbah adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri
atau kegiatan lainnya yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat
menurunkan kualitas lingkungan.
Kegiatan industri sering kali mengahasilkan limbah cair yang sullit
dihindari sebagai hasil sampingnya, sehingga perlu dilakukan upaya untuk
memperkecil dampak negative terhadap lingkungan, seperti kematian pada biota
air baik ikan dan tumbuhan air yang ada di dalamnya karena dapat menyebabkan
terganggunya ekosistem alam. Hal ini dapat terjadi karena pembuangan limbah
cair tersebut, yang dapat mengganggu jika langsung dibuang ke badan air karena
limbah tersebut mengandung asam, basa, dan bahan – bahan organik seperti
detergent, pupuk, pestisida yang berasal dari limbah pertanian, logam berat
misalnya : Cu, Mn, Hg, dan lain – lain. Oleh sebab itu perlu dilakukan
pengolahan terhadap limbah cair tersebut.
Tujuan utama dari pengelolaan air limbah adalah untuk mengurangi
COD, partikel tercampur, serta membunuh organism pathogen. Selain itu
SMK NEGERI 5 SURABAYA1
diperlukan tambahan pengolahan untuk menghilangkan bahan nutrisi, komponen
beracun, serta bahan lain yang tidak dapat digradasikan agar konsentrasi yang
ada menjadi rendah dan air limbah dapat memenuhi standart baku untuk air
bersih.
2.2 Jenis – Jenis Limbah Cair
2.2.1 Limbah Cair
Limbah cair adalah suatu cairan yang dihasilkan dari suatu proses atau
kegiatan. Adapun limbah itu sendiri dapat b erasal dari limbah industry dan
domestic. Jumlah air limbah tersebut yaitu dari industri, tergantung dari jenis
dan besar kecilnya industri dari derajat pengolahan air limbah yang ada.
2.2.2 Limbah Cair Domestik
Air limbah domestik terdiri dari : buangan manusia, buangan dapur,
tempat pencucian, dan kamar mandi.
Air limbah tersebut mengandung :
1. Padatan berukuran besar yang terapung dan tersuspensi, misalnya :
tinja
2. Padatan tersuspensi yang lebih kecil, misalnya : tinja yang hancur
sebagian
3. Padatan yang sangat halus adalah suspensi koloid, yaitu padatan
tersuspensi yang tidak dapat mengendap serta polutan dalam bentuk
larutan sejati, air limbah tersebut merupakan bahan berbahaya
terutama dalam jumlah besar.
2.2.3 Limbah Cair Industri
Limbah cair industri adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan
oleh usaha atau kegiatan industri yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat
menurunkan kualitas lingkungan ( Perda Provinsi Jatim No. 5 Tahun 2000 ).
2.3 Karakteristik Air Limbah
Karakteristik air limbah sangat penting untuk diketahui guna
menentukan cara pengolahan yang tepat. Karakteristik air limbah terdiri dari
karakteristik fisik, kimia, dan biologi (Metcalf dan Eddy, 1991).
Berikut ini akan dijelaskan beberapa macam karakteristik air limbah,
yaitu :
2.3.1 Karakteristik Fisik :
SMK NEGERI 5 SURABAYA2
a. Warna
Air limbah yang masih segar umumnya berwarna abu – abu dan
sebagian akibat dari penguraian senyawa – senyawa organic oleh bakteri,
maka air limbah menjadi hitam. Hal ini menunjukkan bahwa air limbah
berada pada keadaan septic (Metcalf dan Eddy, 1991).
Warna air limbah menunjukkan kekuatannya. Air limbah yang
masih baru berwarna abu – abu sedang limbah yang sudah basi atau
busuk berwarna gelap. Dalam hal ini warna sering digunakan oleh orang
awam untuk menilai keadaan air limbah, namun warna tidak
menunjukkan secara tegas bahaya yang dikandungnya (Mahida, 1984)
b. Bau
Bau dapat menunjukkan air limbah masih baru atau telah
membusuk. Bau – bauan busuk menyerupai bau Nitrogen Sulfida,
menunjukkan adanya air limbah yang busuk. Banyak bau yang tidak
sedap itu disebabkan karena adanya campuran nitrogen, sulfur, dan
fosfor, dan juga berasal dai pembusukan protein serta bahan organic lain
yang terdapat daalm air limbah. Namun bau yang paling menyengat
adalah bau yang berasal dari Hidrogen Sulfida. Bau dapat menunjukkan
konsentarasi yang sangat kecil dari suatu zat tertentu yang terkandung
dalam air limbah (Mahida, 1984).
c. Temperature
Pada umumnya temperature air limbah lebih tinggi daripada
temperature air minum. Hal ini disebabkan karena adanya penambahan
yang lebih panas dari pemakaian rumah tangga atau aktifitas – aktifitas
pabrik. Temperature air limbah member pengaruh kehidupan dalam air,
kelarutan gas, aktifitas bakteri, serta reaksi – reaksi kimia dan kecepatan
reaksi (Metcalf dan Eddy, 1991).
d. Total Padatan
Total padatan adalah zat – zat yang tertinggal sebagai residu
penguapan pada temperatur 1030C – 1050C. zat – zat yang hilang pada
tekanan uap tersebut tidak dapat didefinisikan sebagai total padatan
(Metcalf dan Eddy, 1991).
2.3.2 Karakteristik Kimia :
a. Senyawa Organik
Kira – kira 75% suspended solid dan 40% filterable solid dalam
air limbah merupakan senyawa – senyawa organic. Senyawa organic
tersebut berasal dari kombinasi karbon, hydrogen, dan oksigen, serta
SMK NEGERI 5 SURABAYA3
nitrogen dalam senyawa. Senyawa organic yang terdapat dalam air
limbah antara lain :
Protein : 40 – 60%
Karbohidrat : 25 - 50%
Lemak dan minyak : 10% (Metcalf dan Eddy, 1991)
b. Senyawa Anorganik
Konsentrasi senyawa organic dalam aliran air akan meningkat
karena formasi geologis sebelum dan selama aliran, maupun karena
penambahan limbah baru ke dalam aliran tersebut. Konsentrasi unsure
juga akan bertambah dengan proses penguapan alami pada permukaan
air dan akan meninggalkan unsure anorganik dalam air. Adapun
komponen – komponen limbah anorganik yang terpenting antara lain :
alkalinitas, klorida, nitrogen, fosfat, dan sulfat (Metcalf dan Eddy, 1991)
c. Gas – Gas
Gas –gas yang terdapat dalm air limbah yang belum diolah antara
lain : N2, O2, CO2, H2S, NH3, dan CH4. Dan ketiga gas yang disebut
pertama, terdapat dalam air limbah sebagai akibat dari adanya kontak
langsung air limbah dengan udara. Sedangakan ketiga gas yang terakhir
dari dekomposisi zat – zat organik oleh bakteri dalam air limbah
(Metcalf dan Eddy, 1991).
2.3.3 Karakteristik Biologi
Kelompok mikroorganisme terpenting dalam air limbah ada 2 macam,
yaitu :
Kelompok protista : terdiri dari protozoa
Kelompok tumbuh – tumbuhan : meliputi paku – pakuan dan lumut
Bakteri berperan penting dalam air limbah, terutama dalam proses
biologis, misalnya : trikling filter. Sedangkan protozoa dan air limbah
berfungsi untuk mengontrol ssemua bakteri sehingga terjadi keseimbangan.
Alga sebagai penghasil oksigen pada proses fotosintesis juga dapat
mengurangi nitrogen yang terdapat dalam air. Namun alga juga dapat
menimbulkan gangguan pada permukaan air karena alga dapat timbul
dengan cepat dan menutupi permukaan air pada kondisi yang
menguntungkan (sampai kedalam satu meter dibawah permukaan air, sangat
SMK NEGERI 5 SURABAYA4
efektif bagi pertumbuhan alga secara cepat), sehingga menyebabkan sinar
matahari tidak dapat menembus permukaan air.
2.4 Indikasi Pencemaran Air
Indikasi pencemaran air dapat kita ketahui baik secara visual maupun
pengujian.
1. Perubahan pH (tingkat keasaman atau konsentrasi ion hydrogen). Air normal
yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan memiliki pH netral dengan
kisaran nilai 6,5 – 7,5. Air limbah industri yang belum terolah dan memiliki
pH air sungai dan dapat mengganggu kehidupan organism didalamnya. Hal
ini akan semakin parah jika daya dukung lingkungan rendah. Limbah dengan
pH asam / rendah bersifat korosif terhadap logam.
2. Perubahan warna, bau dan rasa. Air normal dan air bersih tidak akan
berwarna, sehinggatampak bening / jernih. Bila kondisi air warnanya
berubah maka hal tersebut merupakan salah satu indikasi bahwa air
tercemar. Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat
bahwa air telah tercemar. Air yang berbau dapat berasal dari limmbah
industry atau hasil dari degradasi oleh mikroba. Mikroba yang hidup dalam
air akan mengubah senyawa organic mwnjadi bahan yang mudah menguap
dan berbau sehingga mengubah rasa.
3. Timbulnya endapan, koloid dan bahan terlarut. Endapan koloid dan bahan
terlarut berasal dari adanya limbah industry yang berbentuk padat. Limbah
industri yang berbentuk padat, bila tidak larut sempurna akan mengendap
didasar sungai dan yang larut sebagian akan menjadi koloid dan akan
menghalangi bahan – bahan organic yang sulit diukur melalui uji BOD
karena sulit didegradasi melalui reaksi biokomia, namun dapat diukur
melalui uji COD. Adapun pencemaran air pada umumnya terdiri dari:
1. Bahan buangan padat
2. Bahan buangan organik
3. Bahan buangan anorganik
Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara
kelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan air
limbah domestic maupun industri yang dibangun harus dapat
dioperasikan dan dapat dipelihara oleh masyarakat sekitar. Jadi
tekhnologi yang dipilih harus sesuai dengan kemampuan teknologi
masyarakat yang bersangkutan. Berbagai teknik pengolahan air buangan
untuk menyisihkan bahan polutan telah dicoba dan dikembangkan
SMK NEGERI 5 SURABAYA5
selama ini. Teknik – teknik pengolahan air buangan yang telah
dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode
pengolahan:
1. Pengolahan secara fisika
2. Pengolahan secara kimia
3. Pengolahan secara biologi
Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan
tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri – sendiri atau secara
kombinasi.
2.5 Bioremediasi
Bioremediasi adalah proses pembersihan lingkungan dari polutan kimia
dengan menggunakan organism hidup untuk mendegradasi materi berbahaya
menjadi subtansi yang lebih aman. Biremediasi memberikan hasil yang lebih
baik dibandingkan dengan jenis remediasi secara kimia.. karena remediasi kimia
dapat menimbulkan polutan ynag baru. Reaksi fundamental yang terjadi dalam
bioremediasi adalah reaksi redoks. Reaksi ini dapat terjadi secara aorob
(Thieman and Palladino, 2004)
Metode bioremediasi yang paling banyak digunakan adlah proses lumpur
aktif. Lumpur aktif adalah kumpulan massa bakteri. Proses lumpur aktif awalnya
hanya mengggunakan satu reactor aerobic untuk mendegradasi materi organic.
Sekarang telah dilakokan improvissasi menggunakan multi-reaktor yang terdiri
dari zona anaerobic, anoxic dan aerobic. Dalam birermediasi, control
mikroorganisme sangat penting karena merekalah yang menjadi subyek dalan
bioremediasi (Drysdale et al, 1990.
Bakteri yang paling umum dan efektif digunakan adalah indigenous
bacteriai yang secara alami dapat ditemukan dalam polutan. Terdapat beberapa
cara untuk meningkattkan keefektifan baktri – bakteri dalam melakukan
tugasnya dalam bioremeidiasi. Pertama adalah pemberian nutrient ( nutrient
enrichment ). Nutrient yang diberikan dapat berup sumber fosfat, nitrogen,
karbon atau oksigen. Peran dalam pemberian nutrient ini adalah menstimulasi
pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme. Kedua adalah bioaugmentasi
yang dilakukan dengan menambahkan bakteri ke lokasi pengolahan limbah
sehingga dapat membantu kerja dari indigenous bacteria dalam melakukan
degradasi limbah (Thieman and Palladino 2004).
Tahapan – tahapan dalam pengolahan limbah cair secara biologis adalah
sebagai berikut :
SMK NEGERI 5 SURABAYA6
a. Preliminary treatment (screening)
Limbah cair sering kali mengandung materi – materi yang mengapung
seperti kayu,kertas dan sebagainya. Materi – materi ini perlu disingkirkan
sebelum limbah memasuki system pengolahan karena materi – materi ini
dapat merusak mesin ( conntoh : aerator,pompa ) yang digunakan dalam
system pengolahan limbah
b. Sedimentasi primer
Limbah pada tahap ini telah terbebas dari solid berukuran besar dan
materi yang mengapung. Namun limbah ini masih mengandung partikel
tersuspensi yang ukurannya terentang antara 0,05 – 1 mm. partikel inilah
yang disebut dengan settleable solid. Peran dari sedimentasi primer ini
adalah untuk menghilangkan partikel ini. Tahap sedimentasi primer bukan
tahap yang harus ada atau esensia dalam system pengolahan limbah.
Walaupun demikian sedimentasi primer dapat mengurangi nilai BOD sampai
40%. Keuntungan lainnya meliputi penggunaan reactor yang klebih kecil
untuk tahap pengolahan limbah berikutnya (karena BOD telah berkurang)
sehingga dapat menghemat biaya operasi. Selain itu tahap sedimentasi
primer akan menyebabkan sedimentasi sekunder dapat dilakukan di tempat
yang lebih kecil.
c. Secondary treatment
Tahap ini adalah dimana degradasi secara biologis berlangsung. Limbah
dialihkan dengan reactor ke aerasi. Aerasi dapat dilakukan melalui dasar atau
permukaan reactor. Jika melalui dasar reactor berjalannya aerasi akan
ditunjukkan oleh adanya gelembung – gelembung udara akibat difusi udara
dari bawah ke atas.
d. Sedimentasi sekunder
Sedimentasi sekunder dilakukan pada clarifier. Tahap ini berperan
memisahkan sludge dari effluent hasil pengolahan limbah. Semakin dalam
tangki clarifier yang digunakan maka semakin banyak pula solid yang dapat
dipisahkan.
e. Klorinasi
Tahap ini adalah tahap akhir sebelum effluent hasil pengolahan dapat
dibuang ke lingkungan. Klorinasi berperan untuk membunuh
mikroorganisme yang tadinya berperan dalam bioremediasi. Dengan
demikian lingkungan tidak menerima berbagai jenis mikroorganisme yang
kemungkinan dapat mengacaukan ekosistem perairan yang bersangkutan
(Horan, 1990).
SMK NEGERI 5 SURABAYA7
2.6 Baku Mutu Limbah
Air limbah yang dihasilkan oleh proses industri memiliki beberapa
indikator yang perlu diuji kadarnya. Menurut surat keputusan Gubernur Jawa
Timur No. 45 Tahun 2000 tentang baku mutu limbah cair bagi industri atau
kegiatan industri lainnya di Jawa Timur. Parameter – parameter air limbah yang
diperiksa antara lain :
1. Setteable Solid (SS)
2. COD (Cemical Oxygen Demand)
3. DO (Disolved Oxygen)
4. TSS (Total Suspended Solid)
5. Sludge Volume Indeks (SVI)
6. pH
7. Anion Kation
2.7 Parameter Kualitas Air Limbah
Menurut Mulyadi (1984) untuk mengetahui kualitas atau karakteristik
limbah cair sebelum dan sesudah pengolahan, dapat ditentukan dengan
parameter – parameter sebagai berikut :
1. Parameter organik, meliputi : COD, DO, minyak, phenol, dan lain – lain.
2. Parameter anorganik, meliputi keasaman, logam, halogen, fosfat, nitrogen,
amoniak, nitrit, nitrat, dan lain – lain.
3. Parameter lain, meliputi : warna, kekeruhan, bau, rasa, temperature, TSS,
TDS.
4. Parameter biologis, meliputi : jenis – jenis mikroba.
2.8 Dampak Limbah
Sesuai dengan batasan air limbah yang merupakan benda sisa, maka air
limbah sudah tidak dipergunakan lagi. Akan tetapi, tidak berarti air limbah tidak
perlu diolah. Karena apabila limbah tidak dikelola dengan baik dan benar maka
akan menimbulkan gangguan tehadap lingkungan dan kehidupan yang ada.
Menurut Sugiharto (1987) menyatakan bahwa efek buruk dari air limbah dapat
menyebabkan terjadinya berbagai macam gangguan, antara lain :
1. Gangguan terhadap kesehatan
Sudah mebjadi suatu kenyataan bahwa air limbah sangat berbahaya
terhadap kesehatan manusia. Oleh karena itu, air limbah berfungsi sebagai
media pembawa penyakit seperti kolera, radang usus, hepatitis infektiosa,
SMK NEGERI 5 SURABAYA8
serta shistosomiasis. Air limbah sendiri mengandung banyak bakteri
pathogen penyebab iritasi, bau, dan warna, bahkan pada suhu yang tinggi
menimbulkan bahan – bahn lain yang mudah terbakar.
2. Gangguan terhadap komponen biotik
Banyak zat tercemar dalam air limbah mengakibatkan turunnya kadar
oksigen yang terlarut dalam air, sehingga menyebabkan kehidupan air yang
membutuhkan oksigen terganggu, bahkan kematian makhluk hidup dalam
air meningkat.
3. Gangguan terhadap keindahan
Banyak zat organik yang dibuang oleh perusahaan yang memproduksi
bahan organic seperti tapioca, maka setiap hari akan menghasilkan limbah
yang berupa bahan – bahan organic dalam jumlah yang besar. Ampas yang
berasal dari pabrik ini perlu dilakukan pengendapan terlebih dahulu sebelum
dibuang kesaluran air limbah, akan tetapi memerlukan waktu yang lama.
Selama waktu tersebut maka air limbaha mengalami proses pembusukan dari
zat organic yang ada didalam, sehingga menimbulkan bau yang sangat
menusuk hidung. Selain itu juga menimbulkan gangguan keindahan tempat
disekitar tumpukan ampas tersebut.
4. Gangguan terhadap kerusakan benda.
Apabila air limbah mengandung gas carbondioksida yang agresif, maka
akan mempercepat proses karat pada benda yang terbuat dari besi serta
bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya benda tesebut maka
biaya pemeliharaan semakin besar, yang akan menimbulkan kerugian
material. Selain carbondioksida agresif air limbah yang berkadar pH rendah
atau tinggi akan menimbulkan kerusakan pada benda – benda yang lainnya.
Lemak merupakan sebagian besar komponen air limbah yang mempunyai
sifat menggumpal pada suhu udara normal, dan akan berubah cair pada suhu
panas. Lemak yang berupa cairan pada saat dibuang ke saluran air limbah
akan menumpuk secara komulatif pada saluran tersebut Karen alemak
mengalami pendinginan dan lemak akan menempel pada dinding saluran
sehingga menimbulkan penyumbatan. Selai itu lemak yang menempel akan
mengakibatkan kebocoran pada saluran limbah.
2.9 Analisa laboratorim
Kegiatan didalam laboratorium antara lain menganalisa limbah di IPAL
PT.SIER (Persero) yang berasal dari seluruh pabrik yang berada dikawasan
Rungkut dan Berbek industry.
SMK NEGERI 5 SURABAYA9
Kegiatan rutin laboratorium yaitu menganalisa sample yang diambil dari
tiga tempat yaitu influent, oferflow primary settling (ops) dan effluent yang
selanjutnya akan dianalisa berdasarkan parameter – parameter sebagai berikut:
1. TSS (Total Suspended Solid)
2. SS (Settleable Solid)
3. DO (Dissolved Oxigen)
4. COD (Cemycal Oxigen Demand)
5. Analisa anion kation
6. Transparansi
7. pH
SISTEM PENGOLAHAN AIR LIMBAH
DI IPAL PT. SIER (PERSERO) SURABAYA
5.1 MANAJEMEN PENGOLAHAN AIR LIMBAH
Manajemen pengoalahn limbah ini bertujuan untuk mendukung kelancaran
proses produksi. Manajemen pengolahan limbah di PT. IPAL SIER (Persero) terbagi
menjadi dua kelompok yaitu : manajemen pengolahan limbah yang dilaksanakan di
pabrik dan manajemen limbah di kawasan industri.
1. MANAJEMEN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI PABRIK
Pengolahan limbah di pabrik dilaksanakan oleh pengelola pabrik yang
bersangkutan dengan harapan agar dapat meminimalisasi ongkos pengelolaan limbah
yang harus dibayarkan ke PT. IPAL SIER (Persero) selaku pihak pengelola. Manajemen
ini didasarkan pada ketentuan yang telah ditetapkan oleh pihak pengolah. Penetapan
tersebut meliputi, pengolahan fasilitas IPAL (sesuai dengan peraturan pemerintah yaitu
Kepres Nomor 53/1989). Untuk dapat mengelola fasilitas IPAL, perusahaan harus
mempunyai kemampuan teknik dan managerial yang memadai, yaitu untuk memenuhio
persyaratan pengelolahan yang efisien serta secar teknis memiliki kemampuan teknologi
untuk mengelola limbah sesuai batasan air buangan akhir yang diisyaratkan.
Pengelolahan fasilitas yang dilakuakan oleh pabrik adalah pengelolahan yang
terdapat di dalam kawasan pabrik itu sendiri, misalnya saluran yang menghubungkan
SMK NEGERI 5 SURABAYA10
pembuangan limbah di dalam pabrik dengan bak control dan saluran air limbah ke PT.
IPAL SIER (Persero) dan saluran air hujan yang ada di lingkungan pabrik itu sendiri.
Untuk mencapai tujuan manjemenpengelolahan limbah, tiap – tiap pabrik di
kawasan industry menerapkan metode yang tidak sama, meskipun demikian pada
dasarnya mempunya tujuan yang sama yaitu melakukan mpengolahan awal terhadap
limbah yang belum memenuhi syarat untuk masuk ke PT. IPAL SIER (Persero).
2. MANAJEMEN PENGOLAHAN LIMBAH DI KAWASAN INDUSTRI
Manajemen pengolahan limbah di kawasan industry dibagi menjadi 2 kelompok
kegiatan yaitu : sanitasi dan pengolahn limbah yang berasal dari seluruh kawasan
industry.
Untuk mendukung kelancaran proses dikenakan biaya pemeliharaan dan operasi
dari system pengolahan limbah yang dikenal dengan istilah BPO kepada semua pabrik
yang ada di kawasan industry yang dikeloal oleh PT. IPAL SIER (Persero) sesuai
dengan Pasal 11 surat perjanjian sewa – menyewa pabrik dan Pasal 8 surat perjanjian
sewa – menyewa SUIK. BPO ini berlaku selama 1 tahun dan diadakan peninjauan
kembali setiap tahun.
Penentuan besarnya BPO yang harus dibayar oleh tiap pabrik didasarkan pada :
1. Besarnya beban polusi air (limbah yang dibuang ke saluran air limbah PT. IPAL
SIER (Persero))
2. Besarnya volume atau debit air limbah di pabrik.
5.2 SUMBER AIR LIMBAH
Sumber air limbah yang diolah di PT. IPAL SIER (Persero) berasal dari seluruh
pabrik dan perkantoran yang berada di kawasan Rungkut dan Brebek. Jumlah pabrik
dan perkantoran yang membuang air limbah di PT. IPAL SIER (Persero) sebanyak 393
perusahaan. Nama – nama perusahan tersebut dapat dilihat pada lampiran.
Sumber air limbah yang masuk ke PT. IPAL SIER (Persero) Surabaya beraneka
ragam. Air limbah yang masuk ke IPAL berasal dari berbagai jenis industry diantaranya
:
a. Industry kayu dan rotan
b. Industry plastic
c. Industry logam
d. Industry kimia
e. Industry makanan dan minuman
f. Industry tembakau
g. Industry tekstil
SMK NEGERI 5 SURABAYA11
h. Industri karet
i. Industry penyamakan kulit
5.3 PERSYARATAN AIR LIMBAH
Air limbah sebelum masuk ke saluran air limbah yang ada di PT. IPAL SIER
(Persero) maka tiap – tiap industry harus memenuhi semua persyaratan yang telah
ditetapkan oleh pihak PT. IPAL SIER (Persero). Hal ini dilakukan agar tidak
merusak saluran, mesin, dan peralatan yang ada di PT. IPAL SIER (Persero),
dimana persyaratan dan ketentuan untuk karakteristik air limbah tersebut dibuat
menyesuaikan dengan design bangunan pengolahan air limbah di PT. IPAL SIER
(Persero). Ketentuan itu dapat diuraikan sebagai berikut :
a. Ketentuan umum
Bahan yang dilarang dibuang ke dalam system saluran air limbah kawasan
industry yang dikelola PT. SIER (Persero) antara lain :
Air hujan, air tanah, air dari talang, air dari pekarangan.
Kalsium karbida
Bahan yang mudah terbakar
Cairan, zat padat dan gas yang karena jumlahnya sudah cukup untuk
dapat menimbulkan kebakaran atau ledakan yang dapat menyebabkan
kerusakan system saluran air limbah.
Bahan baku yang karena kondisinya sendiri atau penggabungan atau
reaksi elemen dengan air limbah lainnya dapat menimbulkan gas, uap,
bau, atau bahan semacamnya yang dapat membahayakan kehidupan
masyarakat.
Ragi, ter, aspal, minyak mentah, minyak pelumas, solar, karbon
disulfida, hidro sulfida, poli sulfida.
Bahan radioaktif.
Semua limbah yang dapat menimbulkan pelapisan keras, atau endapan di
dalam system saluran air limbah.
Limbah yang mengandung bahan pewarna yang tidak dapat diolah secara
biologis.
Bahan yang dapat merusak atau mengganggu mesin maupun peralatan
yang terpasang dalam saluran dan system pengolahan air limbah.
Pestisida, fungisida, herbisida, insektisida, radentisida, fumigans.
Limbah padat.
b. Ketentuan khusus
SMK NEGERI 5 SURABAYA12
Secara khusus, air limbah yang boleh dibuang ke system saluran air limbah PT.
IPAL SIER (Persero) tiidak boleh melebihi standart yang telah ditetapkan, yaitu
yang tercantum pada table berikut :
N0.N0. PARAMETER FISIKAPARAMETER FISIKA Kode Kode Nilai Nilai Satuan Satuan
1.11.1 SuhuSuhu 4040 CelsiusCelsius
1.21.2 Jumlah Padatan TerlarutJumlah Padatan Terlarut TDSTDS 20002000 Mg/ lMg/ l
1.31.3 Jumlah Padatan TersuspensiJumlah Padatan Tersuspensi TSSTSS 400400 Mg/ lMg/ l
1.41.4 WarnaWarna 300300 Pt.Co Pt.Co Scala Scala
NO.NO. PARAMETER KIMIAPARAMETER KIMIA KodeKode NilaiNilai Satuan Satuan
2.12.1 Biological Oxygen DemandBiological Oxygen Demand BODBOD 15001500 Mg/ lMg/ l
2.22.2 Chemical Oxygen DemandChemical Oxygen Demand CODCOD 30003000 Mg/ lMg/ l
2.32.3 Derajat KeasamanDerajat Keasaman pHpH 6 – 96 – 9
2.42.4 AmoniaAmonia NH3NH3 2020 Mg/ lMg/ l
2.52.5 DeterjenDeterjen MBASMBAS 55 Mg/ lMg/ l
2.62.6 PhenolPhenol 22 Mg/ lMg/ l
2.72.7 FluoridaFluorida FF 3030 Mg/ lMg/ l
2.82.8 KloridaKlorida ClCl 500500 Mg/ lMg/ l
2.92.9 Minyak & LemakMinyak & Lemak 3030 Mg/ lMg/ l
2.102.10 NitratNitrat NO3NO3 5050 Mg/ lMg/ l
2.112.11 NitritNitrit NO2NO2 55 Mg/ lMg/ l
2.122.12 Sisa KlorSisa Klor Cl2Cl2 11 Mg/ lMg/ l
2.132.13 SulfatSulfat SO4SO4 500500 Mg/ lMg/ l
2.142.14 SulfidaSulfida SS 11 Mg/ lMg/ l
NO.NO. I T E M KIMIAI T E M KIMIA KodeKode NilaiNilai SatuanSatuan
2.152.15 ArsenArsen AsAs 11 Mg/ lMg/ l
2.162.16 BariumBarium BaBa 55 Mg/ lMg/ l
2.172.17 BesiBesi FeFe 3030 Mg/ lMg/ l
2.182.18 KadmiumKadmium CdCd 11 Mg/ lMg/ l
SMK NEGERI 5 SURABAYA13
2.192.19 Kobalt Kobalt CoCo 11 Mg/ lMg/ l
2.202.20 Krom HeksavalenKrom Heksavalen CrCr 22 Mg/ lMg/ l
2.212.21 ManganMangan MnMn 1010 Mg/ lMg/ l
2.222.22 NikelNikel NiNi 22 Mg/ lMg/ l
2.232.23 Air RaksaAir Raksa HgHg 0,0050,005 Mg/ lMg/ l
2.242.24 SeleniumSelenium SeSe 11 Mg/ lMg/ l
2.252.25 SengSeng ZnZn 55 Mg/ lMg/ l
2.262.26 TembagaTembaga CuCu 55 Mg/ lMg/ l
2.272.27 TimbalTimbal PbPb 33 Mg/ lMg/ l
2.282.28 SianidaSianida CNCN 11 Mg/ lMg/ l
Jika air limbah akan dibuang oleh suatu industry ke system saluran air limbah ke
PT. IPAL SIER (Persero) melebihi standart. Maka industry tersebut wajib
menggunakan pengolahan pendahuluan (pretreatment) sebelum air limbahnya masuk ke
saluran tersebut. Standart limbah yang masuk ke PT. IPAL SIER (Persero) telah
dicantumkan seperti pada lampiran.
5.4 INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH
5.4.1Bangunan pengolahan air limbah dan spesifikasinya
Berikut ini akan diuraikan mengenai : fungsi, kapasitas, spesifikasi, utilitas
penunjang masing – masing bangunan pengolahan air limbah yang ada di PT. IPAL
SIER (Persero).
1. Sumur pengumpul
Sumur pengumpul ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air limbah
yang bersunber dari semua industri –industri di kawasan PT. IPAL SIER (Persero).
Namun, air limbah atau air buangan dari setiap industry harus memenuhi standar yang
telah ditentukan oleh PT.IPAL SIER (Persero). Sumur ini berbentuk lingkaran (circular)
dengan diameter 5 m dan kedalaman ± 8 m. sumur ini terbagi menjadi dua bagian yang
dibatasi oleh beton setebal 30 cm,kedua bagian tersebut adalah :
Dua buah pipa yang besarnya masing – masing 400 mm dan 600 mm yang
berfungsi sebagai saluran buangan industry dan perkantoran.
Dua buah rel yang terpasang pada dinding sumur dan papan yang terbentang ±
4 m yang digunakan sebagai pijakkan petugas yang akan membersihkan sumur.
SMK NEGERI 5 SURABAYA14
Saringan kasar yang terpasang pada piapa induk dan berfungsi untuk menahan
benda –benda besar yang masuk dalam sumur basah seperti : kayu, plastic,
kaleng, dan lain – lain.
Debit yang masuk ke sumur pengumpul ini ±8000 l/hari. Jumlah debit yang masuk
tergantung pada aktifitas perkantoran dan pabrik disekitar PT. IPAL SIER (Persero).
Dalam sumur pengumpul limbah cair akan mengalami homogenisasi sehingga pada saat
dialirkan ke proses selanjutnya akan mempunyai kondisi dan beban pencemaran yang
sama. Limbah cair di sumur pengumpul ini dipompa menggunakan pompa sentrifugal
dengan debit 60 l/ detik.
Gambar : Sumur pengumpul
Pada sumur ini diambil sample influent limbah cair untuk diteliti di dalam
laboratorium untuk diketahui jumlah COD, DO, dan lain – lain. Hal tersebut dilakukan
karena limbah cair yang masuk ke dalam PT. IPAL SIER (Persero) harus memenuhi
standart yang telah ditentukan.
2. Sumur kering
Sumur yang ada di IPAL adalah sumur yang sering disebut dengan rumah pompa.
Perlu kita ketahui bahwa di dalam rumah pompa tersebut ada 4 pompa yang
berfungsi membantu jalannya pengolahan limbah yang ada dii IPAL. Pompa tersebut
adalah pompa centrifugal yang secara otomatis dapat bekrja dengan sendirinya dengan
level control untuk memompa air limbah ke bak pengendap pertama (primary settling
tank).
Pompa ini masing –masing dapat bekerja dalm mengalirkan air limbah dengan debit
60 liter/dt. Dan peralatan yang digunakan di rumah pompa ini antara lain :
Crane untuk mengangkat
SMK NEGERI 5 SURABAYA15
Vertical centrifugal pump untuk pemomopaan air limbah.
Secara keseluruhan sumur pengumpul ini mempunyai fungsi sebagai berikut :
a.Sebagai tempat penampung sementara dari limbah industry di kawasan PT. IPAL
SIER (Persero) Surabaya. Sumur ini mampu menampung buangan industry dan
perkantoran dengan debit sebesar 10.000 m3/hari. Limbah yang terkumpul
disumur pengumpul ini dialirkan secara otomatis oleh pompa sentrifugal
(centrifugal pump) berdasarkkan level control menuju bak pengendap pertama
(primary settling tank).
b.Pembersihan sampah –sampah atau kotoran yang mengapung dilakukan secara
manual oleh operator melalui dua buah rel (jet savelling/ crame)
c.Pada sumur pengumpul ini juga terjadi proses homogenesis air limbah yaitu
pemerataan.
3. Bak pengendap pertama (primary settling tank)
Bak pengendap pertama atau settling tank mempunyai fungsi umum yaitu :
Mengendapkan pertikel – partikel terutama zat padat tersuspensi secara gravitasi
Penyaringan kotoran terapung
Sebagai tempat homogenisasi air limbah sebelum masuk ke oxidation ditch.
Pemerataan beban hidrolisis dan organic sehingga tidak akan terjadi shock
loading pada proses selanjutnya akibat flokulasi beban.
Bak pengendap pertama berbentuk persegi panjang yang dilengkapi dengan buffle
serta tiga bak kecil yang memiliki fungsi tertentu.
Gambar : Primary Sattling Tank
Bak pengendap pertama ini dilengkapi dengan :
SMK NEGERI 5 SURABAYA16
- Meter air yang dihubungkan dengan baling – baling yang fungsinya untuk
mengetahui debit air (influent) dengan jelas.
- Penyekat (skimmer) yang mempunyai ketebalan 80 cm, berjumlah dua buah dan
terpasang secara simetris. Alat ini digunakan untuk menghalangi benda – benda
yang terapung agar tidak masuk ke tahap slanjutnya, misalnya : plastic, busa
deterjen, minyak dan partikel terapung lainnya. Dan kemudian dibelokkan ke
selokan dan di alirrkan ke bak floating (floating tank) ini benda – benda
tterapung tersebut akan diambil secara mekanik sedangkan air yang berada
dibawah akan dialirkan kedalm oxidation ditch.
- Pompa yang dipasang pada bagian bak besar (bak pengendapp pertama) yang
berfungsi untuk mengalirkan partikel terapung lumpur hasil dari pengendapan
ke bak penampung partikel – partikel terapung ini dilengkapi dengan saluran air
yang berbentuk selokan (parit) sehingga aliran air limbah dapat berjalan mudah
dan lancar sehingga operator mudah mengontrolnya
- Lumpur hasil pengendapan dibawa ke bak pengering lumpur (sludge drying bed)
Factor – factor yang mempengaruhi di bak pengendap pertama :
a. Berat jenis padatan
Mekanisme pengendapan pada bak pengendap pertama adalah dengan
gaya gravitasi dengan berdasarkan berat jenis padatan yang tersuspensi pada air
limbah. Dimana padatan yang tersuspensi tersebut yang berat jenisnya lebih
besar daripada air maka akan mengendap,sedangkan yang lebih kecil akan
terapung.
b. Waktu detensi
Karena mekanisme pada bak pengendap pertama dengan menggunakan
gaya gravitasi maka diperlukan waktu detensi yang terbaik untuk dapat
mengendapkan padatan. Diperolehb waktu optimal detensi adalah 2 – 3 jam,
karena jika waktu terlalu lama akan terjadi pembusukan yang menimbulkan bau
busuk. Sedangkan waktu detensi 1 – 1,5 jam akan terjadi penurunan :
- BOD : 25% - 40%
- Suspended Solid : 60% - 65%
- Bahan Organik : 35% - 40%
c. Laju air
Kecepatan air yang deras akan dihasilkan waktu detensi yang kecil maka
didapatkan proses pengendapan yang kurang baik, sedangkan pada aliran yang
kecil mengakibatka waktu detensi yang lama akan menimbulkan pembusukan
pada bak pengendapan pertama.
d. Kecepatan pengendapan
SMK NEGERI 5 SURABAYA17
e. Efisiensi pemisahan suspended solid
Spesifikasi bak pengendapan pertama (primary settling tank) :
- Panjang : + 40 m
- Lebar : + 10 m
- Kedalaman : + 1,6 – 3 m
Dalam bak pengendap pertama dilakukan pembersihan benda – benda
terapung (floating material) secara manual (menggunakan tenaga manusia).
Benda – benda tersebut antara lain : plastik dan kayu yang ikut masuk ke dalam
aliran air limbah. Pemisahan partikel kasar dilakukan dengan gaya grafitasi. Di
sini partikel – partikel yang mengendap akan dialirkan ke dalam sludge drying
bed.
Pada bak ini juga diambil sample untuk meneliti kandungan BOD, COD,
dan lain – lain sebagai overflow primary settling (OPS).
4. Parit oksidasi (oxidation ditch)
Pada oxidation ditch ini, air limbah diolah secara biologis dengan bantuan
mikroorganisme pengurai air limbah, sehingga dibutuhkan oksigen untuk aktivitas
organisme dalam menguraikan bahan organic dalam air limbah. Kebutuhan oksigen
diperoleh dari proses aerasi dengan menggunakan Mammoth Rotor.
Gambar : Oxidation Ditch
Oxidation ditch ini berbentuk parit melingkar memenjang yang berjumlah 4
buah. Oxidation ditch ini mampu mengolah air limbah sebanyak 9000 m3/hari.
Oxidation ditch ini memiliki tepian permukaan kolam yang kasar serta dilapisi dengan
batu kali sebagai tempat menempelnya mikroorganisme.
SMK NEGERI 5 SURABAYA18
Pada setiap unit oxidation ditch dilengkapi dengan unit mammoth rotor yang
berfungsi untuk mengaduk limbah sehingga dapat diperoleh oksigen yang cukup untuk
proses pengolahan.
Pada oxidation ditch ini harus diteliti kadar lumpur yang masuk ke dalam bak
oksidasi karena jika terlalu banyak ataupun terlalu sedikit lumpur yang ada maka proses
pengolahan tidak akan berjalan dengan baik.
5. Distribution box
Di dalam bak pembagi ini lumpur aktif yang masih tercampur dengan air limbah
dari oxidation ditch akan dibagi menjadi dua bagian. Satu bagian akan dialirkan ke bak
pengendap kedua (clarifier) dan satu bagian lagi akan dialirkan kedalam oxidation ditch
(di recycle) sebesar 30% dari total lumpur yang masuk ke bak pembagi (distribution
box).
Gambar : Bak pembagi (Distribution Box)
Lumpur aktif dikembalikan ke oxidation ditch dengan bantuan return sludge
pump tipe screw pump conveyor, sedangkan air limbah dan lumpur aktif yang dialirkan
menuju bak pengendap kedua dilakukan dengan menggunakan prinsip perbedaan
tekanan yaitu prinsip perbedaan diameter dua buah pipa (yaitu pipa menuju secondary
clarifier dan pipa menuju distribution box).
Fungsi dari bak ini adalah
Sebagai tempat penampung sementara air limbah dari oxidation ditch sebelum
masuk ke secondary clarifier.
Sebagai pembagi lumpur aktif yang akan dialirkan ke secondary clarifier yang
akan dikembalikan ke oxidation ditch.
Bak ini dilengkapi dua pompa yang berfungsi submersible yang berfungsi
mengalirkan lumpur yang akan dibuang ke bak pengering lumpur dan srew pump yang
berfungsi untuk mengembalikan lumpur ke oxidation ditch sebagai return sludge.
SMK NEGERI 5 SURABAYA19
Spesifikasi pompa adalah :
a. Screw pump
- Daya : 17 KW
- Frekuensi putaran : 50 Hz
- Kapasitas : 60 m3/menit
b. Submersible pump
- Daya : 3,75 KW
- Frekuensi putaran : 50 Hz
- Kapasitas : 50 m3/ menit
Spesifikasi bak distri busi adalah :
- Panjang : 7,2 m
- Lebar : 4 m
- Kedalaman : 3 m
6. Bak pengendap kedua (secondary clarifier)
Bak pengendap kedua ini berfungsi sebagai pengendap lumpur yang terkandung
dalam air limbah setelah melewati proses oksidasi sehingga air menjadi bersih untuk
dibuang ke sungai. Pada bak pengendap kedua ini dilengkapi dengan alat pengeruk
lumpur atau scrapper. Alat ini berbentuk jembatan (scrubber bridge) yang mampu
membentang dari arah tengah bak seperti jari – jari lingkaran yang mampu mengintari
bak.
Gambar : bak pengendap II (secondary claryfier)
Alat ini biasanya digerakkan oleh motor listrik dengan daya 0,25 KW dan
frekuensinya 50 Hz. Gerakan pada alat ini sangat lambat dikarenakan untuk mencegah
terjadinya gelombang pada air saat pemutaran. Gelombang air akan dapat mengganggu
pengendapan (sedimentasi).
Spesifikasi dari bak pengendap kedua ini antara lain ;
SMK NEGERI 5 SURABAYA20
Bentuk : cicular
Jumlah : 2 buah
Diameter : 21 m
Kemiringan dasar (slope) : 1,24
Kedalaman tepi : 2,5 m
Kedalaman tengah : 3 m
Kecepatan pelimpahan air : 0,7 m3/jam
Bak pengendapan kedua ini memiliki dua bagian yaitu :
a. Bagian dasar yang memiliki lengkungan yang berfungsi sebagai tempat
penampungan lumpur serta sekaligus meninggikan tekanan air sehingga lumpur
tersebut dapat dialirkan secara alami ke bak distribusi dengan menerapkan
hukum bejana yang didasarkan akan perbedaan tekanan.
b. Bagian tengah bak dimana terdapat pipa dengan diameter 5 m dengan panjang
2,5 m yang berfungsi seperti buffel berfungsi sebagai pencegah aliran putaran
olahan yang berasal dari bak pendistribusi yang masuk ke bak ini.
7. Bak pengering Lumpur (sludge drying bed)
Bak ini berbentuk persegi panjang yang memiliki dasar kemiringan. Bak ini
dilengkapi pasir kasar, pasir halus dan batuan sebagai penyaring. Pasir ini harus terus
diisi saat pengerukan limbah cair karena jumlahnya akan terus berkurang pada saat
pengerukan. Pengeringan di bak ini dilakukan dengan bantuan dari sinar matahari
langsung.
Di IPAL PT. SIER (Persero) Surabaya terdapat 2 jenis bak pengering yaitu:
Bak pengering Primer yang berfungsi untuk mengeringkan lumpur yang berasal
dari bak pengendap pertama.
Bak pengering sekunder yaitu bak pengering yang digunakan untuk
mengeringkan lumpur yang berupa return sludge dari bak pembagi.
SMK NEGERI 5 SURABAYA21
SMK NEGERI 5 SURABAYA22