ANALISIS DIMENSI INSTALASI PENGOLAHAN AIR

LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT PT PERKEBUNAN

NUSANTARA IV UNIT PULU RAJA

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan

Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI

Pendidikan Program Diploma III

Oleh

Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting NIM 1505021056 NIM 1505021085

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

JURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2018

LEMBAR PERSETUJUAN

Yang bertanda tangan di bawah ini, Dosen Pembimbing Tugas Akhir menyatakan

bahwa laporan Tugas Akhir dari:

Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting

NIM 1505021056 NIM 1505021085

dengan judul:

“ANALISIS DIMENSI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI

KELAPA SAWIT PT PERKEBUNAN NUSANTARA IV UNIT PULU RAJA”

telah selesai diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam sidang

pertanggungjawaban laporan Tugas Akhir.

Medan, September 2018

Disahkan oleh,

Dosen Pembimbing Tugas Akhir,

Drs. DAULAT PANGGABEAN, S.T., M.T.

NIP: 19580903 198603 1 002

LEMBAR PENGESAHAN

Yang bertanda tangan di bawah ini Tim Penguji, Kepala Program Studi, dan

Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan menyatakan bahwa Tugas

Akhir dari:

Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting

NIM 1505021056 NIM 1505021085

Dengan judul:

“ANALISIS DIMENSI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI

KELAPA SAWIT PT PERKEBUNAN NUSANTARA IV UNIT PULU RAJA”

telah selesai diujikan dalam sidang pada tanggal 28 Agustus 2018 oleh panitia

penguji:

Medan, September 2018

Disahkan oleh:

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Politeknik Negeri Medan,

Ketua Penguji,

Ir. SAMSUDIN SILAEN, M.T.

NIP: 19620204 198903 1002 DARMAN F SARAGIH , Dipl.lng., M.T.

NIP 19611106 199702 1 001

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan pengetahuan, pengalaman, kesehatan

serta kesempatan kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir

ini dengan baik dan tepat pada waktunya.

Laporan yang berjudul “Analisis Dimensi Instalasi Pengolahan Air

Limbah Industri Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pulu Raja”

ini dibuat untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil

Pendidikan Program Diploma III. Pada laporan ini penulis akan membahas apa saja

yang telah dilakukan oleh penulis selama melaksanakan pengambilan data guna

menyelesaikan laporan Tugas Akhir di kantor PTPN IV Unit Pulu Raja dengan tujuan

mengetahui sistem saluran pembuangan air limbah dan bak penampungan ponding

sistem.

Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis telah mendapatkan

bimbingan, bantuan serta dukungan dari berbagai pihak baik itu dukungan secara

spiritual, mental dan tentunya masukan informasi yang sangat berguna. Oleh sebab

itu penulis menyampaikan ucapan terimakasih dalam bentuk tulisan kepada semua

pihak yang telah membantu penulis dalam melaksanakan Tugas Akhir dan

menyelesaikan laporan ini.

Penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

1. Bapak M. Syahruddin, ST.,M.T. Direktur Politeknik Negeri Medan;

2. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T. Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri

Medan;

3. Bapak Drs. Syarifuddin H., M.T. Kepala Program Studi Diploma III Jurusan

Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan;

4. Bapak Drs. Daulat Panggabean, S.T., M.T. dosen pembimbing yang telah

membantu memberikan bimbingan khusus, pengarahan dan motivasi dalam

penyelesaian laporan Tugas Akhir ini;

5. Bapak Enerdy Endang, S.T., selaku pembimbing di lapangan;

6. Seluruh pegawai dan staff PTPN IV Unit Pulu Raja yang telah banyak membantu

dengan memberikan data-data yang penulis butuhkan;

7. Teristimewa kepada Orang tua kami tercinta yang telah memberikan Doa dan

nasehat-nasehat selama pengerjaan tugas akhir ini sehingga saya dapat

menyelesaikan pendidikan Diploma III di Politeknik Negeri Medan;

8. Teman – teman terkhususnya Noni Anggarini, Hardianti Suci Alvisyahri,

Mutiara Balqis, Risa Lifzana br Barus dan Calista br. Sembiring yang selalu

bersama saat duka maupun suka;

9. Rekan-rekan seperjuangan di Politeknik Negeri Medan khususnya Teknik Sipil

6B.

Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya penulis dan dapat di

pertanggung jawabkan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun demi kesempurnaan laporan ini.

Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca

terutama di bidang Teknik Sipil. Terima kasih.

Medan, Agustus 2018

Hormat Penulis,

Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting

NIM : 1505021056 NIM : 1505021085

DAFTAR ISI

SAMPUL ................................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... ii

ABSTRAK ............................................................................................................... iv

ABSTRACT .............................................................................................................. v

KATA PENGANTAR ............................................................................................ vi

DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xii

DAFTAR TABEL .................................................................................................... xiii

DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL .............................................................. xiv

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

A. Latar Belakang ................................................................................................. 1

B. Tujuan Penulisan .............................................................................................. 2

C. Manfaat Penulisan ............................................................................................ 2

D. Rumusan Masalah ........................................................................................... 3

E. Pembatasan Masalah ........................................................................................ 3

F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan danPenulisan Laporan Tugas Akhir.............. 3

BAB II TINJAUAN UMUM MENGENAI PERUSAHAAN ................................. 5

A. Sejarah Singkat Perusahaan ............................................................................. 5

B. Visi dan Misi PT.Perkebunan Nusantara IV ................................................... 7

1. Visi PT.Perkebunan Nusantara IV .............................................................. 7

2. Misi PT.Perkebunan Nusantara IV .............................................................. 7

C. Logo Perusahaan .................................................................................... 8

D. Struktur Organisasi Perusahaan ....................................................................... 9

BAB III TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 12

A. Umum ............................................................................................................ 12

1. Peraturan Perundangan yang Mengatur Pengolahan Lingkungan

Pabrik Kelapa Sawit ....................................................................................... 13

B. Sumber Asal Air Limbah ............................................................................... 14

1. Limbah industri .......................................................................................... 14

C. Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit ............................................ 15

1. Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit........................................ 16

2. Teknologi Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) ..... 16

3. Pemeliharaan Kolam Limbah .................................................................. 17

D. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) ...................................................... 17

E. Proses Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) .................. 18

1. Fat-Pit ...................................................................................................... 19

2. Deoling Pond ........................................................................................... 20

3. Seeding Pond ........................................................................................... 20

4. An Aerobik Pond ..................................................................................... 21

5. Aerobik Pond........................................................................................... 24

6. Final Pond ............................................................................................... 25

7. Land Application ..................................................................................... 26

F. Analisa Data ................................................................................................... 27

G. Garis Tenaga dan Garis Tekanan pada Pipa .................................................. 27

1. Pipa Hubungan Seri .............................................................................. 28

2. Pipa dan pompa ..................................................................................... 31

H. Tinjauan Hidrolika Aliran dalam Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) . 32

1. Aliran Melalui Pipa ................................................................................. 32

2. Kehilangan Tenaga Akibat Gesekan Pipa ............................................... 32

3. Kehilangan Tenaga Sekunder Terhadap Pipa ......................................... 37

4. Kehilangan Tenaga pada Belokan .......................................................... 38

5. Tinggi Jagaan (Free Board) ..................................................................... 39

6. Bilangan Reynold ................................................................................... 40

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................................... 42

A. Analisis Dimensi Instalasi Pengolahan Air Limbah ...................................... 42

1. Deoling Pond ........................................................................................... 42

2. Seeding Pond ........................................................................................... 43

3. An Aerobik Pond Primer ......................................................................... 45

4. An Aerobik Pond Sekunder .................................................................... 47

5. Aerobik Pond........................................................................................... 48

6. Final Pond ............................................................................................... 49

B. Pembahasan .................................................................................................... 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 57

A. Kesimpulan ................................................................................................... 57

B. Saran ............................................................................................................ 58

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Bukti Pembekalan

Lampiran 2 Kartu Bimbingan Mahasiswa

Lampiran 3 Formulir Revisi

Lampiran 4 Formulir Bebas Revisi

Lampiran 5 Surat Permohonan Permintaan Data

Lampiran 6 Surat Pengantar dari PTPN IV Pusat

Lampiran 7 Surat Izin Riset dari PTPN IV Unit Pulu Raja

Lampiran 8 Laporan LKCS Triwulan : 1 tahun 2018

Lampiran 9 Denah Ponding Sistem PKS Pulu Raja

Lampiran 10 Lay Out Unit Pengolahan Limbah PTPN IV Kebun Pulu Raja

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Logo Perusahaan PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) ...... 8

Gambar 2.2 Strutur Organisasi PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) ...... 11

Gambar 3.1 Alur Pengolahan Limbah dengan Sistem kolam ........................ 19

Gambar 3.2 Deoling Pond .............................................................................. 20

Gambar 3.3. Seeding Pond ............................................................................. 21

Gambar 3.4 An-aerobik Pond Primer ............................................................ 23

Gambar 3.5 An-aerobik Pond Sekunder ........................................................ 24

Gambar 3.6 Aerobik Pond ............................................................................. 25

Gambar 3.7 Final Pond .................................................................................. 26

Gambar 3.8 Garis Tenaga dan Tekanan ......................................................... 28

Gambar 3.9 Pipa Hubungan Seri.................................................................... 28

Gambar 3.10 Pipa Hubungan Seri ................................................................. 31

Gambar 3.11 Rumus Darcy-Wesbach ............................................................ 33

Gambar 3.12 Diagram Moody ....................................................................... 35

Gambar 4.1 Deoling Pond .............................................................................. 53

Gambar 4.2. Seeding Pond ............................................................................. 54

Gambar 4.3 An-aerobik Pond Primer ............................................................ 54

Gambar 4.4 An-aerobik Pond Sekunder ........................................................ 55

Gambar 4.5 Aerobik Pond ............................................................................. 55

Gambar 4.6 Final Pond .................................................................................. 56

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Jadwal Persiapan Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir . 3

Tabel 2.1 Baku Mutu Limbah Cair Industri Minyak Sawit ................................ 16

Tabel 3.2 Nilai Kekasaran Mutlak ...................................................................... 36

Tabel 3.3 Nilai Kc untuk berbagai Nilai D2/D1 ................................................. 38

Tabel 3.4 Nilai 𝛼 pada Pengecilan Mendadak ................................................... 39

Tabel 3.5 Koefisien 𝛼 sebagai Funsi Sudut Belokan .......................................... 39

Tabel 3.6 Tinggi Jagaan ...................................................................................... 40

Tabel 3.7 Sifat Air (Viskositas Kinematik) pada Tekanan Atmosfer ................. 41

Tabel 4.1 Analisis Dimensi Instalasi Pengolahan Air Limbah ........................... 52

Tabel 4.2 Dimensi Eksisting Pengolahan Air Limbah ........................................ 52

DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL

BOD = Biological Oxygen Demand

COD = Chemical Oxygen Demand

TSS = Total Suspended Soil

PKS = Pabrik Kelapa Sawit

TBS = Tandan Buah Segar

IPAL = Instalasi Pengolahan Air Limbah

BPAB = Bangunan Pengolahan Air Limbah

LC = Limbah Cair

KEPMENLH = Keputusan Menteri Lingkungan Hidup

V = Kecepatan Aliran (m/s)

Q = Debit (m3/detik)

D = Diameter Pipa (m)

Tr = Waktu Tinggal (hari)

H = Tinggi Tekanan Efektif (m)

hƒ = Kehilangan Tenaga Akibat Gesekan

L = Panjang Saluran (m)

Hs = Kehilangan Tenaga Akibat Sambungan Pipa (m)

ABSTRAK

Tugas Akhir yang berjudul “Analisis Dimensi Instalasi Air Limbah Industri Kelapa

Sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pulu Raja”. Adapun permasalahan yang

menjadi latar belakang penulisan ini karena industri maupun instansi/badan usaha

harus bertanggung jawab terhadap pengolahan air limbah yang dihasilkan dari

kegiatannya. Maka dari itu permasalahan yang terlibat dalam tugas akhir ini

mencakup dimensi kolam penampungan air limbah yang dibutuhkan untuk

menampung air limbah tanpa meluap setiap harinya dan debit air limbah yang

dialirkan ke masing-masing kolam setiap harinya. Data perhitungan yang digunakan

adalah data sekunder yang bersumber dari instansi yang berkaitan dengan pabrik

kelapa sawit (PKS) tersebut serta literatur yang berkaitan dengan penulisan ini.

Analisis berupa perbandingan dimensi eksisting dengan dimensi perencanaan ulang

dan debit rencana yang akan dialirkan pada tiap-tiap kolam limbah beserta penentuan

jenis pipa yang digunakan pada instalasi. Perhitungan ini menggunakan persamaan

Darcy-Weisbach dengan mempertimbangkan pengaruh lainnya seperti, waktu tinggal,

kehilangan tenaga akibat gesekan, kehilangan tenaga akibat sambungan dan juga

kehilangan tenaga akibat belokan. Dari hasil perhitungan terdapat perbedaan antara

dimensi eksisting dengan dimensi hasil perhitungan, perbedaan yang lebih menonjol

pada An-aerobik pond sekunder, dengan perbedaan rasio volume 0,025% lebih kecil.

Terjadinnya perbedaan dimensi eksisting dengan dimensi analisis disebabkan

berbedannya metode penelitian dan berbedanya produktifitas pengolahan setiap

tahunnya yang menyebabkan produksi limbah berbeda setiap tahun.

Kata kunci : Limbah, Dimensi, Instalasi.

ABSTRACT

The title of this final task is “The analysis of waste water installation dimension on

palm industry PTPN IV unit pulu raja”. The main problem that become the

background of this research is because either industry or agency/ business entitiy

must be responsible of the waste water processing that resulted from the activity.

Furthermore, the problem that concluded in this final task is including waste water

pond dimension that needed to accomodate waste water everyday and waste water

discharge that streamed to each ponds everyday. Calculation data that used are

secondary data sourced from agency that linked with palm factory (pks) and related

literature with this research. The analysis is comparison from existing dimension with

re-planned dimension and planned water discharged that will streamed to each waste

water also the determination of what kind of pipe that used on the installation. This

calculation is using Darcy-weisbach triangulation with considering the other factor

such as stay-time, energy looscaused by friction, intersection an turning point. From

the calculation, there are a few differences from existing dimension with resulted

dimension, more significant difference from an-aerobic secondary pond by volume

ratio 0,025% lesser. These differences come from the different used method and

difference of processing productivity each year that caused different waste water

production each year.

Key word : waste water, dimension, installation

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dewasa ini tantangan dalam dunia industri maupun perdagangan

sedemikian pesat. Industri kelapa sawit merupakan industri yang sangat strategis

yang bergerak pada sektor pertanian yang berkembang di Negara-negara tropis,

seperti Indonesia, Malaysia dan Thailand (Kasim dkk., 2015). Hal ini menuntut

adanya strategi efektif dalam mengembangkan industri, sehingga dapat bersaing

dengan Negara-negara lain yang lebih maju. Data Oliworld (2010) Cit Perdamean

(2014), menyebutkan bahwa Indonesia berkontribusi terhadap produksi kelapa sawit

dunia sebesar 47% sedangkan Malaysia 39%. Negara produsen minyak kelapa sawit

lainnya adalah, Nigeria, Thailand, Colombia, Ekuador, Papua Nugini, Pantai Gading

dan Brazil. Pembangunan terfokus pada pemenuhan kebutuhan pada saat ini tanpa

mengesampingkan kebutuhan mendatang yang mana hal ini dikaitkan dengan

kelestarian dan kesehatan lingkungan alam.

Permasalahan lingkungan saat ini yang dominan salah satunya adalah air

imbah cair berasal dari kegiatan industri. Limbah cair yang tidak dikelola dengan

baik akan menimbulkan dampak yang luar biasa pada perairan, khususnya sumber

daya air. Kelangkaan air di masa mendatang dan bencana alam seperti erosi, banjir

dan kepunahan ekositem perairan tidak dapat diletakkan lagi apabila kita kaum

akademisi tidak perduli terhadap permasalahan tersebut.

Alam memiliki kemampuan dalam menetralisir pencemaran yang terjadi

apabila jumlahnya kecil. Akan tetapi apabila dalam jumlah yang besar akan dapat

menimbulkan dampak negatif terhadap alam karena dapat mengakibatkan terjadinya

perubahan kesinambungan lingkungan sehingga limbah tersebut dikatakan telah

mencemari lingkungan. Hal ini dapat dicegah dengan mengolah limbah yang

dihasilkan industri sebelum dibuang ke badan sungai. Limbah yang dibuang

kedalam sungai harus memiliki baku mutu yang telah ditetapkan pemerintah, karena

sungai merupakan dalah satu sumber air bagi masyarakat, sehingga diharapkan tidak

tercemar dan bisa diguunakan untuk keperluan lainnya.

Pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN IV unit Pulu Raja, sebagai salah satu

pabrik Kelapa sawit yang terdapat di Kabupaten Asahan berupaya untuk mengelola

limbah yang dihasilkan dengan melakukan pengolahan terhadap limbah cair yang

dikeluarkan ke dalam suatu Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Dari upaya

tersebut diharapkan dapat mengurangi beban pencemaran terhadap lingkungan

sehingga memenuhi baku mutu Kepmen LH No. KEP-51/MENLH/10/1995 tentang

baku mutu limbah cair untuk industri Pabrik Kelapa Sawit.

Dalam Pengolahan air limbah itu sendiri, terdapat beberapa parameter

kualitas yang digunakan. Parameter kualitas limbah itu dapat dikelompokkan

menjadi tiga, yaitu parameter organik, karakteristik difik dan kontaminasi spesifik.

B. Tujuan Penulisan

Dalam pembahasan topik ini, penulis mempunyai maksud dan tujuan

didalamnya adalah untuk mengetahui perhitungan dimensi instalasi pengolahan air

limbah untuk menampung debit air limbah pabrik kelapa sawit Pulu Raja yang di

hasilkan setiap hari.

C. Manfaat penulisan

1. Manfaat Teoritis

Diharapkan akan memberikan sumbangan pemikiran kepada Perusahaan

PTPN IV unit Pulu Raja untuk menjadi pertimbangan dalam perencanaan kembali

Instalasi Pengolahan Air Limbah.

2. Manfaat Praktis

a. Agar memberikan opsional dalam perencanaan dimensi instalasi pengolahan air

limbah

b. Agar mengetahui perhitungan dimensi instalasi pengolahan air limbah dalam

menampung debit air limbah pabrik kelapa sawit yang dihasilkan setiap hari nya.

c. Agar mempertimbangkan waktu tinggal dalam perencanaan dimensi instalasi

pengolahan air limbah.

D. Perumusan Masalah

Adapun hal-hal yang dapat dilakukan dalam analisis ini yang menjadi

perumusan masalah antara lain :

1. Berapakah dimensi kolam penampungan air limbah yang dibutuhkan untuk

menampung air limbah tanpa meluap setiap harinya?

2. Berapakah debit air limbah yang dialirkan ke masing-masing kolam setiap

harinya?

E. Pembatasan Masalah

Sesuai dengan maksud dan tujuan dari penulisan tugas akhir ini maka

batasan masalah adalah analisis dimensi instalasi pengolahan air limbah (IPAL)

pabrik kelapa sawit.

F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir

Tabel 1.1 Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir

No Kegiatan

Waktu Kegiatan Penulisan Tugas Akhir

April Mei Juni Juli Agustus September

4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2

1.

Penyusunan

Proposal

Tugas Akhir

2. Permintaan

Surat Riset

3. Penyerahan

Surat Riset

4. Pengambilan

Surat Riset

5. Konsultasi dan

Pembimbingan

6. Mengambil

Data

7. Bimbingan

Tugas Akhir

8. Sidang Tugas

Akhir

9. Revisi Tugas

Akhir

10. Pengumpulan

Tugas Akhir