Daur Ulang Dengan Metode AHP

8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP

1/102

i

UNIVERSITAS INDONESIA

PEMILIHAN UNIT DAUR ULANG EFLUEN INSTALASI

PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA UAP MUARA KARANG DENGAN METODE

ANALYTICAL HIERARCHY PROCESS

SKRIPSI

SUTAN HAMDA R.

0806338935

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

DEPOKJANUARI 2014


2/102

i


THE SELECTION OF RECYLING UNIT WASTE WATER

TREATMENT PLANT EFLUENT IN MUARA KARANG

STEAM POWER PLANT WITH ANALYTICAL HIERARCHY

PROCESS METHOD

FINAL REPORT

SUTAN HAMDA R.

0806338935

FACULTY OF ENGINEERING

ENVIRONMENTAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPOKJANUARY 2014


3/102

i


PEMILIHAN UNIT DAUR ULANG EFLUEN INSTALASI

PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA UAP MUARA KARANG DENGAN METODE

ANALYTICAL HIERARCHY PROCESS

SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

pada Program Studi Teknik Lingkungan

SUTAN HAMDA R.

0806338935

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

DEPOKJANUARI 2014


4/102

ii


THE SELECTION OF RECYLING UNIT WASTE WATER

TREATMENT PLANT EFLUENT IN MUARA KARANG

STEAM POWER PLANT WITH ANALYTICAL HIERARCHY

PROCESS METHOD

FINALREPORTProposed as one of the requirement to obtain a Bachelor’s degree

SUTAN HAMDA R.

0806338935

FACULTY OF ENGINEERING

ENVIRONMENTAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPOKJANUARY 2014


5/102

iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : Sutan Hamda R.

NPM : 0806338935

Tanda Tangan :

Tanggal : 15 januari 2014


6/102

iv

STATEMENT OF ORIGINALITY

This final report in the result of my own work

and all resources which are quoted or referred

I have stated correctly.


NPM : 0806338935

Tanda Tangan :

Tanggal : 15 januari 2014


7/102

v

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh :


NPM : 0806338935

Program Studi : Teknik Lingkungan

Judul Skripsi : Pemilihan Unit Daur Ulang Efluen Instalasi

Pengolahan Air Limbah Di Pembangkit Listrik

Tenaga Uap Muara Karang Dengan Metode

Analytical Hierarchy Process

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima

sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik,

Universitas Indonesia

DEWAN PENGUJI

Pembimbing I : Dr. Ir. Setyo Sarwanto Moersidik, DEA. (..............................)

Pembimbing II : Dr. Cindy R. Priadi, S.T., M.Sc. (..............................)

Penguji I : Ir. Irma Gusniani, M.Sc. (..............................)

Penguji II : Dr. Ir. Nyoman Suwartha, S.T., M.Agr. (..............................)

Ditetapkan di : Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,Universitas Indonesia, Depok

Tanggal : 15 Januari 2014


8/102

vi

STATEMENT OF LEGITIMATION

This final report is submitted by :

Name : Sutan Hamda R.Student Number : 0806338935

Study Program : Environmental Engineering

Title of Final Report : The Selection Of Recyling Unit Waste

Water Treatment Plant Efluent In Muara

Karang Steam Power Plant With

Analytical Hierarchy Process Method

Has been successfully defended in front of the Exminers and was accepted as

part of the necessary requirements to obtain Engineer Bachelor Degree inEnvironmental Engineering Program, Faculty of Engineering, University of

Indonesia.

COUNCIL EXAMINERS

Conselor I : Dr. Ir. Setyo Sarwanto Moersidik, DEA. (..............................)

Conselor II : Dr. Cindy R. Priadi, S.T., M.Sc. (..............................)

Examiner I : Ir. Irma Gusniani, M.Sc. (..............................)

Examiner II : Dr. Ir. Nyoman Suwartha, S.T., M.Agr. (..............................)

Approved at : Departmen of Civil Engineering, Faculty of Engineering,University of Indonesia, Depok

Date : January 15th 2014


9/102

vii

KATA PENGANTAR/UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat-Nya, saya

dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan

bimbingan dari berbagai pihak, akan sulit bagi penulis untuk dapat menyelesaikan

skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-

pihak sebagai berikut:

1. Bapak Dr. Ir. Setyo S. Moersidik, DEA dan Ibu Dr. Cindy R. Priadi, S.T.,

M.Sc., selaku dosen pembimbing I dan II, yang telah bersedia meluangkan

waktu untuk memberi bimbingan dan persetujuan sehingga skripsi ini dapat

selesai;

2. Bapak Padmono, Bapak Binur, Ibu Maria, Ibu Tania, dan pihak-pihak PT. PJB

UP Muara Karang yang telah membantu untuk memperoleh data yang

diperlukan;

3. Ayah, ibu, adik, om, tante, dan ponakan yang telah memberikan dukungan

berupa doa, materi, dan moral;

4.

Mba Licka Kamadewi dan Mba Sri Diah selaku laboran Program Studi Teknik

Lingkungan, yang telah besedia membantu memberikan masukan;

5. Sahabat terbaik, Azka Aqlia, Yudhitia, serta teman-teman sipilingkungan

2008 yang memberikan dukungan dan semangat;

6.

Para dosen dan staf Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Indonesia;

7. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi.

Akhir kata, penulis berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan

semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi

ilmu pengetahuan.

Depok, Januari 2014

Penulis


10/102

viii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di bawah ini:


NPM : 0806338935


Departemen : Teknik Sipil

Fakultas : Teknik

Jenis karya : Skripsi

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif ( Non-exclusive Royalty- Free Right ) atas karya ilmiah saya yang berjudul:

Pemilihan Unit Daur Ulang Efluen Instalasi Pengolahan Air Limbah Di

Pembangkit Listrik Tenaga Uap Muara Karang Dengan Metode Analytical

Hierearchy Process

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia/

formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan

mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Depok

Pada tanggal : 15 Desember 2013

Yang menyatakan

( Sutan Hamda R. )


11/102

ix

STATEMENT OF AGREEMENT

OF FINAL REPORT PUBLICATION FOR ACADEMIC PURPOSES

As an civitas academica of Universitas Indonesia, I, the undersigned:

Name : Sutan Hamda R.

Student Number : 0806338935

Study Program : Environmental Engineering

Departement : Civil Engineering

Faculty : Engineering

Type of Work : Final Report

For the sake of science development, hereby agree to provide Universitas

Indonesia Non-exclusive Royalty Free Right for my scientific work entitled:

The Selection Of Recyling Unit Waste Water Treatment Plant Efluent In

Muara Karang Steam Power Plant With Analytical Hierarchy Process

Method

together with the entire documents (if necessary). With the Non-exclusive Royalty

Free Right, Universitas Indonesia has rights to store, convert, manage in the form

of database, keep and publish my final report as long as list my name as the author

and copyright owner.

I certify that the above statement is true.

Signed at : Depok

Date this : 15 January 2014

The Declarer

( Sutan Hamda R. )


12/102

x

ABSTRAK



Judul : Pemilihan Unit Daur Ulang Efluen Instalasi Pengolahan Air

Limbah Di Pembangkit Listrik Tenaga Uap Muara Karang

Dengan Metode Analytical Hierarchy Process

Kebutuhan air bersih untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Muara

Karang cukup besar, sehingga diperlukan daur ulang untuk membantu mengatasi

kebutuhan air. Debit air yang didaur ulang sebesar 285 m3/hari. Tujuan penelitian

ini adalah untuk mendapatkan karakteristik efluen Instalasi Pengolahan Air

Limbah (IPAL) PLTU sehingga didapatkan perencanaan daur ulang yang sesuai.Daur ulang tersebut digunakan untuk memenuhi kebutuhan air servis, hidran, dan

cadangan air pada PLTU Muara Karang. Hasil uji laboratorium efluen IPAL

PLTU Muara Karang yang tidak memenuhi baku mutu kelas II PP No. 82 Tahun

2001, yaitu TSS sebesar 67,5 ppm, BOD sebesar 4,76 ppm, dan COD sebesar 82,6

ppm sehingga diperlukan proses daur ulang untuk memenuhi kualitas air yang

sesuai dengan baku mutu. Terdapat tiga unit daur ulang, yaitu reverse osmosis,

ultrafiltrasi, dan mikrofiltrasi . Pemilihan unit daur ulang dari ketiga unit tersebut

ditentukan dengan metode Analytic Hierarchy Process (AHP) dengan kriteria

pemilihan berupa teknologi, ekonomi, dan lingkungan serta subkriteria

kemudahan operasional, keandalan proses, biaya konstruksi, biaya operasional

dan pemeliharaan, serta recovery product . Hasil pemilihan dengan metode AHPmenunjukkan unit daur ulang mikrofiltrasi merupakan unit yang tepat untuk

memenuhi kebutuhan air servis, hidran, dan cadangan dengan total skor tertinggi.

Kata Kunci: Analytic Hierarchy Process, Pembangkit Listrik Tenaga Uap, Daur

Ulang Air Limbah



13/102

xi

ABSTRACT

Name : Sutan Hamda R.

Study Program : Environmental EngineeringTitle : The Selection Of Recyling Unit Waste Water Treatment Plant

Efluent In Muara Karang Steam Power Plant With Analytical

Hierarchy Process Method

Clean water needs of Steam Power Plant Muara Karang is large enough so water

recycle is needed to help fulfill water needs. The debit is 285 m3/day. The

purpose of the study is to obtain the characteristics of waste water treatment plant

effluent to find the appropriate recycling plan. The recycled water is used to meet

the needs of services, hydrants, and water reserves in Muara Karang power plant.

Laboratory test results WWTP effluent Steam Power Plant Muara Karang thatdoes not meet the quality standard of Grade II PP No. 82 Tahun 2001, which is

amount 67,5 ppm TSS, BOD at 4,76 ppm and at 82,6 ppm COD so recycling is

needed. Selection of three recycling units selected from the reverse osmosis,

ultrafiltration, and microfiltration were conducted with Hierarchy Analytic

Process (AHP) with the selection criteria in the form of technology, economy, and

environment and then with sub-criteria of operational convenience, reliability

process, the cost of construction, operation and maintenance costs, and recovery

product . The results of the election showed AHP recycling microfiltration unit is

the right unit to meet the needs of water services, hydrants, and backup with the

highest total score then draw the unit.

Keyword: Analytic Hierarchy Process, Steam Power Plant, Waste Water Recycle



14/102

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS .................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .............................. viii

ABSTRAK ............................................................................................................. ix

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xivv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang...................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 3

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

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................ 4

1.5 Ruang Lingkup Penelitian .................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 6 2.1 Definisi Air Limbah ............................................................................. 6

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ............................................. 6

2.3 Karakteristik Efluen Limbah PLTU ..................................................... 8

2.4 Standar Baku Mutu Air Limbah ......................................................... 112.5 Kebutuhan Air dan Neraca Air PLTU Muara Karang ........................ 13

2.5.1 Karakteristik Kualitas Air pada PLTU ...................................... 13

2.5.2 Pengolahan Air Bersih Eksisting ............................................... 20

2.6 Pengelolaan dan Daur Ulang Limbah Cair ......................................... 21

2.6.1 Latar Belakang Daur Ulang Air Limbah ................................... 21

2.6.2 Bentuk Pemanfaatan Air Hasil Daur Ulang Air Limbah ........... 22

2.6.3 Daur Ulang di PLTU Muara Karang ......................................... 25

2.7 Teknologi Pengolahan Daur Ulang Air Limbah ................................ 27

2.7.1 Reverse Osmosis ....................................................................... 28

2.7.2 Mikrofiltrasi ............................................................................... 30

2.7.3 Ultrafiltrasi ................................................................................ 312.8 Pembobotan dengan Metode Analytic Hierarchy Process (AHP) ..... 33

BAB 3 METODE PENELITIAN ....................................................................... 36 3.1 Pendekatan Penelitian ......................................................................... 36

3.2 Variabel Penelitian ............................................................................. 36

3.3 Kerangka Penelitian............................................................................ 36

3.4 Pengumpulan Data.............................................................................. 37

3.4.1 Data Sekunder ........................................................................... 37

3.4.2 Data Primer ................................................................................ 38

3.4.3 Lokasi Pengambilan Sampel ..................................................... 38

3.4.4 Waktu Pengambilan Sampel...................................................... 39

3.4.5 Pengujian Sampel ...................................................................... 39



15/102

xiii

3.5 Pengolahan dan Analisis Data ............................................................ 40

3.5.1 Aspek Kebutuhan ...................................................................... 40

3.5.2 Instalasi Pengolahan Daur Ulang .............................................. 41

3.5.1 Metode Analytic Hierarchy Process (AHP) .............................. 43

3.6 Rekomendasi Unit Daur Ulang .......................................................... 463.7 Lokasi dan Waktu Penelitian .............................................................. 46

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 47 4.1 Hasil Efluen Instalasi Pengolahan Air Limbah PLTU Muara

Karang ................................................................................................ 47

4.2 Penentuan Unit Daur Ulang Dengan AHP ......................................... 49

4.3 Pengolahan Daur Ulang ...................................................................... 63

4.3.1 Unit Mikrofiltrasi Sebagai Unit Daur Ulang Yang Terpilih ..... 63

4.3.2 Desain Unit Mikrofiltrasi ......................................................... 63

BAB 5 PENUTUP ............................................................................................... 66 5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 66

5.2 Saran ................................................................................................... 66DAFTAR REFERENSI ....................................................................................... 67

LAMPIRAN……………………………………………………………………..73



16/102

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik Hasil Limbah PLTU Muara Karang................................ 9

Tabel 2.2 Batas Debit Air Limbah PLTU Yang Diperbolehkan Untuk Dibuang 10

Tabel 2.3 Karakteristik Efluen IPAL Bulan Januari-April 2012 PLTU Muara

Karang ................................................................................................ 12

Tabel 2.4 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Industri ....................... 23

Tabel 2.5 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Pengisian Air Tanah ... 24

Tabel 2.6 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Kebutuhan

Nonpotable ......................................................................................... 25

Tabel 2.7 Jenis Unit Operasi dan Proses Pengolahan ......................................... 28

Tabel 2.8 Karakteristik Operasional berbagai Membran .................................... 30

Tabel 2.9 Karakteristik Membran Mikrofiltrasi dan Ultrafiltrasi ....................... 31 Tabel 2.10 Kelebihan dan Kekurangan Proses Membran Dibanding Pengolahan

Konvensional ...................................................................................... 32

Tabel 2.11 Skor Perbandingan Berpasangan ........................................................ 34

Tabel 2.12 Indeks Random Konsistensi (IR) ........................................................ 35

Tabel 3.13 Data Sekunder Penelitan ..................................................................... 38

Tabel 3.14 Metode Pengujian Parameter .............................................................. 40

Tabel 3.15 Debit Kebutuhan Air Daur Ulang ....................................................... 40

Tabel 3.16 Parameter Kualitas Efluen IPAL PLTU Muara Karang ..................... 41

Tabel 3.17 Efisiensi Pengolahan Unit untuk Daur Ulang ..................................... 42

Tabel 3.18 Karakteristik Responden/ Expert ......................................................... 43

Tabel 3.19 Derajat Kepentingan AHP .................................................................. 45 Tabel 4.20 Perbandingan Hasil Efluen Dengan PP No. 82 Tahun 2001 Kelas II . 47

Tabel 4.21 Perbandingan Hasil Efluen Dengan PP No. 82 Tahun 2001 Kelas II . 48

Tabel 4.22 Matriks Pembobotan Kriteria .............................................................. 49

Tabel 4.23 Matriks Pembobotan Kriteria Teknologi ............................................ 50

Tabel 4.24 Matriks Pembobotan Kriteria Ekonomi .............................................. 52

Tabel 4.25 Matriks Pembobotan Kriteria Lingkungan ......................................... 53

Tabel 4.26 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Kemudahan

Operasional ......................................................................................... 55

Tabel 4.27 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Keandalan Proses 56

Tabel 4.28 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Biaya Operasional

dan Pemeliharaan................................................................................ 57 Tabel 4.29 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Biaya Konstruksi . 58

Tabel 4.30 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Recovery Product 60

Tabel 4.31 Efisiensi Unit Pengolahan Mikrofiltrasi ............................................. 63



17/102

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Alir Produksi PLTU Muara Karang ................................... 7

Gambar 2.2 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Uap ..................................... 8

Gambar 2.3 Diagram Neraca Air PLTU Muara Karang ..................................... 13

Gambar 2.4 Proses Reverse Osmosis .................................................................. 29

Gambar 3.5 Kerangka Penelitian......................................................................... 37

Gambar 3.6 Denah Pengambilan Sampel ............................................................ 39

Gambar 3.7 Opsi Instalasi Pengolahan Daur Ulang ............................................ 42

Gambar 3.8 Hirarki AHP Unit Daur Ulang ......................................................... 44

Gambar 4.9 Nilai Bobot Semua Kriteria ............................................................. 49

Gambar 4.10 Nilai Bobot Kriteria Teknologi ....................................................... 51

Gambar 4.11 Nilai Bobot Kriteria Ekonomi ......................................................... 52 Gambar 4.12 Nilai Bobot Kriteria Lingkungan ..................................................... 54

Gambar 4.13 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Kemudahan Operasional 55

Gambar 4.14 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Keandalan Proses ........... 56

Gambar 4.15 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Biaya Operasional dan

Pemeliharaan ................................................................................... 58

Gambar 4.16 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Biaya Konstruksi ............ 59

Gambar 4.17 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Recovery Product ........... 60

Gambar 4.18 Bobot Total Alternatif ..................................................................... 61

Gambar 4.19 Nilai Skor Hirarki ............................................................................ 62

Gambar 4.22 Debit Product Water Mikrofiltrasi .................................................. 64


http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/revisi%20skripsi%20sutan%20new%20(Repaired).docx%23_Toc377074420http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/revisi%20skripsi%20sutan%20new%20(Repaired).docx%23_Toc377074420http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/revisi%20skripsi%20sutan%20new%20(Repaired).docx%23_Toc377074420


18/102

xvi

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan (2.1) Lambda Maksimum ................................................................... 34

Persamaan (2.2) Indeks Konsistensi ..................................................................... 35

Persamaan (2.3) Rasio Konsistensi ....................................................................... 35

Persamaan (3.4) Total Skor…………………………………………………..... .. 46 Persamaan (4.5) Nilai Removal Unit .................................................................... 48


http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461489http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461489http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461490http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461490http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461491http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461491http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461493http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461493http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461493http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461491http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461490http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461489


19/102

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Standar baku mutu air ......................................................................... 71

Lampiran 2 Pemeriksaan Efluen IPAL PLTU Muara Karang ............................... 75 Lampiran 3 Pengukuran Nilai BOD dan COD ...................................................... 76

Lampiran 4 Kuisoner ............................................................................................. 79



20/102

1


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air limbah adalah sisa dari suatu hasil usaha dan/atau kegiatan yang

berwujud cair (PERMENLH No.8 Tahun 2009). Semakin besarnya laju

perkembangan penduduk dan industrialisasi di Jakarta telah mengakibatkan

terjadinya penurunan kualitas lingkungan. Padatnya pemukiman dan kondisi

sanitasi lingkungan yang buruk serta buangan industri yang langsung dibuang ke

badan air tanpa proses pengolahan telah menyebabkan pencemaran sungai-sungai

yang ada di Jakarta, dan air tanah dangkal di sebagian besar daerah di wilayah

DKI Jakarta, bahkan kualitas air di perairan teluk Jakarta sudah menjadi semakin

buruk (Nusa Idaman Said, 2006).

Air limbah domestik (rumah tangga) di wilayah Jakarta memberikan

kontribusi terhadap pencemaran air sekitar 75%, air limbah perkantoran dan

daerah komersial 15% dan air limbah industri hanya sekitar 10%. Sedangkan

dilihat dari beban polutan organiknya, air limbah rumah tangga memberikan

kontribusi sekitar 70%, air limbah perkantoran 14% dan air limbah industri

sebesar 16% (Nusa Idaman Said,2006). Menurut Peraturan Gubernur Provinsi

DKI Jakarta Nomor 122 Tahun 2005, bahwa dalam rangka menjaga dan

mempertahankan kualitas air tanah maka perlu diwajibkan setiap orang atau badan

usaha melakukan pengelolaan limbah cair hasil usaha dan/atau kegiatan.

Pengolahan air limbah bertujuan untuk untuk menghilangkan parameter

pencemar yang ada di dalam air limbah sampai batas yang diperbolehkan untuk

dibuang ke badan air sesuai dengan syarat baku mutu yang diijinkan (NusaIdaman Said, 2006). Baku mutu air limbah menurut PERMENLH no. 8 Tahun

2009 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha Dan/Atau Kegiatan

Pembangkit Listrik Tenaga Termal adalah ukuran batas atau kadar unsur

pencemar dan/atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam

air limbah yang akan dibuang atau dilepas ke dalam sumber air dari suatu usaha

dan/atau kegiatan. Setelah air limbah tersebut diolah dan sesuai dengan baku mutu

1


21/102

2


yang diijinkan, maka air keluaran (efluen) hasil pengolahan air limbah tersebut

aman untuk dibuang ke badan air.

Sejalan dengan pertumbuhan penduduk yang sangat pesat khususnya di

daerah perkotaan, pencemaran air tanah maupun air permukaan, distribusi sumber

air serta konsumsi pemakaian air yang tidak merata telah menyebabkan

ketidakseimbangan antara pasokan dan kebutuhan air. Oleh karena itu, dewasa ini

inovasi baru dalam hal penyediaan sumber air baku telah menjadi perhatian yang

penting. Salah satu alternatif yang banyak mendapat perhatian di banyak Negara

di dunia adalah menggunakan daur ulang limbah khususnya air limbah perkotaan

(municipal waste) sebagai salah satu sumber air baku untuk penyediaan air (Nusa

Idaman Said,2006).

Faktor-faktor berikut dapat menjadi motivasi atau alasan digunakannya

air daur ulang (Suprihatin, 2009, h.5), yatiu (1) Tidak tersedianya cukup sumber

air yang berkualitas tinggi dengan biaya terjangkau; (2) Untuk meminimumkan

biaya infrastruktur, termasuk biaya pengolahan dan biaya pembuangan air limbah;

(3) Untuk mereduksi dan meminimalisasi biaya pembuangan air limbah (baik

yang sudah atau belum diolah) ke lingkungan; (4) Mengurangi air limbah yang

dibuang ke badan air; (5) Untuk mengelola sumber air in-situ; (6) Untuk

memenuhi tuntutan masyarakat, institusi, dan politis.

Salah satu industri yang membutuhkan air dalam prosesnya serta

menghasilkan limbah cair adalah industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap

(PLTU). PLTU adalah suatu industri atau perusahaan yang bergerak di bidang

pemanfaatan uap yang dapat menghasilkan listrik untuk dijual dan didistribusikan

(Lawrance K. Wang, 2004). PLTU sebagai salah satu industri yang menggunakan

bahan bakar berupa minyak atau batu bara, pasti menghasilkan limbah, baiklimbah cair, udara, maupun padat. Hasil limbah cair yang telah diolah biasanya

dibuang ke laut dengan kondisi sesuai baku mutu sehingga aman untuk dibuang.

Contohnya yaitu PLTU Muara Karang sebagai salah satu PLTU tertua di

Indonesia memiliki baku mutu limbah cair yang diatur dalam KEPMENLH

No.64 Tahun 2009 Tentang Izin Pembuangan Air Limbah Ke Laut PT. PJB Unit

Pembangkitan Muara Karang, Kelurahan Pluit, Kecamatan Penjaringan, Jakarta

Utara, Provinsi DKI Jakarta.


22/102

3


PT. PJB Muara Karang sebagai perusahaan yang bergerak di bidang

pembangkitan listrik tenaga uap memiliki instalasi pengolahan air limbah atau

IPAL untuk mengolah limbah cairnya sehingga aman untuk dibuang ke laut. Hal

ini sesuai dengan UU no. 32 tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan

Lingkungan Hidup yaitu wajib bagi orang atau badan usaha untuk mengolah

limbahnya. Namun, kebutuhan air yang cukup tinggi serta menaikkan integritas

perusahan sebagai Green Industry, maka dibutuhkan suatu cara untuk membuat

perusahaan lebih ramah lingkungan, salah satunya dengan mendaur ulang air

limbah. Sesuai kegunaannya, PT.PJB Muara Karang menggunakan daur ulang air

yang mengacu pada kualitas air kelas II PP no.82 Tahun 2001 tentang

Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, dihasilkan rumusan

masalah untuk penelitian ini. Rumusan masalah tersebut adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana hasil data primer dan sekunder dari efluen instalasi pengolahan

air limbah pada PLTU Muara Karang jika dibandingkan dengan baku mutu

PP no. 82 Tahun 2001 kelas II tentang Pengelolaan Kualitas Air dan

Pengendalian Pencemaran Air?

2.

Bagaimana cara pemilihan unit instalasi daur ulang air limbah yang tepat

untuk dimanfaatkan kembali sesuai dengan kualitas air kelas II berdasarkan

PP no. 82 Tahun 2001?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dilaksanakannya penelitian ini yaitu :1. Mengetahui hasil efluen instalasi pengolahan air limbah pada PLTU Muara

Karang berupa nilai dan parameter berdasarkan data primer dan data

sekunder yang tidak memenuhi baku mutu PP no. 82 Tahun 2001 kelas II

pada IPAL PLTU Muara Karang sehingga diperlukan daur ulang.

2. Mengetahui konsep instalasi daur ulang efluen IPAL berupa penentuan unit

daur ulang yang sesuai dengan standar baku mutu air PP No. 82 Tahun 2001

kelas II dengan metode Analytic Hierarchy Process (AHP).


23/102

4


1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :

1.

Manfaat teoritis dari penelitian ini adalah memberikan sumbangan

berupa data primer mengenai kualitas air sesuai baku mutu PP no. 82

Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian

Pencemaran Air.

2. Manfaat praktis dari penelitian ini adalah mendapatkan konsep instalasi

daur ulang efluen IPAL PLTU Muara Karang sehingga dapat digunakan

sesuai kebutuhan dan fungsinya.

3. Manfaat akademis yang diperoleh peneliti dari penelitian ini adalah

untuk memenuhi persyaratan guna menyelesaikan pendidikan pada

Program Sarjana Strata Satu Departemen Teknik Sipil, Program Studi

Teknik Lingkungan, Universitas Indonesia

1.5 Ruang Lingkup Penelitian

Dalam melakukan penelitian, terdapat ruang lingkup yang menjadi

batasan-batasannya, yaitu:

1.

Penelitian dilakukan di area Pembangkit Listrik Tenaga Uap Muara

Karang di Pluit, Jakarta Utara.

2.

Pengambilan dan pengujian sampel dari outlet instalasi pengolahan air

limbah PLTU Muara Karang.

3. Analisa sampel yang diuji untuk parameter primer yaitu TDS, BOD,

dan COD.

4. Analisa pemilihan aplikasi daur ulang menggunakan metode

pembobotan Analytical Hierarchy Process (AHP).

1.6 Sistematika Penulisan

Dalam sistematika penulisan, penulis membagi menjadi lima bab dan

lampiran-lampiran. Adapun pembagian bab-bab tersebut adalah sebagai berikut:


24/102

5


BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang pendahuluan, yang meliputi latar belakang,

perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat

penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisikan teori-teori dasar mengenai air limbah, gambaran umum

PLTU, efluen IPAL PLTU, dan pilihan teknologi daur ulang serta teori

yang mendukung peneltian yang diambil secara langsung.

BAB 3 METODE PENELITIAN

Bab ini menjelaskan tentang cara-cara dalam melakukan penelitian baik

secara eksperimen maupun di lapangan untuk mendapatkan dan

mengolah data.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas mengenai data-data yang telah didapatkan serta diolah

sehingga dari hasil tersebut dapat ditarik kesimpulan.

BAB 5 PENUTUP

Bab ini berisi mengenai kesimpulan yang penulis dapatkan dari tujuan

penelitian, studi literatur, dan analisis data. Juga terdapat saran dan

masukan mengenai penelitian yang penulis lakukan


25/102

6


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Air Limbah

Berdasarkan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 8

Tahun 2009 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha Dan/Atau Kegiatan

Pembangkit Listrik Tenaga Termal, yang dimaksud dengan air limbah adalah sisa

dari suatu hasil usaha dan/atau kegiatan yang berwujud cair. Usaha dan/atau

kegiatan pembangkit listrik tenaga termal adalah usaha dan/atau kegiatan yang

menggunakan bahan bakar baik padat, cair, dan gas maupun campuran serta

menggunakan uap panas bumi untuk menghasilkan tenaga listrik.

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

PLTU adalah suatu pembangkit listrik dimana energi listrik dihasilkan

oleh generator yang diputar oleh turbin uap yang memanfaatkan tekanan uap hasil

dari penguapan air yang dipanaskan oleh bahan bakar di dalam boiler. Menurut

Lawrance K.Wang (2004), PLTU adalah suatu industri yang menghasilkan listrik

dari uap serta mendistribusikannya. Listrik yang dihasilkan berasal dari proses

pembakaran dari bahan bakar fosil, seperti batu bara, minyak atau gas.

2.2.1 Prinsip Kerja PLTU

Prinsip kerja dari PLTU adalah dengan menggunakan siklus air-uap-air

yang merupakan suatu sistem tertutup air dari kondesat atau air dari hasil proses

pengondensasian di kondenser dipompa oleh condesat pump ke pemanas tekanan

rendah (low pressure heater ). Disini air dipanasi kemudian air ini dipompa oleh boiler feedwater pump masuk ke economizer. Dari economizer yang selanjutnya

dialirkan ke pipa down comer untuk dipanaskan pada wall tubes oleh boiler. Pada

wall tubes, air dipanasi berbentuk uap air. Uap air ini dikumpulkan kembali pada

steam drum, kemudian dipanaskan lebih lanjut pada super heater. Keluar dari

super heater sudah berubah menjadi uap kering yang mempunyai tekanan dan

temperatur tinggi dan selanjutnya uap ini digunakan untuk menggerakkan sudu-

sudu turbin tekanan tinggi.

6


26/102

7


2.2.2 Komponen dan Proses Produksi PLTU

Kegiatan utama dari Unit Pembangkitan (UP) adalah memproduksi

energi listrik. Energi yang dihasilkan oleh UP Muara Karang rata-rata 5.286 Gwh

per tahun dengan total daya 1.208 MW. Energi tersebut disalurkan melalui

jaringan Transmisi Tegangan Tinggi 150 KV sistem Jawa-Madura-Bali. Menurut

website resmi PT. PJB Muara Karang, UP Muara Karang mempunyai peran

utama dalam memenuhi kebutuhan listrik Ibukota Jakarta, terutama daerah-daerah

penting seperti Istana Presiden, Gedung MPR/DPR, Bandara Soekarno Hatta.

Diagram alir produksi PLTU Muara Karang dapat dilihat pada Gambar 2.1 dan

komponen Pembangkit Listrik Tenaga Uap dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.1 Diagram Alir Produksi PLTU Muara Karang

Sumber : Brosur PLTU Muara Karang Tahun 2012


27/102

8


Gambar 2.2 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Sumber : Data Diklat PJB Muara Karang Tahun 2012

Berdasarkan Gambar 2.2 diatas keterangan komponen pembangkit listrik

tenaga uap yaitu :

1.

Circulating water pump 14. Smoke stack

2. Desalination evaporator 15. Generator

3. Destilate pump 16. Main transformer

4. Make up water tank 17. Switch yard

5. Demin water tank 18. Transmission line

5. Condenser 19. Economizer

6. Low heater pressure 20. Steam drum

7. Derator 21. Boiler

8. Boiler feed pump 22. Super heater

9.

High pressure heater 23. Steam turbin

10. Burner 24. Burge

11.

Forced draught fan 25. Pumping house

12. Air heater 26. Fuel oil tank

27. Fuel oil heater

2.3 Karakteristik Efluen Limbah PLTU

Pembangunan PLTU dapat menimbulkan dampak positif maupun

negatif. Dampak positif dari pembangunan PLTU antara lain : peningkatan


28/102

9


pendidikan, peningkatan kesejahteraan masyarakat, penyerapan tenaga kerja, dan

sebagainya. Disamping itu, pengoperasian PLTU juga mempunyai dampak negatif

berupa limbah yang berbahaya jika tidak diolah. Karakteristik limbah PLTU

Muara Karang dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Karakteristik Hasil Limbah PLTU Muara Karang

Jenis

Proses Jenis Limbah Cara Pengendalian

Pembakaran

Emisi gas NOxAir staging, fusi staging,

reduksi NH3

Emisi gas SO2 FGD, Scrubber

Emisi SPM ESP, Scrubber wet/dry

Hydrogen

Plant Buangan alkali KOH Netralisasi

Pendinginan

Kondensor Panas Lintasan diperpanjang

Chlorination

Plant Buangan alkali NaOCL Netralisasi

External

Treatment Buangan sisa alkali atau asam Netralisasi

Internal

Treatment

Buangan sisa alkali atau asam

Buangan sisa blowdown ketel Netralisasi

Sewage Buangan domestic Sewage Treatment

Buangan

effluent Leaching heavy metal Demineralizer

Sumber : Modul PUSDIKLAT PLN No. 558201 Tahun 2004

Berdasarkan Tabel 2.1 di atas air limbah yang berasal dari kegiatan

pembangkit listrik tenaga termal berbeda dengan limbah cair domestik. Proses

utama penghasil limbah cair dari kegiatan pembangkit listrik tenaga termal adalah

proses yang menghasilkan air limbah yang bersumber dari proses pencucian

(dengan atau tanpa bahan kimia) dari semua peralatan logam, blowdown cooling

tower, blowdown boiler , laboratorium, dan regenerasi resin water treatment plant .

Kegiatan pendukung adalah kegiatan yang meliputi kegiatan fasilitas air

pendingin, kegiatan fasilitas desalinasi, kegiatan fasilitas stockpile batu bara, dan

kegiatan air buangan dari fasilitas flue gas desulphurization (FGD) sistem sea

scrubber . Limbah lainnya berasal dari kegiatan generating unit lain seperti


29/102

10


pembersihan boiler , air preheater cleaning, cooling tower basin cleaning , dan

pembersihan peralatan kecil lainnya (Wang, 2004). Limpasan hujan juga dapat

menyebabkan tambahan limbah karena dapat membawa debu material dari

gedung, kegiatan konstruksi, dan sebagainya.

Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 64 Tahun

2009 tentang Izin Pembuangan Air Limbah Ke Laut PT. PJB Muara Karang,

sumber air limbah hasil Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yaitu Air

Limbah Pendingin, Air Limbah Desalinasi, Air Limbah Waste Water Treatment

Plant (WWTP), Air Limbah Separator Akhir Saluran Drainase. Batas debit air

limbah PLTU yang diperbolehkan untuk dibuang dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Batas Debit Air Limbah PLTU Yang Diperbolehkan Untuk Dibuang

No. Sumber Air Limbah Debit Maksimum (m3/jam)

1 Air Limbah Pendingin (Bahang) 86880

2 Air Limbah Desalinasi 320

3 Air Limbah WWTP 40

4 Air Limbah Separator Akhir Saluran Drainase 120

Sumber: KEPMENLH No. 64 Tahun 2009 tentang Izin Pembuangan Air Limbah Ke Laut

Berdasarkan Tabel 2.2 di atas Air Limbah Pendingin adalah air limbah

yang berasal dari proses pendinginan kondensor di steam turbin dan langsung

dialirkan ke laut melalui kanal tertutup (tunnel) selanjutnya dialirkan melalui

kanal terbuka menuju laut. Air Limbah Desalinasi adalah air limbah yang berasal

dari air laut yang diolah di desalination plant sebagai air baku untuk proses

operasi PLTU yang sebagiannya dibuang ke laut. Air Limbah Waste Water

Treatment Plant (WWTP) adalah air limbah yang berasal dari kegiatan

Demin/WTP, boiler blowdown, sampling rack , drainase dari lantai turbin,

pembersihan dari air heater, air limbah chemical cleaning boiler , air limbah

domestik, dan laboratorium. Air Limbah Separator Akhir Saluran Drainase adalah

air limbah yang berasal dari saluran-saluran drainase yang terkontaminasi minyak

dari saluran pembuangan dan utilitas.

Menurut Modul PUSDIKLAT PLN No. 558201 Tahun 2004, limbah cair

di PLTU dapat dikelompokkan menjadi 6, yaitu :

1.

Limbah cair dari Water Treatment Plant (WTP) dan Desalination Plant


30/102

11


Limbah hasil sisa regenerasi WTP dapat bersifat asam (pH


31/102

12


Hal ini sangat bergantung pada standar kualitas yang akan diterapkan. Standar

kualitas air merupakan persyaratan kualitas air yang diterapkan oleh suatu negara

atau daerah untuk keperluan perlindungan dan pemanfaatan air pada negara atau

daerah yang bersangkutan. Standar efluen adalah karakteristik kualitas air yang

disyaratkan bagi air limbah yang akan disalurkan ke sumber air dimana dalam

penyusunannya telah mempertimbangkan pengaruh terhadap pemanfaatan sumber

air yang menampungnya. Karakteristik efluen IPAL PLTU Muara Karang dapat

dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Karakteristik Efluen IPAL Bulan Januari-April 2012 PLTU Muara

Karang

Parameter SatuanBaku

Mutu*

Bulan

Jan'12 Feb'12 Mar'12 Apr'12

pH 6 – 9 8.29 8.15 7.46 6.7

TSS mg/L 100 79 78 76 63

Minyak dan Lemak mg/L 10 0.077 0.061 0.084 0.091

Kromium Total (Cr) mg/L 0,5 0.066 0.107 0.021


32/102

13


mengubah proses pengolahan limbah tersebut agar output -nya sesuai dengan baku

mutu.

2.5 Kebutuhan Air dan Neraca Air PLTU Muara KarangKebutuhan air bersih di PLTU Muara Karang seluruhnya dihasilkan oleh

proses pemurnian air laut atau desalinasi. Penggunaan air bersih berupa diagram

neraca air PLTU Muara Karang dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Diagram Neraca Air PLTU Muara Karang

Sumber : Laporan Neraca Air K3L PLTU Muara Karang Tahun 2010

2.5.1 Karakteristik Kualitas Air pada PLTU

Untuk menilai suatu jenis air, terutama ditinjau dari segi kualitasnya,

diperlukan analisa kualitas air. Menurut modul PUSDIKLAT PLN No. 558201

Tahun 2004, beberapa parameter kualitas air yang digunakan pada PLTU yaitu :

a.

Daya hantar listrik (Conductivity)

Daya hantar listrik adalah kemampuan suatu larutan untuk

menghantarkan arus listrik. Larutan yang banyak mengandung garam (elektrolit)

makin mudah menghantarkan arus listrik sehingga nilai hambatan listriknya kecil.

Air Laut

780

m3/hari

HRSG 1

150 m3/hari

(19,23%)

HRSG 2

150 m3/hari

(19,23%)

Boiler 1

150 m3/hari

19 23%

Boiler 2

150m3/hari

(19,23%)

Servis

180 m3/hari

(23,07%)

WWTP

285

m3/hari

Dibuang

ke lautDesalinasi

Uap air

495 m3/hari


33/102

14


Daya hantar listrik adalah kebalikan dari hambatan listrik (1/R) dan memiliki

satuan micro mohs per cm (mhos/cm). Hal ini membuat air untuk pengisi boiler

harus memiliki konduktivitas rendah.

2.

pH

Air limbah dengan konsentrasi ion-hidrogen yang merugikan ion sulit

untuk mengobati dengan cara biologis, dan jika konsentrasi tidak berubah

sebelum dibuang, efluen air limbah dapat mengubah konsentrasi di perairan alami

(Metcalf & Eddy, 2004).Air tawar umumnya mempunyai pH = 7 (netral). Jika

dibawah 7 air bersifat asam, diatas 7 bersifat basi.

3. Turbiditas (kekeruhan)

Kekeruhan disebabkan adanya suspensi zat organik, tanah liat, dan

sebagainya. Kekeruhan air dapat dukur dengan suatu alat Candle Jackson

Turbidity Unit. Kekeruhan dapat diendapkan dengan penambahan tawas atau

FeCl3 dalam proses koagulasi. Jika air yang keruh digunakan sebagai pengisi ketel

dapat menyebabkan terbentuknya lumpur, kerak atau permukaan air berbusa.

4. Kesadahan ( Hardness)

Kesadahan disebabkan adanya garam-garam kalsium dan magnesium.

Selain itu, kesadahan dapat ditumbulkan oleh Fe, Al, asam-asam mineral, asam

organic, dan senyawa logam lainnya. Terdapat dua kesadahan, yaitu kesadahan

sementara (Carbonate Hardness) dan kesadahan tetap ( Non Carbonate

Hardness). Kesadahan air akan menyebabkan terbentuknya kerak pada pipa-pipa

ketel. Kesadahan dapat dihilangkan dengan proses soda atau dengan

demineralizer dan desalination.

5. Silika

Silika terdapat di hampir semua mineral.Dalam air minum, nilai silica berkisar antara 1-100 ppm. Silika dapat terjadi dalam bentuk koloid atau larut

dalam air. Silika dalam bentuk koloid dapat diendapkan dengan cara koagulasi.

Silika yang terlarut dalam air dapat dihilangkan dengan proses pertukaran ion.

6.

Chloride

Khlorida (Cl-) terdapat pada hampir di semua jenis air, memiliki nilai

dari 10 – 100 mg/l. Garam khlorida (NaCl) sangat mudah larut dalam air. Pada air

laut mengandung NaCl diatas 30.000 mg/l. Khlorida dapat menyebabkan korosi


34/102

15


pada pipa dan besi. Penghilangan khlorida dengan proses ion exchange dan

evaporasi atau desalinasi.

7. Solid (padatan)

Padatan merupakan material yang tersuspensi atau terlarut dalam air atau

air limbah. Padatan dapat mempengaruhi kualisan limbah dengan berbagai cara.

Padatan total (total solid ) merupakan sisa bahan yang tersisa setelah penguapan

dan pengeringan sampel selanjutnya dalam oven pada suhu tertentu (103 hingga

105oC). Padatan total pada dasarnya mencakup total padatan tersuspensi (total

suspended solid ), yang merupakan porsi padatan keseluruhan ditahan oleh filter

dan diukur setelah pengeringan pada suhu 105 oC, dan total padatan terlarut (total

dissolved solid ), yang merupakan bagian yang melewati filter berukuran pori 2µm

(atau lebih kecil) dibawah kondisi tertentu. (Standard Method, 1998)

8. Minyak dan Lemak

Yang dimaksud minyak dan lemak (oil and grease) adalah senyawa-

senyawa organik yang dapat diekstrak dari suatu larutan menggunakan heksan

atau CFC. Dengan demikian, penentuan kandungan komponen minyak dan lemak

di dalam air limbah diketahui melalui ekstraksi sampel dengan kedua jenis pelarut

tersebut (Sawyer et al., 1994)

Lemak merupakan senyawa organik yang lebih stabil dan sulit

didekomposisi oleh bakteri. Kandungan minyak dan lemak di dalam suatu air

limbah dapat menimbulkan berbagai masalah baik di saluran maupun di dalam

instalasi pengolahan air limbah itu sendiri. Keberadaannya di dalam air

permukaan dapat mengganggu kehidupan biota serta dapat mengganggu estetika

dengan terbentuknya materi-materi terapung dan lapisan film di atas permukaan

air (Metcalf & Eddy, 2004).9. Dissolve Oxygen (DO)

Oksigen terlarut diperlukan untuk respirasi semua mikroorganisme

aerobik serta bentuk kehidupan aerobik lainnya. Namun, hanya sedikit oksigen

yang terlarut dalam air. Jumlah aktual dari oksigen (dan gas lain) yang dapat hadir

dalam larutan diatur oleh (1) kelarutan gas, (2) tekanan parsial gas di atmosfer, (3)

suhu, dan (4) kemurnian (salinitas, padatan tersuspensi, dll) dari air.


35/102

16


Karena laju reaksi biokimia yang menggunakan oksigen meningkat

dengan meningkatnya suhu, oksigen terlarut-tingkat cenderung lebih kritis dalam

bulan-bulan musim panas. Karena pada bulan-bulan musim panas arus sungai

yang biasanya lebih rendah, dengan demikian jumlah total oksigen yang tersedia

juga lebih rendah. Kehadiran oksigen terlarut dalam air limbah dibutuhkan untuk

mencegah pembentukan bau berbahaya (Metcalf & Eddy, 2004)

10. Biological Oxygen Demand (BOD)

Biological Oxygen Demand (BOD) adalah banyaknya oksigen yang

diperlukan untuk menguraikan benda organic oleh bakteri aerobic melalui proses

biologis (biological oxidation) secara dekomposisi aerobik. Biological Oxygen

Demand (BOD) merupakan suatu analisa empiris yang mencoba mendekati secara

global proses-proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi di dalam air. Angka

BOD menggambarkan jumlah oksigen yang diperlukan oleh bakteri untuk

menguraikan (mengoksidasi) hampir semua senyawa zat organic yang terlarut dan

sebagian zat-zat organic yang tersuspensi di dalam air. Pemeriksaan BOD

dilakukan untuk menentukan beban pencemaran akibat buangan dan untuk

merancang sistem pengolahan biologis bagi air yang tercemar. Prinsip

pemeriksaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organic dengan oksigen di

dalam air, dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri. Sebagai hasil

oksidasi akan terbentuk karbon dioksida, air dan amoniak. Dengan demikian zat

organik yang ada dalam air diukur berdasarkan jumlah oksigen yang dibutuhkan

bakteri untuk mengoksidasi zat organis tersebut. (Alaerts dan Santika, 1987)

Hasil tes BOD digunakan; (1) untuk menentukan perkiraan jumlah

oksigen yang akan dibutuhkan untuk menstabilkan secara biologis bahan organik,

(2) untuk menentukan ukuran fasilitas pengolahan limbah, dan (3) untukmengukur efisiensi dari beberapa proses pengolahan, dan (4) untuk menentukan

kesesuaian dengan izin pembuangan air limbah. (Standard Method, 1998).

11. Chemical Oxygen Demand (COD)

Chemical Oxygen Demand atau kebutuhan oksigen kimiawi adalah

jumlah kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi zat-zat organic.

Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organic yang

secara alamiah dapat dioksidasi melaui proses mikrobiologis dan mengakibatkan


36/102

17


berkurangnya kandungan oksigen di dalam air. Hasil pengukuran COD dapat

dipergunakan untuk memperkirakan BOD ultimate atau nilai BOD tidak dapat

ditentukan karena terdapat bahan-bahan beracun.

Chemical Oxygen Demand (COD) merupakan analisis terhadap jumlah

oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada di dalam 1

liter sampel air dengan menggunakan mengoksidasi KcrO sebagai sumber

oksigen. Angka COD yang didapat merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh

organis, dimana secara alami dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologi

yang mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air (Alaerts dan

Santika, 1987).

Reaksi utama menggunakan dikromat sebagai agen pengoksidasi dapat

direpresentasikan secara umum dengan persamaan tidak seimbang berikut:

Material organik (CaH bOc) + Cr 2O7-2 + H+ catalyst heat Cr +3 + CO2 + H2O

Tes COD juga digunakan untuk mengukur bahan organik dalam limbah

industri dan kota yang mengandung senyawa yang beracun bagi kehidupan

biologis. COD limbah adalah, secara umum, lebih tinggi dari BOD karena

senyawa kimia lebih dapat teroksidasi daripada yang bisa teroksidasi secara

biologis. Untuk berbagai jenis limbah, adalah mungkin untuk mengkorelasikan

BOD dengan COD. Ini dapat sangat berguna karena COD dapat ditentukan dalam

tiga jam, dibandingkan dengan lima hari untuk BOD. Setelah korelasi telah

ditetapkan, pengukuran COD dapat digunakan untuk mengontrol instalasi

pengolahan dan operasi. (Standard Method, 1998)

12. Phospat

Fosfor juga penting untuk pertumbuhan alga dan organisme biologis

lainnya. Karena ganggang berbahaya yang terdapat di permukaan air, sehinggaterdapat kebutuhan untuk mengendalikan jumlah senyawa fosfor yang memasuki

perairan permukaan di pembuangan limbah domestik dan industri dan limpasan

alami. Kandungan phosphat yang tinggi menyebabkan suburnya algae dan

organisme lainnya. Phosphat kebanyakan berasal dari bahan pembersih yang

mengandung senyawa phosphat. Dalam industri kegunaan phosphat terdapat pada

ketel uap untuk mencegah kesadahan. Maka pada saat penggantian air ketel,

buangan ketel ini menjadi sumber phosphat.


37/102

18


Pengukuran kandungan phosphat dalam air limbah berfungsi untuk

mencegah tingginya kadar phosphat sehingga tidak merangsang pertumbuhan

tumbuh-tumbuhan dalam air. Sebab pertumbuhan subur akan menghalangi

kelancaran arus air. Pada danau suburnya tumbuh-tumbuhan air akan

mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dan kesuburan tanaman lainnya.

Air limbah kota, misalnya, dapat mengandung 4-15 mg/L fosfor dalam bentuk P.

(Metcalf & Eddy, 2004)

13. Kromium

Di alam terdapat 13 elemen logam berat yang merupakan elemen utama

polusi yang berbahaya, salah satunya adalah logam krom bervalensi VI. Di

Indonesia, logam krom (VI) termasuk dalam kategori limbah Bahan Beracun dan

Berbahaya (limbah B3). Senyawa kromium (VI) termasuk senyawa logam yang

paling banyak digunakan dalam industri karena kemampuan oksidasinya yang

kuat dan menghasilkan warna yang tahan lama. Tetapi jika senyawa kromium

(VI) terbuang ke lingkungan dan masuk ke dalam tubuh makhluk hidup maka

akan menimbulkan efek yang sangat berbahaya karena Cr (VI) bersifat

karsinogenik. Oleh sebab itu limbah cair yang mengandung senyawa kromium

(VI) harus diolah dengan cepat untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.

Cara yang paling tepat dalam menangani limbah cair yang mengandung

logam berat seperti kromium (VI) adalah dengan cara reduksi dan pemulihan /

perolehan kembali. Perolehan kembali kromium dari limbah cair untuk digunakan

kembali dapat memberikan keuntungan yaitu meminimasi kandungan polutan

dalam air limbah, juga mengurangi biaya pembelian bahan kimia. Sedangkan

reduksi kromium dilakukan supaya mengurangi kandungan kromium (VI) dalam

air limbah.Umumnya pengolahan limbah cair yang mengandung bahan berbahaya

seperti logam berat adalah dengan pengolahan secara kimia. Pengolahan ini

termasuk reaksi redoks (reduksi-oksidasi) ataupun dengan proses ion exchanger.

14.

Alkalinitas

Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan asamkuat sampai

suatu nilai pH tertentu, yang dapat dinyatakan dalam meq/L atau mg/L CaCO3

atau mg/L OH- atau mg/L CO3= atau mg/L HCO3

-. Alkalinitas secara umum


38/102

19


menunjukkan konsentrasi basa atau bahan yang mampu menetralisir keasamaan

dalam air. Secara khusus, alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang

menunjukkan kapasitas pem-bufffer-an dari ion bikarbonat, dan sampai tahap

tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam air. Alkalinitas dapat menimbulkan

busa pada uap dan kegetasan pada ketel.

15.

Besi (Fe)

Besi yang teroksida dalam air berwarna kecoklatan dan tidak larut,

menyebabkan penggunaan air menjadi terbatas. Air tidak dapat dipergunakan

untuk keperluan rumah tangga dan industri. Besi dapat berasal dari larutan batu-

batuan yang mengandung senyawa Fe atau Mn seperti pyrit, kematit, mangan dan

lain-lain.

Dalam limbah industri, besi berasal dari korosi pipa-pipa air, material

logam sebagai hasil reaksi elektro kimia yang terjadi pada permukaan. Air yang

mengandung padatan larut mempunyai sifat mengantarkan listrik dan ini

mempercepat terjadinya korosi.

16. Seng (Zn)

Zinc adalah unsur yang sangat essensial dalam hidup manusia, dalam

jumlah kecil tentunya, sebagai bahan bakar enzim untuk produksi darah merah.

Bagi tumbuhan, zinc diperlukan untuk biosintesis dari nucleus acid dan

pembentukan polipeptida. Disisi lain dalam jumlah yang melampaui batas, yaitu

melebihi 3 mg/liter, zinc menjadi zat beracun , ditambah dengan Cadmium

bersama sama dalam air karena efek sinergi dari keduanya. Sumber utama polusi

Zinc adalah operasi penambangan, produksi metal sekunder (pengelasan),

pembakaran batubara, pemakaian ban karet, dan limbah pupuk fosfat. Oleh

karenanya, penghilangan zinc dari air limbah menjadi penting. Beberapa carauntuk menghilangkannya yaitu dengan presipitasi, Koagulasi, kompleksasi,

pertukaran ion, ozonisasi, elektroplating dan elektrodialisis.

17. Tembaga (Cu)

Tembaga dengan nama kimia Cupprum dilambangkan dengan Cu, unsur

logam ini berbentuk kristal dengan warna kemerahan. Dalam tabel periodic

unsure-unsur kimia tembaga menempati posisi dengan nomor atom (NA) 29 dan

mempunyai bobot atom (BA) 63,546. Unsur tambahan di alam ditemukan dalam


39/102

20


bentuk persenyawaan atau dalam senyawa padat dalam bentuk mineral. Dalam

badan perairan laut tembaga dapat ditemukan ion seperti CuCO3, CuOH, dan

sebagainya.

2.5.2 Pengolahan Air Bersih Eksisting

Pengolahan air merupakan bagian dari komponen dalam proses PLTU.

Bagi PLTU, air memegang peranan sangat penting karena air digunakan sebagai

media kerja yang diproses untuk membentuk uap (steam). Selain itu, air juga

digunakan sebagai media pendingin peralatan-peralatan yang digunakan di PLTU

sehingga kualitas air tidak boleh diabaikan.

Air yang disirkulasikan di dalam PLTU harus memenuhi kriteria-kriteria

tertentu. Jika kualitas air diabaikan, maka akan timbul beberapa masalah yang

tidak diinginkan dan akan mengganggu proses produksi listrik. Begitu juga

dengan air limbah, sebelum dibuang harus diolah terlebih dahulu dan proses

pembuangannya juga harus diatur dengan baik agar tidak mencemari lingkungan

di sekitarnya. Berikut bagian-bagian dari pengolahan air bersih dalam PLTU :

1. Desalination Plant

Desalinasi merupakan proses menghilangkan atau mengurangi padatan

terlarut (Total Dessolve Solid /TDS) yang umumnya dalam bentuk garam dari air

(air laut, air payau) sehingga menjadi air tawar (PRTK, 2008). Teknologi

desalinasi yang banyak diterapkan di dunia terbagi menjadi 2 (dua), yaitu

teknologi desalinasi yang menggunakan penguapan/thermal dan teknologi yang

menggunakan membrane yaitu reverse osmosis (RO). Pada dasarnya teknologi

desalinasi berbasiskan thermal terbagi menjadi 3 (tiga) sistem, yaitu Multi Stage

Flash (MSF), Multi Effect Distillation (MED), dan Vacuum Vapour Distillation(VVC)/Distilasi Pemampatan Uap. Prinsip kerja dari teknologi thermal ini adalah

menggunakan prinsip-prinsip penguapan dengan tekanan serta kondensasi untuk

menghasilkan air tawar.

2.

Raw Water Tank

Raw Water Tank adalah tangki untuk menyimpan air hasil desalinasi. Air

tersebut dipompa ke tangki penampung (raw water tank). Sedangkan air laut sisa


40/102

21


dari tingkat kesebelas mengandung kadar garam dengan konsentrasi tinggi

sehingga dibuang dengan menggunakan pompa brine.

3. Demin Plant

Air yang diperoleh dari proses desalination plant yang ditampung dengan

raw water tank belum memenuhi syarat untuk pengisian boiler sehingga perlu

diolah kembali melalui peralatan water treatment . Dari raw water tank , air

dipompa ke water treatment , yaitu Demin Plant yang selanjutnya air tersebut

melalui pre-filter air dan juga diberi mix bed polisher yang terdapat bahan kimia

anion resin yang dapat mengikat ion negatif dan kation resin yang dapat mengikat

ion positif. Ion-ion yang terdapat pada water tank adalah ion positif Na+ dan ion

negatif Cl-. Dengan banyaknya ion yang menempel pada mix bed polisher, maka

kemungkinan besar air menjadi jenuh sehingga mempengaruhi proses

penyaringan. Untuk itu perlu dihilangkan dengan menggunakan hydrolic acid,

cautic sods, dan dibantu panas uap dari boiler. Air yang telah dihilangkan

mineralnya (demineralized water) selanjutnya dipompa ke Destilation Tank.

4. Destilation Tank/Make Up Water Tank

Tangki ini untuk menampung air dari Demin Plant yang telah

dihilangkan mineralnya sehingga memiliki nilai konduktivitas yang rendah. Air di

tangki penambah (make up water tank) ini selanjutnya akan digunakan dalam

proses berikutnya untuk air penambah atau pengisi di boiler.

2.6 Pengelolaan dan Daur Ulang Limbah Cair

2.6.1 Latar Belakang Daur Ulang Air Limbah

Potensi dan ketersediaan air di Indonesia saat ini diperkirakan sebesar

15.000 meter kubik perkapita per tahun atau jauh lebih tinggi dari rata-rata pasokan dunia yang hanya 8.000 m3/kapita/tahun. Pulau Jawa pada tahun 1930

masih mampu memasok 4.700 m3/kapita/tahun. Namun, saat ini total potensinya

sudah tinggal sepertiganya (1500 m3/kapita/tahun). Pada tahun 2020 total

potensinya diperkirakan tinggal 1200 m3/kapita/tahun. Dari potensi alami ini,

yang layak dikelola secara ekonomi hanya 35% atau 400 m3/kapita/tahun. Angka

ini jauh dibawah angka minimum PBB, yaitu sebesar 1.000 m3/kapita/tahun.


41/102

22


Menurut Water Resources Development (1990), tahun 1990 Pulau Jawa

sudah mengalami defisit air, dari kebutuhan 66.336 juta m3 tahun hanya bisa

disediakan 43.952 juta m3/tahun. Joko Pitono (2003) mengkaji bahwa pada musim

kemarau pada tahun 1993, 75% Pulau Jawa sudah mengalami kekeringan akibat

defisit air dan diperkirakan defisit air akan meningkat pada tahun 2000 menjadi

56%. Sedangkan berdasarkan Kementerian Negara Lingkungan Hidup tahun

1997, dalam neraca airnya menyatakan bahwa secara nasional belum terjadi

defisit air, tetapi khusus untuk Jawa dan Bali sudah terjadi defisit tahun 2000 dan

tahun 2015 bertambah dengan wilayah Sulawesi dan NTT.

Melihat kondisi yang dijelaskan diatas, maka perlu adanya solusi

bagaimana mendapatkan alternatif sumber air. Salah satu alternatif yang tersedia

secara luas dan terjangkau secara ekonomis adalah melakukan daur ulang air

limbah. Upaya daur ulang air limbah sebagai sumber alternatif air bersih

didukung oleh beberapa alasan yang rasional sebagai berikut (Metcalf & Eddy,

2007):

1. Air merupakan sumber daya terbatas.

2. Pengetahuan tentang daur ulang air sudah ada dan tinggal

mengembangkannya.

3. Kualitas air daur ulang sesuai untuk aplikasi non-potable.

4.

Untuk mencapai tujuan sumber daya air yang berkelanjutkan, perlu untuk

menggunakan air secara efisien.

5. Produksi air daur ulang membutuhkan energi yang efisien.

6. Air daur ulang mendukung upaya perlindungan lingkungan dengan

mengurangi jumlah efluen air limbah yang dibuang ke badan air.

2.6.2 Bentuk Pemanfaatan Air Hasil Daur Ulang Air Limbah

Air hasil dari daur ulang air limbah dapat digunakan untuk keperluan

utilitas manusia tergantung kualitas air yang dihasilkan, seperti menyiram

tanaman atau irigasi, flushing toilet bahkan air minum. Kualitas air daur ulang

yang dihasilkan ini tergantung dari proses teknologi yang digunakan. Bentuk

pemanfaatan air daur ulang yang umum dilakukan adalah sebagai berikut:


42/102

23


1. Aktivitas Industri

Penggunaan air hasil daur ulang lainnya yang cukup banyak dilakukan

adalah untuk keperluan industri, terutama untuk pendingin, boiler dan kebutuhan

proses industri lainnya. Kebutuhan air untuk kegiatan industri sangat besar,

sehingga pemanfaatan air hasil daur ulang sangat dibutuhkan. Masalah yang

umum terjadi akibat penggunaan air di industri seperti timbulnya kerak ( scale)

korosi, dan kontaminasi..

Pertimbangan dalam penggunaan air daur ulang untuk industri antara

lain:

1. Timbulnya aerosol dari menara pendingin (cooling tower ) yang membawa

mikroorganisme patogen.

2 Keamanan produk manufaktur, air daur ulang dengan kualitas rendah tidak

dapat digunakan dalam kegiatan manufaktur.

Untuk mengetahui panduan dari Environment Protection Agency (EPA)

untuk penggunaan air daur ulang untuk industri, dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Industri

Jenis Daur

Ulang

Jenis

Pengolahan Kualitas Pengawasan Jarak

Menara

pendingin

resirkulasi

- Sekunder

- Disinfeksi

- Koagulasi

dan filtrasi

jika

dibutuhkan

- Tergantung rasio

resirkulasi

- pH = 6 – 9 - BOD ≤ 30 mg/l - TSS ≤ 30 mg/l - Fecal Coli /100mL

≤ 200 - Residu Cl2 ≤ 1

mg/l

- pH – mingguan

- BOD – mingguan

- TSS – harian - Coliform – harian

- Residu Cl2 – terus-

menerus

- 90 m dari

daerah

yang

banyak

diakses

publik

Menara

pendingin Sekunder

- pH = 6 – 9 - BOD ≤ 30 mg/l - TSS ≤ 30 mg/l

- Fecal Coli / 100mL

≤ 200 - Residu Cl2 ≤ 1

mg/l

- pH – mingguan

- BOD – mingguan

- TSS – harian - Coliform –

harian

- 90 m dari

daerah

yang

banyak

diakses

publik

Sumber: Metcalf & Eddy, 2007


43/102

24


2. Pengisian Kembali (Rechange) Air Tanah

Groundwater recharge bertujuan untuk mencegah/memperbaiki

penurunan permukaan air tanah, sehingga amblesan tanah dapat dipulihkan.

Selain itu juga bertujuan uutuk mencegah terjadinya instrusi air laut di zona

pantai. Groundwater recharge dilakukan melalui bak penyebar, atau diinjeksi

secara langsung ke bagian aquifer air tanah. Pertimbangan dalam pengisian air

tanah menggunakan air daur ulang antara lain:

1. Pengkarakteristikan aquifer untuk air minum ( potable) dan non-potable.

2. Pengisian aquifer nonpotable, memastikan bahwa air tidak berpindah ke

bagian aquifer potable.

3.

Pengisian aquifer potable, tingkat pengolahan harus disesuaikan sehingga

aman untuk dikonsumsi.

4. Desain proses pengolahan dan hal-hal yang berkaitan dengan injeksi aquifer

secara langsung.

Untuk mengetahui panduan dari Environment Protection Agency (EPA) untuk

penggunaan air daur ulang untuk pengisian air tanah, dapat dilihat pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Pengisian Air Tanah

Jenis Daur

Ulang

Jenis


Pengisian air

tanah ke

aquifer

nonpotable

- Sesuai dengan

penggunaan air

tanah

- Sekunder

- Filtrasi

- Disinfeksi

Sesuai

penggunaan air

tanah dan

kondisi lokasi

Tergantung

pengolahan

yang dilakukan

dan penggunaan

air tanah

Pengisian air

tanah ke

aquifer

potable

- Sekunder dan

disinfeksi

- Filtrasi dan

pengolahan

lanjutan

Sesuai dengan

standar air

minum

- pH – harian - Coliform –

harian

- Residu Cl2 -

terus-menerus

150 m dari

sumur

ekstraksi


3. Kebutuhan Nonpotable (Keperluan Umum)

Air hasil daur ulang limbah dapat digunakan untuk kebutuhan umum

meliputi air pemadam kebakaran, pendingin mesin (air conditioner/AC ),


44/102

25


pembersih toilet, air konstruksi, dan penyiram saluran sanitasi. Sebagai

pertimbangan ekonomi, penggunaan ini tergantung pada lokasi pengolahan daur

ulang air limbah dan apakah dapat diaplikasikan secara bersamaan dengan

aplikasi air daur ulang lain seperti air untuk penyiraman lahan. Pertimbangan

dalam penggunaan air daur ulang untuk kebutuhan nonpotable:

a.

Identifikasi jalur atau pipa yang membawa air daur ulang.

pengontrolan sambungan yang berpotongan dengan air minum (cross

connection).

Kualitas air daur ulang.

Desain dan konstruksi sistem distribusi.

Untuk mengetahui panduan dari Environment Protection Agency (EPA) untuk

penggunaan air daur ulang untuk kebutuhan nonpotable, dapat dilihat pada Tabel

2.6.

Tabel 2.6 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Kebutuhan Nonpotable

Jenis Daur

Ulang

Jenis


Air pencuci

kendaraan, penyiram toilet,

sistem pemadam

kebakaran, air

pendingin

ruangan

- Sekunder

-

Filtrasi - Disinfeksi

- pH = 6-9

-

BOD ≤ 10 mg/l - Kekeruhan ≤ 2 NTU

- Tidak terdapat

Fecal Coli /

100ml

- Residu Cl2 ≤ 1mg/l

- pH –

mingguan - BOD –

mingguan

- Kekeruhan – terus-menerus

- Coliform – harian

- Residu Cl2 – terus-menerus

15 m dari

sumber airminum


2.6.3 Daur Ulang di PLTU Muara Karang

PT. Pembangkitan Jawa Bali (PJB) Unit Pembangkit Muara Karang

merupakan industri pemerintah yang bergerak di bidang energi dan kelistrikan.

Industri seperti ini biasanya menghasilkan limbah yang cukup berbahaya jika

tidak diolah. Oleh karena itu, dibutuhkan pengolahan yang baik agar output

limbah yang dihasilkan aman untuk dibuang.


45/102

26


Menurut PP No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan

Pengendalian Pencemaran Air, klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 (empat)

kelas :

1. Kelas satu, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum,

dan atau peruntukan lain yang imempersyaratkan mutu air yang sama dengan

kegunaan tersebut;

2. Kelas dua, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana

rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi

pertanaman, dan atau peruntukkan lain yang mempersyaratkan mutu air yang

sama dengan kegunaan tersebut;

3. Kelas tiga, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan

air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain

yang mempersyaratkan air yang sama dengan kegunaan tersebut;

4. Kelas empat, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi,

pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama

dengan kegunaan tersebut.

Effluent IPAL di PLTU Muara Karang pada kenyataannya langsung

dibuang ke laut setelah dipastikan aman dan sesuai baku mutu. Namun, PLTU

Muara Karang menginginkan untuk mengkonservasi air dengan memanfaatkan

kembali air hasil pengolahan IPAL sehingga dapat menghemat air, biaya, dan

ramah lingkungan.

Kualitas air untuk dimanfaatkan kembali sebagai air servis dan air

cadangan mengacu pada PP no. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air

dan Pengendalian Pencemaran Air, kualitas air yang dibutuhkan sesuai dengan

kualitas air kelas II, yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan ,air untuk

mengairi pertanaman, dan atau peruntukkan lain yang mempersyaratkan mutu air

yang sama dengan kegunaan tersebut. Untuk air servis peruntukannya digunakan

untuk air pencucian, flushing toilet, dan lainnya. Untuk air hidran dan cadangan,

air hasil olahan tersebut dimasukkan ke dalam tangki untuk penyimpanan dan

penyaluran lebih lanjut.


46/102

27


2.7 Teknologi Pengolahan Daur Ulang Air Limbah

Untuk memenuhi standar pengaplikasian air daur ulang, air limbah harus

melalui pengolahan mulai dari pengolahan primer, sekunder, tersier sampai

pengolahan lanjutan jika diperlukan. Pentingnya kualitas air dalam pengolahan

dan pengaplikasian daur ulang air limbah diperlukan teknologi yang berbeda

maupun kombinasi teknologi untuk mencapai tingkat penyisihan konstituen yang

diharapkan. Kebutuhan daur ulang dari efluem IPAL PLTU Muara Karang yaitu

untuk air servis dan air cadangan mensyaratkan kualitas air sesuai dengan baku

mutu air kelas II PP No. 82 Tahun 2001.

Setiap unit pengolahan memiliki fungsi yang berbeda dan mampu

menyisihkan komponen yang berbeda pula. Pemilihan jenis teknologi yang

digunakan perlu memperhatikan faktor-faktor penting berikut (Metcalf & Eddy,

2007):

1.

Jenis pengaplikasian air daur ulang

2. Karakteristik air limbah

3. Target dan persyaratan air daur ulang

4. Konstituen pencemar

5.

Kesesuaian dengan pengolahan existing

6. Fleksibilitas proses

7.

Operasional dan perawatan

8. Energi yang dibutuhkan

9. Persyaratan kimia, seperti penambahan zat kimia

10. Membutuhkan operator atau dilakukan secara otomatis

11. Pertimbangan lingkungan

Menurut Nusa Idaman Said (2006), beberapa unit pengolahan lanjutanyang biasa digunakan pada daur ulang limbah cair yaitu adsorpsi karbon aktif,

proses filtrasi dengan membran, ozonasi, dan klorinasi. Pada penelitian ini,

penulis menggunakan pilihan berupa tiga unit untuk mendaur ulang air yaitu

reverse osmosis, mikrofiltrasi, dan ultrafiltrasi. Unit proses dan operasi dalam

aplikasi daur ulang air limbah dibandingkan dengan jenis konstituen yang

disisihkan dapat dilihat pada Tabel 2.7.


47/102

28


Tabel 2.7 Jenis Unit Operasi dan Proses Pengolahan

Unit operasi dan proses

Konstituen

P a d a t a n t e r s u s p e n s

i

P a d a t a n K o l o i d

M a t e r i o r g a n i k

M a t e r i o r g a n i k t e r l a r u t

N i t r o g e n

F o s f o r

K o n s t i t u e n s i s a

T D S

B a k t e r i

P r o t o z o a

V i r u s

Mikrofiltrasi x x x x x

Ultrafiltrasi x x x x x x

Penyerapan karbon aktif x x

Reverse osmosis x x x x x x x x


Berdasarkan Tabel 2.7 di atas, unit mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi memiliki

penyisihan konstituen yang hamper sama. Namun, ultrafiltrasi dapat

menghilangkan virus yang tidak dapat dihilangkan oleh mikrofiltrasi. Unit karbon

aktif dapat menghilangkan konstituen yang berbeda dari mikrofiltrasi dan

ultrafiltrrasi, yaitu materi organik terlarut dan konstituen sisa.

2.7.1 Reverse Osmosis

Teknologi konvensional untuk pengolahan daur ulang dianggap tidak

mampu mereduksi komponen/kontaminan sehingga tidak lagi dipertimbangkan

sebagai pengolahan yang potensial untuk kesehatan masyarakat. Teknologi

penjemihan air yang belakangan ini berkembang pesat adalah teknologi

membran. Ada beberapa jenis membran untuk pengolahan air, yaitu mikrofiltrasi,

ultrafiltrasi, nanofiltrasi, dan reversed osmosis (Metcalf and Eddy, 2007).

Proses reverse osmosis pada prinsipnya adalah kebalikan proses osmosis.

Dengan memberikan tekanan larutan dengan kadar garam tinggi (concentrated

solution) supaya terjadi aliran molekul air yang menuju larutan dengan kadar

garam rendah ( dilute solution ). Pada proses ini molekul garam tidak dapat

menembus membrane semipermeable, sehingga yang terjadi hanyalah aliran

molekul air saja. Melalui proses ini, kita akan mendapatkan air murni yang


48/102

29


dihasilkan dari larutan berkadar garam tinggi. Inilah prinsip dasar reverse

osmosis.

Berdasarkan penjelasan sederhana diatas, dalam proses reverse osmosis

minimal selalu membutuhkan dua komponen yaitu adanya tekanan tinggi ( high

pressure ) dan membrane semi permeable. Itulah alasan kenapa pada mesin

r everse Osmosis modern, membran semi permeable dan pompa tekanan tinggi (

high pressure pump ) menjadi komponen utama yang harus ada. Proses reverse

osmosis dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Proses Reverse Osmosis

Sumber: www.profil.waterindonesia.com

Pada saat proses reverse osmosis molekul air mengalir menembus

membrane semi permeable, akan tetapi pada saat yang bersamaan molekul garam

tertahan di wadah sebelah kiri karena molekul garam tidak mampu melewati

membran semi permeable. Sehingga setelah beberapa waktu, terjadi pengurangan

vlolume air yang ada di wadah sebelah kiri, sementara itu jumlah garam tetap

sama. Hal ini mengakibatkan konsentrasi garam menjadi meningkat tajam.

Peningkatan konsentrasi ini akan terus berlanjut seiring berkurangnya jumlah air.

Peningkatan konsentrasi garam inilah yang akan menjadi penyebab utama

“scaling” di membrane semi permeable. Scaling sendiri merupakan peristiwa

dimana terbentuknya padatan / endapan yang disebabkan pertemuan antara ion

Flow

Pressure

http://www.profil.waterindonesia.com/http://www.profil.waterindonesia.com/http://www.profil.waterindonesia.com/


49/102

30


positif dan ion negatif. Misalnya ion Calsium yang bereaksi dengan ion karbonat,

akan menghasilkan padatan Calsium Carbonat. Pada saat konsentrasi ion Calsium

dan Carbonate di air masih sangat rendah, kedua ion ini tidak bisa bereaksi

membentuk padatan. Tetapi pada saat konsentrasinya meningkat tajam ( karena

semakin berkurangnya jumlah molekul air ), maka terbentuklah endapan. Endapan

yang terbentuk ini bisa menempel pada permukaan membran dan menjadi

penyebab terjadinya kebuntuan pada membrane. Pada sistem Reverse Osmosis

masalah utama yang sering terjadi adalah kebuntuan membrane (membrane

blocked). Secara umum penyebab terjadinya kebuntuan membrane dapat

dikategorikan menjadi dua, yaitu Scaling dan Fouling. Fouling sendiri terjadi

disebabkan karena adanya beberapa zat tertentu di dalam air yang memiliki

kecenderungan dapat menempel di permukaan membrane. Misalnya zat organik,

zat besi, silika, dan masih banyak lagi.

2.7.2 Mikrofiltrasi

Membran mikrofiltrasi (MF) dapat dibedakan dari membran reverse

osmosis (RO) dan ultrafiltrasi (UF) berdasarkan partikel yang dapat

dipisahkannya. Membran mikrofiltrasi dapat dibuat dari berbagai macam material,

baik organik maupun anorganik. Membran anorganik banyak digunakan karena

ketahanannya pada suhu tinggi dan zat kimia. Membran MF memiliki ukuran pori

antara 0,05-10 μm dan tebal antara 10-150 μm. Untuk karakteristik operasional

membran dapat dilihat pada Tabel 2.8.

Tabel 2.8 Karakteristik Operasional berbagai Membran

Membran

Process

Flux Rate

(L/m2.d)

Tekanan

operasi (kPa)

Konsumsi Energi

(kWh/m3)

Product

recovery(%)

Mikrofiltrasi 405 – 1600 7 – 100 0,4 94 – 98

Ultrafiltrasi 405 – 815 70 – 700 3 70 – 80

Nanofiltrasi 200 – 800 500 – 1000 5,3 80 – 90*

Daur Ulang Dengan Metode AHP

Documents

Transcript of Daur Ulang Dengan Metode AHP