EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO...

51
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Oleh : TOMY MAHENDRA YURI ASMORO NIM: I 8705027 PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL INFRASTRUKTUR PERKOTAAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

Transcript of EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO...

Page 1: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO

PDAM KOTA SURAKARTA

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma III

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Oleh :

TOMY MAHENDRA YURI ASMORO

NIM: I 8705027

PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL INFRASTRUKTUR PERKOTAAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

Page 2: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

Persetujuan

Tugas Akhir Mahasiswa

TOMY MAHENDRA YURI ASMORO

I 8705027

Dengan Judul :

EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO

PDAM KOTA SURAKARTA

Disetujui pembimbing

Hari :

Tanggal :

Mengetahui,

Ketua Program DIII Teknik Sipil Pembimbing Tugas Akhir

Ir. Slamet Prayitno, MT. Ir. Sulastoro RI, M.Si NIP. 131 568 282 NIP. 131 568 289

Page 3: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

LEMBAR PENGESAHAN

EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA

TUGAS AKHIR

Dikerjakan oleh : TOMY MAHENDRA YURI ASMORO

NIM: I 8705027

Dipertahankan di depan Tim Penguji Ujian pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi sebagian persyaratan untuk mendapat gelar Ahli Madya. Pada hari : Tanggal : Dipertahankan di depan tim penguji :

1. Ir.SULASTORO RI, MSi (......................................) NIP. 19521105 198601 1 001

2. Ir. SOLICHIN, MT (......................................) NIP. 19600110 198803 1 002

3. Ir. SITI QOMARIYAH, MSc. (......................................) NIP. 19580615 198501 2 001 Disahkan, Disahkan,

Ketua Jurusan Teknik Sipil Ketua Program D-III Teknik Fakultas Teknik UNS Jurusan Teknik Sipil FT UNS

Ir. BAMBANG SANTOSA, MT Ir. SLAMET PRAYITNO, MT NIP. 19590823 198601 1 001 NIP. 19531227 198601 1 001

Mengetahui, Pembantu Dekan I

Fakultas Teknik UNS

Ir. NOEGROHO DJARWANTI, MT

NIP. 19561112 198403 2 007

Page 4: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

MOTTO : Manusia yang paling disukai Allah adalah manusia yang paling bermanfaat bagi manusia lain (HR. Muslim) Akal budi tanpa pengetahuan adalah laksana tanah tak diolah, atau raga manusia yang kekurangan makanana (Kahlil Gibran) · Tidak ada kata “tak bisa” sebelum kita mencoba dan segala sesuatu tak sepeti yang kita

pikirkan sebelum apa yang direncanakan kita jalankan

· “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau, tetapi Tuhan akan selalu

memberikan apa yang kita butuhkan”

· Tetap percaya bahwa : “sestelah kesulitan pasti ada kemudahan”

· Hadapi segala sesuatu dengan senyum walaupun sesulit apapun

(Penulis)

Page 5: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

PERSEMBAHAN

1. Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan jalan kemudahan dan

nikmat kepada hambamu ini.

2. Tak cukup ucapan terima kasihku untukmu Ibu, kaulah segalanya dan aku tak

mampu untuk membalas segala yang telah engkau berikan. Semoga ini sedikit

bisa membuatmu tersenyum.

3. Terima kasih kepada Bapak tercinta yang telah memberi doa, kasih sayang,

materi, serta dorongan moral maupun spiritual yang tiada henti.

4. Terima kasih untuk adiku Bayu (Gendut) dan semua saudara – saudaraku yang

juga selalu memberi semangat, kasih sayang serta selalu ada dalam suka dan

sedih.

5. Untuk Almamaterku UNS serta teman – teman satu angkatan.

6. Teman-teman Surveyor Jaringan Suara Indonesia, tanpa kalian aku tidak akan

pernah ada di sini.

7. Untuk teman-teman sibuk bareng Saref, Didik, Shiro, Aga, Aris dan yang

lainnya.

8. Untuk teman–teman kos Rajawali (Mada, Pete, Ihsan, Fery, Wahyu, Bondan,

Yonas, dan semua penghuni Kos Rajawali) yang selalu memberi hiburan dan

motivasi agar cepat lulus, kalian memberiku pelajaran yang berarti.

9. Untuk semua sahabatku Kebakkramat (Jojo, khinthil, dan semuanya) terima kasih

untuk semuanya

10. Untuk teman-teman di rumah, teman berbagi cerita.

11. Dan semua teman yang tidak bisa disebutkan semua, terima kasih atas perhatian,

semangat dan bantuannya.

Page 6: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah penuliis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan Rahmat dan hidayah-Nya, Sholawat dan Salam teruntuk makhluk

Illahi, Muhammad SAW, yang dengan perjuangannya telah dapat mengantarkan umat

pilihan terakhir untuk semua umat manusia demi menuju Ridho-Nya. Maka penulis

sangat bersyukur karena telah dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini sesuai

dengan yang diharapkan.

Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul, “Efisiensi Unit Pengolah Limbah Cair

Mojosongo PDAM Kota Surakarta”, ini penulis susun untuk memenuhi salah satu

syarat untuk kelulusan di Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhhir ini masih terdapat

banyak kekurangan, walaupun telah diusahakan semaksimal mungkin untuk

kesempurnaannya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik

yang bersifat membangun demi perbaikan penulisan laporan pada masa mendatang.

Penyusunan laporan tugas akhir ini tidak dapat terwujud tanpa adanya bimbingan,

arahan dan bantuan dari berbagai pihak maka dari itu dalam kesempatan ini pula

penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada yang

terhormat :

1. Bapak Ir. Mukahar, MSCE. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

2. Ir. Bambang Santosa, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT. selaku Ketua Program D III Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bapak Purnawan Gunawan, ST., MT. selaku Sekretaris Program D III Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Page 7: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

5. Bapak Ir. Sulastoro RI, M.Si selaku Dosen Pembimbing yang telah berkenan

memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan laporan tugas akhir.

6. Ibu Siti Qomariyah, M. Sc. selaku pembimbing akademik.

7. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta yang

telah memberikan materi selama perkuliahan yang juga bermanfaat dalam

penyusunan laporan tugas akhir ini.

8. Seluruh Staf dan karyawan Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Unit

Pengolahan Air Kotor Surakarta.

9. Kedua orang tua dan keluargaku yang telah memberikan semua yang terbaik

demi kelancaran selama perkuliahan dan selama penyusunan tugas akhir ini.

10. Rekan – rekan di Teknik Sipil yang telah memberikan bantuan dan arahan selama

penyusunan laporan tugas akhir ini.

11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu

dalam penyusunan laporan tugas akhir ini.

Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih yang sebesar – sebesarnya atas semua

bantuan yang telah diberikan, semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan Rahmat

dan Hidayah-Nya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga laporan hasil tugas akhir ini dapat bermanfaat

bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya, Amiin.

Surakarta, Juli 2010

Penyusun

Page 8: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

ABSTRAK

Tomy Mahendra Yuri Asmoro, 2010. Efisiensi Unit Pengolah Limbah Cair Mojosongo PDAM Kota Surakarta. Tugas Akhir, Program Diploma III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Limbah cair merupakan bahan buangan yang harus dikelola dengan baik agar tidak mencemari lingkungan. Air limbah yang dihasilkan dari aktivitas manusia antara lain berupa limbah industri yang dihasilkan dari aktivitas industri dan air limbah domestik yang dihasilkan dari segala aktivitas rumah tangga Tingginya tingkat pencemaran domestik memberikan dampak signifikan terhadap kualitas kesehatan masyarakat yang tinggal di sepanjang bantaran sungai karena banyak melakukan aktifitas disekitar sungai, seperti mandi dan mencuci. Oleh karena itu perlu adanya pengelolaan yang terpadu dan berkesinambungan agar tidak menimbulkan masalah. Maka diperlukan adanya penataan dan perbaikan sistem sanitasi. Penelitian dilakukan dilakukan di IPAL Mojosongo dan air luapan dari daerah pelayanan.

Penelitian dilakukan untuk mengetahui besar efisiensi pengolahan limbah pada IPAL Mojosongo. Data yang berpengaruh yaitu nilai pH, BOD dan TSS air limbah domestik di influen dan efluen IPAL Mojosongo. Metode penelitian yang digunakan dalam pengumpulan data sampai dengan perhitungan meliputi persiapan dengan melaksanakan studi pustaka, pengumpulan data sekunder dan perhitungan matematis dengan rumus terkait, untuk mengetahui nilai pH, BOD dan TSS di influen dan efluen mengetahui besar efisiensi pengolahan IPAL Mojosongo

Berdasar penelitian dan analisis yang dilakukan, didapatkan nilai pH berkisar 7,6-7,9. Nilai BOD influen sebesar 60,46- 135,85 mg/l dan nilai TSS yang keluar dari IPAL Mojosongo adalah 10-80 g/m3. Nilai konstanta reaksi tingkat pertama adalah antara 2,679194-7,773596/hari. Efisiensi pengolahan TSS adalah 11,1111-85,7143% dan efisiensi pengolahan BOD adalah rata-rata 72-90,6514538%. Efisiensi diatas 50% menunjukkan bahwa sistem pengolahan di IPAL Kedung Tungkul Mojosongo telah berlangsung dengan baik.

Kata kunci : Limbah Cair, Efisiensi, Unit Pengolah Limbah

Page 9: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

ABSTRACT Tomy Mahendra Yuri Asmoro, 2010. The efficiency of Mojosongo liquid waste processor unit of Surakarta city’s PDAM. Final Project, Diploma III Program of Urban Infrastructure Civil Engineering, Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. Liquid waste is the disposal material that should be managed well in order not to contaminate the environment. Liquid waste produced from the human being’s activity includes industry waste produced from industry activity and domestic waste liquid produced from all household activities. The domestic contamination level exerts significant effect on the society’s health quality living along the band of river because they do many activities, such as taking a bath and washing, around the river. For that reason, there should be integrated and sustainable management in order not to result in problem. There should be sanitation system arrangement and improvement. The research was done in Mojosongo IPAL and water overflow from the service area. This research was done to find out the efficiency of waste management in Mojosongo IPAL. The influential data included pH, BOD, and TSS values of domestic liquid water in IPAL Mojosongo Influent and Effluent. The research method used in collecting data up to the estimation included preparation by doing library study, secondary data collection and mathematical calculation using the related formula, in order to find out the pH, BOD and TSS values in the influent and effluent to find out the efficiency of IPAL Mojosongo management. Considering the research and analysis that has been conducted, it can be found the pH value of 7.6-7.9. BOD value of influent is 60.46-13.85 mg/l and TSS value released from IPAL Mojosongo is 10-80 g/m3. The constant value of first order reaction is 2.679194-7.773596/day. Efficiency of TSS management is 11.1111-85.7143% and efficiency of BOD management is 72-90.6514538%. Efficiency above 50% shows that the management system in IPAL Kedung Tungkul Mojosongo has proceeded well. Keywords: Liquid waste, Efficiency, Waste Processor Unit.

Page 10: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... iii

HALAMAN MOTTO ...................................................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... v

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

ABSTRAK ....................................................................................................... vii

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

DAFTAR ISI ................................................................................................... x

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

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

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

B. Rumusan Masalah .................................................................... 3

C. Batasan Masalah ....................................................................... 3

D. Tujuan ...................................................................................... 4

E. Manfaat ..................................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka ...................................................................... 5

1. Pengertian Air Limbah ....................................................... 5

2. Pengolahan Limbah............................................................ 6

3. Limbah Domestik ............................................................... 7

4. Karakteristik Air Limbah Domestik .................................. 7

Page 11: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

5. Efisiensi Sistem Pengolahan .............................................. 10

6. Sistem Penyaluran Air Limbah .......................................... 10

7. Baku Mutu Air ................................................................... 11

8. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) ......................... 12

B. Dasar Teori .............................................................................. 14

1) Menentukan Nilai pH, BOD5 dan TSS .............................. 14

2) Produksi dan Volume Lumpur ........................................... 16

3) Analisis Keseimbangan Massa........................................... 17

4) Analisis Data BOD ............................................................ 19

5) Efisiensi Sistem Pengolahan .............................................. 20

BAB III. METODOLOGI

A. Persiapan .................................................................................. 21

B. Lokasi Penelitian ...................................................................... 21

C. Pengumpulan Data ................................................................... 21

D. Metode ..................................................................................... 22

E. Analisis Laboratorium.............................................................. 22

1. Pengambilan Contoh Air .................................................... 22

2. Pemeriksaan pH ................................................................. 22

3. Pemeriksaan BOD5 ............................................................ 23

4. Perhitungan Konstanta Reaksi Tingkat Pertama ................ 24

5. Pemeriksaan Padatan Tersuspensi ..................................... 25

F. Analisis Data ............................................................................ 26

BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengumpulan Data .......................................................... 27

B. Analisis Data ............................................................................ 28

1. Perhitungan Konstanta Reaksi Tingkat Pertama ................ 28

2. Analisis pH ......................................................................... 29

3. Analisis BOD ..................................................................... 29

Page 12: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

4. Perhitungan Efisiensi ......................................................... 31

C. Pembahasan

1. Kualitatas Air ..................................................................... 32

a. pH ................................................................................. 32

b. BOD ............................................................................. 32

c. TSS ............................................................................... 33

2. Konstanta Reaksi Tingkat Pertama .................................... 33

3. Efisiensi .............................................................................. 33

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan .............................................................................. 34

B. Saran......................................................................................... 35

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 36

PENUTUP ........................................................................................................ 38

LAMPIRAN

Page 13: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Baku Mutu Air Limbah Domestik. ................................................. 12

Tabel 4.1. Nilai pH Influen dan Efluen ............................................................ 27

Tabel 4.2. Nilai BOD5 Influen dan Efluen ...................................................... 27

Tabel 4.3. Nilai Padatan Tersuspensi (Suspended Solids) Influen. ................. 28

Tabel 4.4. Nilai Padatan Tersuspensi (Suspended Solids) Efluen. .................. 28

Tabel 4.5. Nilai K1 ........................................................................................... 29

Tabel 4.6. Nilai BOD Tertinggi Influen .......................................................... 30

Table 4.7. Nilai BOD Tertinggi Efluen ............................................................ 30

Tabel 4.8. Efisiensi Pengolahan BOD ............................................................. 31

Tabel 4.8. Efisiensi Pengolahan TSS ............................................................... 32

DAFTAR GAMBAR

Page 14: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiv

Gambar 2.1 Skema Konsep Keseimbangan Massa ......................................... 18

Gambar 2.2. Bagan Penjelasan Untuk Hubungan BOD Dengan Jumlah Bahan

Organik Yang Tersisa ................................................................. 19

DAFTAR LAMPIRAN

Page 15: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xv

1. Gambar 1. IPAL Kedung Tungkul Mojosongo ............................................... L1

2. Gambar 2. Air Limbah Masuk ke IPAL (Influen) .......................................... L1

3. Gambar 3. Bak Pengendap Awal ..................................................................... L1

4. Gambar 4. Bak Aerasi I.................................................................................... L2

5. Gambar 5. Bak Aerasi II .................................................................................. L2

6. Gambar 6. Bak Sedimentasi ............................................................................. L2

7. Gambar 7. Bak Sludge ..................................................................................... L3

8. Gambar 8. Mesin Aerator ................................................................................. L3

9. Gambar 9. Air Limbah Keluar Dari IPAL (Efluen) ........................................ L3

10. Gambar 10. Jerigen Tempat Sampel ................................................................ L4

11. Gambar 11. pH meter ....................................................................................... L4

12. Gambar 12. Erlenmeyer ................................................................................... L5

13. Gambar 13. Gelas Ukur ................................................................................... L5

14. Gambar 14. Kertas Saring ................................................................................ L5

15. Gambar 15. Pipet Ukur .................................................................................... L6

16. Gambar 16. Timbangan Ketelitian 0.1 mg ....................................................... L6

17. Gambar 17. Desikator ...................................................................................... L6

18. Gambar 18. Oven ............................................................................................. L7

19. Gambar 19. Inkubator ...................................................................................... L7

20. Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor Baku 51/Menlh/10/1995,

Tentang Baku Mutu Golongan I dan Golongan II ........................................... L8

21. Keputusan Men.Neg. Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003

Tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik ..................................................... L9

22. Diagram Alir IPAL Kedung Tungkul Mojosongo ........................................... L10

23. Peta Rencana Pengembangan Jaringan Pipa Air Limbah Kota Surakarta ....... L11

24. Peta Situasi Transmisi IPAL Mojosongo ......................................................... L12

25. Denah Rumah Pompa dan Blow Off................................................................ L13

Page 16: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Air merupakan kebutuhan pokok bagi makhluk hidup dan makhluk hidup tidak dapat

melangsungkan hidupnya tanpa tersedianya air. Oleh karenanya tidak satupun

kehidupan di dunia termasuk manusia dapat berlangsung tanpa tersedianya air dalam

jumlah yang cukup. Manusia dalam hidupnya mutlak membutuhkan air, semuanya

dapat dilihat dalam penyusun tubuh manusia, bahwa telah banyak kita ketahui

sebagian dari tubuh manusia terdiri dari air.

Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Manusia

memenfaatkan air untuk berbagai aktifitas dalam kehidupan sehari-hari, sehingga

dapat mempengaruhi kualitasnya baik secara fisik, kimia, maupun biologi. Aktivitas

rumah tangga banyak memanfaatkan air khususnya air bersih untuk memasak, mandi,

mencuci, kakus dan lain-lain. Pemanfaatan dan pemakaian air tersebut menjadikan air

menurun kualitasnya sehingga manghasilkan air limbah. Air limbah yang dihasilkan

dari aktivitas manusia antara lain berupa limbah industri yang dihasilkan dari

aktivitas industri dan air limbah domestik yang dihasilkan dari segala aktivitas rumah

tangga. Pencemaran air merupakan masalah yang sangat serius, tidak hanya

pencemaran dari perkembangan industri, tetapi limbah domestik pun menjadi

masalah besar ketika tidak diperhatikan penanganannya

Dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomar 112 Tahun 2003 pasal

1 butir (1) tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, dinyatakan bahwa limbah

domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha atau kegiatan pemukiman (real

estate), rumah makan (restaurant), perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama.

Untuk Kota Surakarta, pengolahan limbah domestik telah diputuskan dalam Surat

Keputusan (SK) Walikota Surakarta Nomar 002 tanggal 26 Juni 1998. Di dalam SK

Page 17: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

tersebut Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Kota Surakarta ditunjuk sebagai

pengelola air limbah domestik. Di samping SK Walikota tersebut, terdapat Peraturan

Daerah Nomor 03 tahun 1999 tanggal 27 Mei 1999 tentang Pengolahan Limbah Cair,

di dalam Perda tersebut diatur tentang Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL),

Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT), jaringan pipa air limbah, sambungan

rumah serta peralatan penunjang lainnya.

Limbah domestik yang diproduksi tiap hari dapat menjadi salah satu pencemar sumur

dangkal (sumur penduduk), karena struktur tanah yang tidak mampu menetralisir

limbah tersebut. IPAL terkait dengan fasilitas prasarana permukiman tidak

terpisahkan dengan manusia, hunian dan lingkungan. IPAL berfungsi untuk

mengendalikan serta mengolah limbah domestik. Air limbah domestik dialirkan

melalui saluran interseptor kemudian dibuang ke sungai dalam keadaan bersih,

sehingga dengan IPAL diharapkan sungai bebas dari pencemaran air limbah

khususnya domestik.

Dari data yang ada di Unit Air Kotor PDAM Kota Surakarta ditahun 2007, Kota

Surakarta dengan luas wilayah 4.404 Ha dan jumlah penduduk mencapai 556.504

jiwa pada tahun 2006, hampir dipastikan dari kegiatan masyarakat Kota Surakarta

limbah rumah tangga atau air kotor menempati urutan paling tinggi dalam

pembuangannya sekitar 89 %, kemudian 11 % dari industri dan rumah sakit. Volume

air limbah domestik di Kota Surakarta kurang lebih 25.500 m³/hari. Pembangunan

IPAL, pemasangan pipa interseptor, pipa sekunder, pipa lateral dan sambungan

rumah air limbah merupakan usaha penanggulangan tercemarnya air tanah dari

limbah domestik. Usaha tersebut merupakan usaha jangka panjang dalam rangka

peningkatan kualitas dan kesehatan masyarakat yang pada akhirnya adalah menjaga

kesehatan masyarakat Kota Surakarta. Pembangunan sanitasi di Kota Surakarta juga

merupakan salah satu penjabaran pemerintah dalam memenuhi Undang-Undang

Republik Indonesia Nomor 23 Tahun 1997 tentang Pengolahan Lingkungan Hidup.

Page 18: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

Tingginya tingkat pencemaran domestik memberikan dampak signifikan terhadap

kualitas kesehatan masyarakat yang tinggal di sepanjang bantaran sungai karena

banyak melakukan aktifitas disekitar sungai, seperti mandi dan mencuci. Air yang

tercemar juga dapat meresap ke sumur dangkal yang setiap harinya dikonsumsi oleh

masyarakat sekitar sehingga dapat membahayakan kesehatan. Ancaman serius ini

harus memicu peran aktif pemerintah dan masyarakat dalam pengendalian limbah

domestik. Melihat kondisi tersebut penanganan air kotor tidak bisa dipandang

sebelah mata artinya pengolahan air kotor merupakan tanggung jawab kita bersama

untuk segera ditangani secara baik dan berkelanjutan sebelum terjadi pencemaran di

mana-mana sehingga akan merugikan lingkungan sekitar, seperti ancaman terhadap

kesehatan masyarakat, pencemaran air tanah dan badan air atau sungai.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut :

1. Berapa pH, BOD dan TSS air limbah domestik di influien dan efluen IPAL

Mojosongo

2. Menghitung konstanta reaksi tingkat pertama

3. Berapa besar efisiensi pengolahan limbah pada IPAL Mojosongo

C. Batasan Masalah

Agar pembahasan dalam penelitian ini tidak terlalu melebar maka permasalahan yang

dibahas dibatasi pada hal-hal sebagai berikut :

1. Data debit dan kapasitas air limbah yang dipakai diperoleh dari data yang sudah

ada di laboratorium PDAM Unit Air Kotor Kota Surakarta.

2. Sampel air limbah diambil dari influen yang menuju reaktor dan efluen yang

keluar reaktor.

Page 19: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

3. Efisiensi Instalasi Pengolah Limbah di Mojosongo dianggap hanya dipengaruhi

oleh kualitas influen dan efluen yang dinyatakan dalam BOD (Biochemical

Oxigen Demand) dan TSS (Total Suspended Solid).

D. Tujuan Penelitian

Berdasarkan perumusan masalah di atas, penelitian ini mempunyai tujuan sebagai

berikut :

1. Untuk mengetahui nilai pH, BOD, dan TSS air limbah domestik di IPAL

Mojosongo

2. Mengetahui konstanta reaksi tingkat pertama

3. Mengetahui besar efisiensi pengolahan IPAL Mojosongo

E. Manfaat Penelitian

Berdasarkan tujuan penelitian di atas, penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat

sebagai berikut :

1. Secara teoritis hasil penelitian ini akan menjadi sumbangan bagi ilmu

pengetahuan, terutama pada pengembangan teknik pengolahan limbah domestik

2. Memberikan informasi kepada masyarakat mengenai pemantauan kualitas

perairan tentang bahaya dan pentingnya pengolahan air limbah domestik.

3. Dapat menjadi acuan untuk melakukan penelitian yang sejenis dalam

pengembangan teknik pengolahan limbah domestik

Page 20: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

BAB 2

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Pengertian Air Limbah

Limbah domestik adalah seluruh limbah rumah tangga yang dibuang ke dalam

saluran pembuangan, termasuk limbah sejumlah industri kecil yang sulit

diidentifikasi dan dihitung secara terpisah. (Surna T Djajadningrat & Harry Harsono

Amir, 1993)

Limbah cair adalah gabungan atau campuran dari air dan bahan pencemar yang

terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi yang terbuang dari

sumber domestik (perkantoran, perumahan, dan perdagangan), sumber industri dan

pada saat tertentu tercampur dengan air tanah, air permukaan atau air hujan

(Soeparman dan Suparmin, 2002).

Air limbah adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal

dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya, dengan demikian air

buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum. Air buangan adalah semua

cairan yang dibuang, yang mengandung kotoran manusia, hewan, bekas tumbuh-

tumbuhan, maupun yang mengandung sisa-sisa proses produksi.

Adapun air limbah dapat dibagi menjadi 4 golongan:

a) Air kotor / Air buangan domestik

Air buangan yang berasal dari closet, peturasan dan air buangan yang

mengandung kotoran manusia.

b) Air bekas

Air buangan yang berasal dari kamar mandi, dapur dan bak cuci tangan.

Page 21: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

c) Air hujan

Air buangan dari atap rumah atau halaman yang berasal dari air hujan.

d) Air buangan khusus atau air buangan non-domestik (Sugiharto,1987)

1) Air buangan yang mengandung gas, racun atau bahan-bahan berbahaya.

2) Air buangan yang bersifat radio aktif atau mengandung bahan radio aktif

yang dibuang ke bawah air penerima.

3) Air buangan yang mengandung banyak lemak, biasanya berasal dari

restoran.

Air limbah berasal dari dua jenis sumber yaitu air limbah rumah tangga dan air

limbah industri. Secara umum di dalam limbah rumah tangga juga terkandung zat-

zat berbahaya, sedangkan di dalam limbah industri harus dibedakan antara limbah

yang mengandung zat-zat yang berbahaya dan yang tidak.

2. Pengolahan Limbah

Prinsip pengolahan air limbah adalah menghilangkan atau mengurangi kontaminan

yang terdapat dalam air limbah, sehingga hasil olahan tidak mengganggu lingkungan.

Tujuan utama pengolahan air limbah adalah untuk mengurangi BOD, partikel

campur, membunuh bakteri patogen, serta mengurangi komponen beracun agar

konsentrasi yang ada menjadi rendah. Tujuan dari pengolahan air limbah tergantung

dari tipe air limbah yang dihasilkan. Untuk limbah domestik, tujuan utamanya adalah

untuk mereduksi kandungan senyawa berbahaya yang terkandung dalam air limbah.

Badan perairan yang kualitasnya telah menurun perlu diupayakan peningkatan

kualitas airnya agar kondisi badan perairan tersebut dapat dimanfaatkan sesuai

peruntukkannya. Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas air yang tercemar

adalah dengan biologis. Pengolahan limbah secara biologis dapat dilakukan melalui

dua cara yaitu aerob dan anaerob (Perdana ginting, 2007). Cara aerob telah

diterapkan di IPAL Mojosongo, penanganan limbah dengan bantuan mikroorganisme

dengan memanfaatkan mikroorganisme pada lingkungan tercemar atau dalam suatu

Page 22: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

alat pengolahan limbah. Lingkungan secara alami mengandung beraneka ragam

mikroorganisme. Mikroorganisme diperlukan dalam penanganan air limbah sebagai

pengurai dan mendegradasi bahan organik yang kompleks menjadi bahan yang lebih

sederhana sehingga dapat didegradasi menjadi CO2 dan H2O. Dalam proses

degradasi tersebut terdapat kondisi lingkungan yang harus sesuai dengan

pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme

3. Limbah Domestik

Air limbah domestik (berasal dari pemukiman) terutama terdiri dari tinja, air kemih

dan buangan air limbah lain (kamar mandi, dapur, cucian) yang kira-kira

mengandung 99,9 % air dan 0,1 % zat padat. Zat padat yang ada terbagi atas lebih

kurang 70 % zat organik dan dan sisanya 30 % zat onorganik terutama pasir, garam-

garaman dan logam (Sugiharto,1987). Limbah domestik mencakup seluruh limbah

rumah tangga yang dibuang ke dalam saluran pembuangan, termasuk limbah

sejumlah besar industri kecil yang sulit diidentifikasi dan dihitung secara terpisah.

Mengingat perbedaan kebiasaan makan dan mencuci, seperti juga adanya perbedaan

industri tradisional kecil, maka volume dan beban limbah akan bervariasi. Meskipun

terdapat perbedaan besar dari segi budaya dan sosial ekonomi antara berbagai

negara, variasi perbedaan beban pencemaran tidak begitu mencolok. Umumnya

semakin tinggi standar hidup, makin banyak pula air yang dipergunakan, sehingga

semakin banyak limbah yang dihasilkan.

4. Karakteristik Air Limbah

Karakteristik air limbah meliputi sifat-sifat fisika, kimia, dan biologi. Studi

karakteristik limbah perlu dilakukan agar dapat dipahami sifat sifat tersebut serta

konsentrasi terhadap lingkungan. Ada limbah dalam golongan tertentu walau tidak

termasuk golongan berbahaya tapi sangat sensitif terhadap lingkungan. Dalam

menentukan karakteristik limbah maka ada tiga jenis sifat yang perlu diketahui yaitu

(Perdana Ginting, 2007):

Page 23: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

a) Karakteristik fisik

Sifat fisik suatu limbah ditentukan berdasarkan jumlah padatan terlarut, kekeruhan,

warna, bau, dan temperatur atau suhu. Sifat-sifat ini beberapa diantaranya dapat

dikenali secara visual tetapi untuk mengetahui secara lebih pasti maka digunakan

anlisa laboratorium. Karakteristik fisik air limbah antara lain :

1) Padatan

Dalam air limbah ditemukan zat padat yang secara umum diklasifikasikan

kedalam dua golongan besar yaitu padatan terlarut dan padatan tersupensi.

Padatan tersuspensi terdiri dari partikel koloid dan partikel biasa, padatan

tersuspensi mempunyai diameter lebih besar daripada padatan terlarut.

2) Bau

Bau dalam air limbah disebabkan oleh zat-zat organik yang telah terurai dalam air

limbah yang mengeluarkan gas-gas seperti sulfide dan amoniak. Air limbah yang

baru tidak berbau atau sedikit berbau sedangkan air limbah yang lama dan

membusuk sering berbau sangat menyengat hidung.

3) Suhu

Air limbah pada umumnya mempunyai suhu yang lebih tinggi dari pada suhu

udara setempat sehingga akan mengganggu pertumbuhan biota tertentu. Tingkat

zat oksidasi lebih besar pada suhu yang tinggi dan pembusukan jarang terjadi

pada suhu yang rendah. Suhu air limbah merupakan parameter penting, sebab

efeknya dapat mengganggu dan meningkatkan reaksi kimia kehidupan akuatik.

4) Warna

Warna berkaitan dengan kekeruhan dan dengan menghilangkan kekeruhan akan

kelihatan warna nyata. Air limbah yang baru biasanya berwarna abu-abu, namun

apabila bahan organik mengalami dekomposisi oleh mikroorganisme dan oksigen

terlarut turun hingga nol, maka air limbah tersebut berubah warna menjadi hitam.

Page 24: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

b) Karakteristik kimia

1) Bahan organik

Bahan organik yang dijumpai dalam air limbah terdiri atas 65 % protein, 25 %

karbohidrat dan 10 % lemak atau minyak (Sugiharto, 1987). Minyak dan lemak

dapat dijumpai dalam air limbah domestik berasal dari makanan yang tidak

dapat larut di dalam air melainkan mengapung di atas permukaan air sehingga

menutupi permukaan air bila dibuang kesungai. Lapisan ini dapat terdegradasi

oleh mikroorganisme, tetapi memerlukan waktu yang cukup lama.

2) BOD (Biologycal Oxygen Demand)

Biologycal Oxygen Demand (BOD) merupakan ukuran banyaknya oksigen dalam

air yang digunakan mikroba air untuk menguraikan bahan organik baik langsung

maupun tidak langsung atau dengan kata lain, BOD adalah kebutuhan oksigen

bagi sejumlah bakteri untuk menguraikan (mengoksidasi) semua zat-zat organik

yang terlarut maupun maupun suspensi dalam air menjadi bahan organik yang

lebih sederhana.(Perdana Ginting, 2007).

3) COD (Chemical Oxygen Demand )

Chemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk

mengoksidasi bahan-bahan organik dan anorganik sebagai mana BOD. Angka

COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat anorganik. (Perdana

Ginting, 2007). Kadar COD dalam air buangan rumah tangga adalah rendah, hal

itu karena proses oksidasi dalam air kotor hanya memerlukan Oksigen yang

rendah.

4) pH (Puissance d’Hydrogen Scale)

Nilai pH air digunakan untuk menunjukkan kadar asam atau basa dalam air

limbah. Limbah atau air buangan rumah tangga mempunyai pH < 7 atau bersifat

Page 25: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

asam. Adapun pH yang baik bagi air minum maupun air limbah adalah netral (7).

Skala pH berkisar antara 1-14, kisaran nilai pH 1-7 termasuk kondisi asam, pH

7-14 termasuk kondisi basadan pH 7 adalah kondisi netral (Sakti A. Siregar,

2005).

c) Karakteristik biologi

Dalam air kotor mikroorganisme apathogen lebih banyak dibandingkan pathogen,

mikroorganisme apathogen adalah mikroorganisme yang tidak menyebabkan

penyakit dan mikroorganisme pathogen adalah mikroorganisme yang menyebabkan

penyakit. Ciri-ciri biologis limbah merupakan hal yang penting dalam menentukan

tingkat pencemaran, karena berbagai jenis bakteri yang terdapat di dalam air limbah

sangat berbahaya dan dapat menimbulkan penyakit. Keberadaan bakteri dalam unit

pengolahan air limbah merupakan kunci efisiensi proses biologis, bakteri juga

berperan penting untuk mengevaluasi kualitas air (Sakti A. Siregar, 2005).

5. Efisiensi Sistem Pengolahan

Nilai efisiensi digunakan untuk menentukan besarnya persentase penurunan nilai

BOD sebelum dan sesudah masuk pengolahan. Efiensi akan diketahui setelah

penelitiaan dilakukan, semakin besar nilai konstanta reaksi tingkat pertama semakin

besar efisiensinya. Niliai efisiensi yang diambil adalah nilai rata-rata pengolahan TSS

dan BOD. (Metcalf & Eddy, 1991).

6. Sistem Pengaliran Air Limbah

Penyaluran limbah cair dari perumahan diawali oleh sistem perpipaan limbah cair

dari kamar mandi, wastafel, tempat cuci, WC, urinoir yang menyalurkan limbah cair

menuju saluran induk. (Soeparman & Suparmin, 2002)

Sistem penyaluran air limbah atau buangan pada umumnya dibagi menjadi beberapa

sistem penyaluran yang berdasarkan kepada :

Page 26: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

a) Jenis air limbah

Pada sistem penyaluran air limbah berdasarkan jenisnya, air limbah masuk

terlebih dahulu ke dalam tahap pengolahan untuk diolah yang kemudian setelah

diolah air limbah dapat dikeluarkan ke badan air penerima.

b) Cara penyaluran air limbah

1. Sistem penyaluaran campuran

Yaitu sistem penyaluran, dimana segala macam air limbah dikumpulkan ke

dalam satu saluran dan dialirkan keluar tanpa memperhatikan jenis air.

2. Sitem penyaluran terpisah

Yaitu sistem penyaluran, dimana segala macam air limbah dikumpulkan dan

dialirkan secara terpisah sesuai jenis air.

c) Cara pengaliran

1. Sistem gravitasi

Dimana air buangan dari tempat yang lebih tinggi secara gravitasi disalurkan

ke saluran umum yang letaknya lebih rendah

2. Sistem tekanan

Dimana saluran air buangan air buangan lebih tinggi, sehingga buangan

dikumpulkan lebih dahulu dalam bak penampung kemudian dipompa keluar

ke dalam rol umum, biasanya menggunakan pompa yang digerakkan motor

listrik dan bekerja secara otomatis.

7. Baku Mutu Air

Air limbah domestik yang dilepas ke lingkungan khususnya sungai haruslah

memenuhi standar baku mutu air limbah domestik. Baku mutu air limbah domestik

adalah batas atau kadar unsur pencemar atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang

keberadaannya dalam air limbah domestik yang akan dilepas ke air permukaan.

Page 27: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

Sesuai dengan lampiran Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112

Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, antara lain berlaku bagi air

limbah domestik yang bersumber dari usaha atau kegiatan permukiman (real estate)

adalah seperti tabel berikut ini :

Tabel 2.1. Baku Mutu Air Limbah Domestik.

Parameter Satuan Kadar Maksimum

pH - 6 – 9

BOD mg/l 100

TSS mg/l 100

Minyak dan Lemak mg/l 10

Sumber : Keputusan Men.Neg. Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 tahun 2001 tentang Pengolahan

Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air menyebutkan bahwa, baku mutu air

adalah ukuran batas atau kadar makhluk hidup, zat energi atau komponen yang ada

atau harus ada dan atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya di dalam air.

Baku mutu air limbah adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar yang

ditenggang keberadaannya dalam air limbah yang akan dibuang atau dilepas ke dalam

sumber air dari suatu usaha atau kegiatan. Peraturan Pemerintah tersebut juga

menjelaskan bahwa, pengendalian pencemaran air adalah upaya pencegahan dan

penanggulangan pencemaran air serta pemulihan kualitas air agar sesuai dengan baku

mutu air. Pengendalian pencemaran air dilakukan untuk menjamin kualitas agar

sesuai dengan baku mutu air melalui upaya pencegahan dan penanggulangan

pencemaran air serta pemulihan kualitas air.

8. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)

Limbah domestik yang berasal dari berbagai kegiatan rumah tangga berdampak pada

lingkungan abiotik dan biotik, yang kemudian berdampak pada masyarakat yaitu

Page 28: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

tercemarnya air tanah dan timbulnya berbagai macam penyakit, maka dari itu air

limbah domestik perlu diolah dengan baik. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)

terkait dengan fasilitas prasarana permukiman sehingga tidak terpisahkan dengan

manusia, hunian dan lingkungan. IPAL berfungsi untuk mengendalikan serta

mengolah limbah domestik, air limbah domestik dialirkan melalui saluran interseptor

kemudian dibuang ke sungai dalam keadaan bersih. Dengan IPAL diharapkan sungai

terbebas dari pencemaran air limbah khususnya limbah domestik.

Air limbah domestik Kota Surakarta telah diolah di beberapa IPAL, diantaranya

adalah IPAL Kedung Tungkul, Mojosongo, Surakarta. Diolahnya air limbah domestik

dalam IPAL diharapkan dapat mengurangi pencemaran khususnya air dan tanah.

Prinsip kerja IPAL adalah mengalirkan air limbah masuk ke dalam rangkaian IPAL

yang kemudian dibuang ke badan air atau sungai. Usaha ini diharapkan dapat menjadi

alternatif dalam pengolahan air limbah domestik menjadi air yang tidak mencemari

atau sekurang-kurangnya tidak membahayakan lingkungan yang dapat berdampak

kepada masyarakat luas. IPAL Kedung Tungkul, Mojosongo antara lain memiliki

beberapa tahap, antara lain :

1. Pengolahan fisika :

Pengolahan fisika antara lain pengolahan dengan menggunakan screen, sieves,

dan filter yaitu pemisahan dengan memanfaatkan gaya gravitasi (sedimentasi dan

water sparator) serta flotasi, adsorpsi, dan stripping (Sakti A. Siregar, 2005).

Adapun proses fisika tersebut adalah :

a) Saringan (bar screen)

b) Grit Chamber

c) Bak pengendap awal

2. Pengolahan biologi

Pengolahan biologi yaitu proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan

aktivitas kehidupan mikroorganisme untuk memindahkan polutan Tujuan dari

Page 29: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

pengolahan biologi antara lain membersihkan zat-zat organik atau mengubah sifat

menjadi kurang berbahaya, untuk menggunakan kembali zat-zat organik yang

terdapat dalam air limbah. Tujuan lain dari pengolahan biologi adalah

menghilangkan dan membersihkan senyawa biokimia yang terdapat dalam air

limbah (Sakti A. Siregar, 2005). Adapun pengolahan biologi tersebut antara lain :

a) Proses aerobik

b) Proses anaerobik.

c) Proses maturasi (pematangan)

Diharapkan melalui tahap-tahap tersebut menjadikan air limbah domestik menjadi air

yang aman dan tidak membahayakan lingkungan.

B. Dasar Teori

1. Menentukan Nilai pH, BOD5 dan TSS

a) Menentukan Nilai pH

Dalam hal ini pH merupakan suatu istilah yang menyatakan kondisi asam atau basa

dari suatu larutan atau untuk menyatakan aktifitas ion hidrogen. Dalam air murni

terjadi keseimbangan : H2O H+ + OH– , konsentrasi ion hidrogen tersebut

adalah 10-7 dalam ion/liter( COH – ).

pH = - log CH + dan POH = - log COH – (2.2)

Pada air yang murni CH + - COH = 10-7 gram ion/liter. Suatu larutan yang

mempunyai pH = 7 disebut netral, suatu media dikatakan asam jika konsetrasi H+

lebih besar dari 10-7 ( pH lebih besar dari pada 7 ). Pengukuran pH bisa dilakukan

secara elektrik menggunakan suatu alat yang dinamakan pH meter dan bisa pula

menggunakan indikator pewarna yaitu dengan kertas lakmus. Nilai pH air digunakan

untuk mengekspresikan kondisi keasaman (konsentrasi ion hidrogen) air limbah.

Page 30: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

Skala pH berkisar antara 1-14, kisaran nilai pH 1-7 termasuk kondisi asam, pH 7-14

termasuk kondisi basa, dan pH 7 adalah kondisi netral (Sakti A. Siregar, 2005).

b) Menentukan Nilai BOD5

Penetapan BOD5 adalah rangkaian penetapan kadar ”oksigen terlarut” antara sampel

pada hari kelima setelah inkubasi pada suhu 20o C. Rumus yang digunakan untuk

menghitung nilai BOD5 : (Depkes RI 1975)

BOD5 = P{ (DO0 – DO5) (2.3)

Dimana :

P = Pengencer

DO0 = mg/l O2 sampel nol hari

DO5 = mg/l O2 sampel lima hari

c) Menentukan Nilai TSS

Nilai TSS ditentukan untuk mengetahui besarnya nilai zat padat dari sampel air

limbah. Besarnya TSS dihitung dengan menggunakan rumus: (Metcalf & Eddy,1991)

mg/l sampel

1000)(ml

xABTSS

-= (2.4)

Dimana :

A = Berat kertas saring kosong (gr)

B = Berat kertas saring + endapan (gr)

Page 31: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

2. Produksi dan volume lumpur

a) Produksi lumpur

Analisis laju lumpur dan tinggi pengendapan pada pengolahan kolam dapat dihitung

dengan rumus-rumus sebagai berikut (Metcalf & Eddy,1991) :

Untuk menghitung produksi lumpur digunakan rumus :

Px = Q’ ( SSo – SSe ) (2.5)

Dimana :

Px = Produksi lumpur (mg/l)

Q’ = Debit / kapasitas pengolah (m3/dt)

SSo = Nilai suspended solids influen (gr/m3)

SSe = Nilai suspended solids efluen (gr/m3)

b) Volume lumpur

Untuk menghitung volume lumpur digunakan rumus (Metcalf & Eddy,1991) :

V’ = xX

VSFSwr+

(2.6)

Dimana :

Vss = Volume Suspended Solids (gr/hari)

= 0,8 x produksi lumpur

VS = Volatile Solids (gr/hari)

( )[ ]xt 125.07.0 -- Vss

t = tahun pengerukan

FS = Fixed Solids

Page 32: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

Px - Vss

X = nilai rata-rata kepadatan lumpur = 15 %

V’ = Volume lumpur (m3/hari)

wr = Berat jenis air limbah = 1.06 x 106

3. Analisis Keseimbangan Massa

Untuk menyatakan proses yang ada pada fasilitas pengolahan digunakan analisis

keseimbangan massa. Analisis ini didasarkan pada jenis reaktornya.

Ada dua jenis reaktor yang saat ini banyak digunakan untuk mengolah air limbah

dengan proses kimiawi dan biologis, yaitu reaktor tangki berpenganduk dengan aliran

tetap (Continuous Stured Tank Reaktor = CSTR) dan reaktor aliran tersumbat (Plug

Flow Reaktor = PFR). Pada CTSR air limbah yang masuk segera ditebarkan karena

isi reaktor sepenuhnya tercampur, sedangkan konsentrasi suatu bahan kandungan

dalam buangannya sama dengan yang ada dalam reaktor. Pada aliran PFR aliran

masuknya bergerak melalui reaktor seperti bergeraknya suatu gabus melalui

rangkaian pipa yang panjang. Disamping itu bila konsentrasi terjadi maka konsentrasi

akan berubah disepanjang reaktor.

Konsep keseimbangan massa dapat dilihat dalam gambar 2.2

Q, C0 Q, C

Gambar 2.1 Skema Konsep Keseimbangan Massa (Metcalf & Eddy , 1991)

V.kC

Page 33: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

Asumsi yang digunakan untuk menerapkan analisis keseimbangan massa pada kolam

fakultatif aerasi adalah (Metcalf & Eddy , 1991) :

a. Debit yang terjadi konstan sehingga Q masuk = Q keluar.

b. Cairan tidak mengalami penguapan yang berarti.

c. Cairan tercampur sempurna.

d. Reaksi kimia terjadi di dalam reaktor

e. Perubahan laju pertumbuhan pada konsentrasi reaktor (C) yang terjadi pada

reaktor tingkat pertama ( r = -kC ).

Pengumpulan = aliran masuk – aliran keluar + laju reaksi

Simbol dtdC

V = ( Q · C0 ) - ( Q · C ) + ( V · r )

Bila laju ( r ) digantikan dengan ( -kC ) maka ;

dtdC

V = ( Q · C0 ) - ( Q · C ) + ( V · ( -kC ) ) (2.7)

dtdC

= Rata-rata perubahan konsentrasi reaktan pada reaktor ( mg/l/hari ).

Dimana :

r = Reaksi tingkat pertama

V = Volume reaktor (m3)

Q’ = Debit (m3/det)

CO = Konsentrasi influen (mg/l)

C = Konsentrasi efluen (mg/l)

k = Konstanta reaksi tingkat pertama (hari -1)

Tingkat reaksi adalah nilai yang menyatakan pengaruh suatu zat terhadap laju reaksi

atau kecepatan reaksi, jadi reaksi tingkat pertama (r) adalah pengaruh reaktor

terhadap kecepatan reaksi pada tingkat pertama atau orde pertama. Sedangkan

konstanta reaksi tingkat pertama (k) adalah nilai ketetapan yang diperoleh dari

perhitungan laju reaksi.

Page 34: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

Dimisalkan keadaan tetap, konsentrasi dalam sistem tidak berubah mengikutidtdC

= 0

sehingga menjadi (Metcalf & Eddy , 1991):

C =

úû

ùêë

é÷÷ø

öççè

æ+

'1

Qv

k

Co (2.8)

Dari rumus tersebut di atas maka harga k bisa dihitung, karena variabel yang lain

sudah bisa diketahui dari data yang telah dikumpulkan

4. Analisis Data BOD

Mengingat kesukaran untuk membuat model yang tepat dari reaksi BOD yang sangat

kompleks, maka biasanya dipergunakan reaksi tingkat pertama, lihat Gambar 2.2

(Linsley & Frazini, 1991) :

t Waktu

Gambar 2.2. Bagan Penjelasan Untuk Hubungan BOD dengan Jumlah Bahan Organik

yang Tersisa (Linsley & Frazini, 1991)

L - y Lengkung BOD

y (BOD yang dikeluarkan)

Jumlah bahan Organik tersisa

Lt

Page 35: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

Pada model ini dimisalkan bahwa laju pengeluaran BOD hanya tergantung pada

jumlah bahan organik yang masih tersisa pada saat t, (Linsley & Frazini, 1991)

Maka:

tt

LKdtdL

.1-= (2.9)

Dimana :

K1 = konstanta reaksi tingkat pertama, hari

Lt = jumlah limbah yang tersisa pada saat t, dinyatakan sebagai padanan O2

Jumlah sisa pada setiap waktu dapat dicari dengan mempertimbangkan bentuk

integrasi dari persamaan :

Lt = L(10-K1 t) (2.10)

Dimana : L = BOD total atau BOD tertinggi

BOD yang dikeluarkan sampai waktu t adalah :

y = L - Lt dengan mengganti Lt didapatkan :

Lt = L – L(10-K1 t) = L (1 – 10-K1 t ) (2.11)

5. Efisiensi Sistem Pengolahan

Efisiensi sistem pengolahan air limbah dapat dihitung dengan rumus ( Metcalf

& Eddy, 1991) :

CoCCo

E-

= x 100%) (2.12)

Dimana :

E = Efisiensi ( % )

Co = Konsetrasi influen ( mg/l )

C = Konsentrasi efluen (mg/l )

Page 36: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

BAB 3

METODOLOGI

A. Persiapan

Kegiatan yang dilakukan pada tahap persiapan antara lain adalah;

1. Studi pustaka

2. Menentukan data yang diperlukan

3. Mempersiapkan administrasi untuk memperoleh data yang diperlukan

4. Menentukan institusi untuk memperoleh data yang diperlukan

5. Melakukan penulisan proposal

B. Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di IPAL Kedung Tungkul, Mojosongo, Kota Surakarta.

C. Pengumpulan Data

Data yang digunakan adalah data primer yang diperoleh dari data yang sudah ada dan

data hasil pengujian di laboratorium Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM ) Kota

Surakarta.

Adapun yang dibutuhkan adalah:

1. Data kapasitas dan debit IPAL Mojosongo

2. Data sketsa IPAL Mojosongo

3. Konsentrasi influen dan efluen (pH, BOD5 dan TSS)

4. Data yang lain, guna melengkapi untuk memperlancar proses penelitian dan

penulisan Laporan Tugas Akhir

Page 37: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

D. Metode

Metode yang digunakan dalam pengumpulan data sampai perhitungan adalah :

1. Metode observasi, yaitu mengadakan pengamatan secara langsung ke lokasi

penelitian.

2. Metode literatur, yaitu membaca buku referensi yang berhubungan dengan tema

tugas akhir.

3. Metode interview, yaitu mengadakan wawancara dengan pejabat instansi yang

berkompeten dan berhubungan dengan tema tugas akhir.

4. Metode analisis laboratorium, yaitu mengadakan uji di laboratorium untuk

mendapatkan data pH, BOD5 dan TSS

5. Metode perhitungan kuantitatif, yaitu untuk mengetahui hubungan antar variabel

yang diteliti. Perhitungan dibantu dengan Microsoft Excel.

E. Analisis Laboratorium

1. Pengambilan Contoh Air

Pengambilan contoh air dari influen dilakukan pagi hari sekitar pukul 07.00 sampai

10.00 WIB dan pengambilan contoh air dari efluen dilakukan pagi hari sekitar pukul

15.00 sampai 17.00 WIB. Contoh air diambil dari influen dan efluen Instalasi

Pengolahan Air Limbah Mojosongo. Air influen adalah air yang masuk ke dalam bak

aerasi, sedangkan efluen adalah air yang keluar dari instalasi pengolahan menuju

badan penerima, masing-masing influen dan efluen diambil 5 contoh air.

2. Pemeriksaan pH

Pengukuran pH sangat penting untuk kegiatan sanitasi, koagulasi, desinfeksi, proses

pelunakan air, pengawasan korosi, proses pengolahan limbah baik industri, limbah

domestik dan sebagainyai.

a. Alat

Alat yang dibutuhkan dalam pemeriksaan ini adalah (Depkes RI 1975) :

1. pH meter

Page 38: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

2. komparator pH

3. Kertas pH

4. Gelas ukur

5. Jerigen tempat sampel

6. Gelas beker

b. Prosedur Pemeriksaan

Adapun langkah-langkah pemeriksaan pH adalah (Depkes RI 1975):

1) Pemeriksaan pH ini dapat juga dilakukan langsung dengan pH meter

2) Masukkan air sampel ke dalam tabung komparator sampai tanda batas.

3) Menetesi air sampel dengan larutan indikator phenol red sebanyak 5 tetes.

4) Mengocok larutan agar tercampur, dibiarkan 5 menit.

5) Bandingkan warna larutan yang terjadi dengan warna standar yang berada

disampingnya yang sesuai.

6) Catatlah angka yang ada pada komparator yang warnanya sama dengan warna

larutan sampel yang telah ditetesi dengan larutan indikator phenol red.

7) Menetapkan nilai pH

3. Pemeriksaan BOD5

a. Alat

Alat yang dibutuhkan dalam pemeriksaan ini adalah (Depkes RI 1975):

1. DO-meter dilengkapi dengan elektroda membran

2. Aerator

3. Pipet ukur

4. Gelas ukur

5. Tabung erlenmeyer

Page 39: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

6. Gelas beker

7. Inkubator

8. Jerigen tempat sampel

9. Botol oksigen

b. Prosedur Pemeriksaan

Adapun langkah-langkah pemeriksaan BOD adalah (Depkes RI 1975) :

1) Membuat larutan pengencer dengan mencampur kedalam tiap satu liter aquades

ditambah larutan CaCl3, 1ml larutan FeCl3, 1ml larutan MgSO4, dan 1ml larutan

K2HPO4 + KH2PO4.

2) Mengaerasi larutan pengencer selama 30 menit.

3) Mengukur besar oksigen terlarut sampel, untuk menentukan besarnya pengencer.

4) Mengencerkan sampel sampai x kali (tergantung konsentrasi oksigen terlarut

dalam sampel) dengan larutan pengencer.

5) Mengukur besarnya oksigen yang terlarut sampel yang telah diencerkan (sebagai

variabel DO0).

6) Memasukkan sampel yang telah diencerkan ke dalam botol BOD, kemudian

ditutup rapat tanpa rongga udara.

7) Menyimpan sampel dalam inkubator dengan suhu 20º selama 5 hari.

8) Mengukur oksigen terlarut sampel yang telah diambil dari inkubator (sebagai

variabel DO5 ).

9) Menetapkan nilai BOD.dan dihitung dengan Rumus 2.3.

4. Perhitungan Konstanta Reaksi Tingkat Pertama

Untuk menghitung konstanta reaksi tingkat pertama, data yang akan dipakai adalah

data debit atau kapasitas pengolahan air limbah yang diperoleh dari data yang sudah

ada pada laboratorim Unit Pegelolaan Limbah PDAM Kota Surakarta juga data dari

perhitungan volume lumpur dan dari hasil analisa dari nilai BOD5 pada influen dan

efluen. Perhitungan kemudian dilakukan dengan rumus 2.8 yaitu :

Page 40: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

C =

úû

ùêë

é÷÷ø

öççè

æ+

'1

QV

k

Co

Dimana :

V = Volume reaktor (m3)

Q’ = Debit (m3/det)

CO = Konsentrasi influen (mg/l)

C = Konsentrasi efluen (mg/l)

k = konstanta reaksi tingkat pertama (hari -1)

Dari hasil perhitungan nanti akan diperoleh nilai konstanta reaksi tingkat pertama

5. Pemeriksaan Padatan Tersuspensi

a. Alat

Alat yang dibutuhkan dalam pemeriksaan padatan tersuspensi adalah (Metcalf &

Eddy,1991):

1. Kertas saring

2. Gelas ukur

3. Erlenmeyer

4. Oven untuk pemanasan 105º C.

5. Desikator, berguna untuk mengeringkan zat-zat kimia, zat padat beserta

tempatnya, karena kelembaban udara dalam desikator diserap oleh bahan

pengering.

6. Timbangan analitis, ketelitian 0.1 mg.

b. Prosedur Pemeriksaan

Adapun langkah-langkah pemeriksaan TSS sampel air adalah (Metcalf & Eddy,1991):

1) Siapkan alat yang digunakan, kemudian set oven pada suhu 105º C.

2) Panaskan kertas saring di dalam temperatur 105º C selama 1 jam.

Page 41: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

3) Dinginkan dalam desikator kurang lebih 10 – 15 menit.

4) Timbang kertas saring secara berulang kali sampai didapat berat yang konstan

(sebagai variabel A).

5) Kocok sampel sampai homogen, takar dalam gelas ukur sebanyak 100 ml,

kemudian saring 100 ml air sampel dengan hati-hati.

6) Kertas saring diambil dengan hati-hati dan tempatkan pada oven dengan

temperatur 103º - 105º C selama 1 jam.

7) Dinginkan dalam desikator kurang lebih 10 – 15 menit.

8) Timbang kertas saring secara berulang kali sampai didapat berat yang konstan

(sebagai variabel B).

9) Menetapkan nilai TSS dan perhitungan TSS dengan menggunakan rumus 2.4

yaitu :

mg/l sampel

1000)(ml

xABTSS

-=

F. Analisis Data

Analisis data ini meliputi, mengetahui nilai konstanta reaksi tingkat pertama reaksi

tingkat pertama pada suhu 20º dan waktu 5 hari, mengetahui nilai pH, BOD dan TSS,

menghitung efisiensi pengolahan berdasar nilai pH, BOD5 dan TSS. Persamaan yang

digunakan untuk menghitung adalah persamaan 2.1 sampai 2.8 dan persamaan 2.12.

Page 42: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

BAB 4

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengumpulan Data

Data yang diperoleh berupa data primer dari analisis laboratorium dan data

sekunder diperoleh dari PDAM Kotamadya Surakarta

Data primer berupa nilai pH, nilai BOD dan nilai padatan tersuspensi (Suspended

Solids) disajikan dalam tabel 4.1, tabel 4.2, tabel 4.3 dan tabel 4.4 berikut ini:

Tabel 4.1. Nilai pH Influen dan Efluen

No Sampel pH No Sampel pH

1

2

3

4

5

Influen 1

Influen 2

Influen 3

Influen 4

Influen 5

7,3

7,6

7,5

7,3

7,5

1

2

3

4

5

Efluen 1

Efluen 2

Efluen 3

Efluen 4

Efluen 5

7,7

7,6

7,9

7,8

7,8

Tabel 4.2. Nilai BOD5 Influen dan Efluen

No Sampel BOD5 (mg/l) No Sampel BOD5 (mg/l)

1

2

3

4

5

Influen 1

Influen 2

Influen 3

Influen 4

Influen 5

136,80

60,46

105,28

135,85

100,00

1

2

3

4

5

Efluen 1

Efluen 2

Efluen 3

Efluen 4

Efluen 5

26,60

15,45

20,67

12,70

28,00

Page 43: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

Tabel 4.3. Nilai Padatan Tersuspensi (Suspended Solids) Influen.

No Sampel Berat Kertas Saring

(gr)

Berat Kertas Saring + endapan

(gr)

SSo g/l

SSo g/m3

1

2

3

4

5

Influen 1

Influen 2

Influen 3

Influen 4

Influen 5

0,365

0,366

0,348

0,347

0,366

0,369

0,372

0,355

0,352

0,375

0,040

0,060

0,070

0,050

0,090

40

60

70

50

90

Tabel 4.4. Nilai Padatan Tersuspensi (Suspended Solids) Efluen.

No Sampel Berat Kertas Saring

(gr)

Berat Kertas Saring + endapan

(gr)

SSe g/l

SSe g/m3

1

2

3

4

5

Efluen 1

Efluen 2

Efluen 3

Efluen 4

Efluen 5

0,355

0,350

0,351

0,357

0,345

0,358

0,351

0,352

0,360

0,353

0,030

0,010

0,010

0,030

0,010

30

10

10

30

10

B. Analisis Data

a. Perhitungan Konstanta Reaksi Tingkat Pertama

Konstanta reaksi tingkat pertama (K1), dapat dihitung dengan rumus 2.8. hasil

perhitungan sebagai berikut :

C =

úû

ùêë

é÷÷ø

öççè

æ+

'1

QV

k

Co

Data :

V = Volume reaktor = 2690,1 m3

Page 44: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

Q’ = Debit = 2073,6 m3/hari

C = Konsentrasi efluen = 26.6 mg/l

C0 = Konsenterasi influen = 136.8 mg/l

Hasil perhitungannya :

K1 = 3.852607

Hasil lengkap perhitungan K1 dapat disajikan dalam tabel 4.6. berikut ini :

Tabel 4.5. Nilai K1.

No C

mg/l C0

mg/l Q’

m3/hari V

m3 K1

/hari

1 26,6 136,8 2073,6 2690,1 3,852607

2 15,45 60,46 2073,6 2690,1 2,873107

3 20,67 105,28 2073,6 2690,1 3,784957

4 12,7 135,85 2073,6 2690,1 7,773596

5 28 100 2073,6 2690,1 2,679194

Table 4.5. menunjukkan bahwa nilai konstanta reaksi tingkat pertama berkisar

antara 2,679194-7,773596.

b. Analisis pH

Dari data tabel 4.1 di atas dapat diketahui bahwa nilai pH air limbah sebelum

masuk IPAL bersifat basa dan setelah masuk IPAL, pH air semakin tinggi sifat

basanya, dapat disimpulkan IPAL Mojosongo bisa mengurangi sifat asam pada

pH air limbah domestik yaitu antara 7,6-7,9, sedangkan batas syarat pH adalah

antara 6-9, jadi air limbah domestik di IPAL Kedung Tungkul Mojosongo aman

untuk lingkungan dan sesuai dengan baku mutu air limbah domestik.

c. Analisis BOD

Untuk menghitung nilai BOD tertinggi dapat menggunakan rumus 2.10. Adapun

hasil perhitungannya sebagai berikut :

Page 45: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

Rumus :

Lt = L(10-K1 t)

Data :

Y = Konsentrasi BOD = 136,8 mg/l

K1 = Konstanta reaksi tingkat pertama = 3,852607/hari

T = Waktu = 5 hari

Hasil perhitungan :

L = Nilai BOD tertinggi = 136,8 mg/l

Sedangkan perhitungan secara lengkap disajikan dalam tabel 4.6 berikut :

Tabel 4.6. Nilai BOD Tertinggi Influen

Sample Y

mg/l K1 T

(hari) - K1t 10 K1t (1-10 K1t)

L mg/l

INFL 1 136,8 3,852607 5 -19,263 5,45714E-20 1 136,8

INFL 2 60,46 2,873107 5 -14,3655 4,30988E-15 1 60,46

INFL 3 105,28 3,784957 5 -18,9248 1,18909E-19 1 105,28

INFL 4 135,85 7,773596 5 -38,868 1,35525E-39 1 135,85

INFL 5 100 2,679194 5 -13,396 4,01819E-14 1 100

Table 4.6. menunjukkan bahwa BOD tertinggi untuk influen adalah antara 60,46-

135,85 mg/l

Table 4.7. nilai BOD Tertinggi Efluen

Sample Y

mg/l K1 T

(hari) - K1t 10 K1t (1-10 K1t)

L mg/l

EFL 1 26,6 3,852607 5 -19,263 5,45714E-20 1 26,6

EFL 2 15,45 2,873107 5 -14,3655 4,30988E-15 1 15,45

EFL 3 20,67 3,784957 5 -18,9248 1,18909E-19 1 20,67

EFL 4 12,7 7,773596 5 -38,868 1,35525E-39 1 12,7

EFL 5 28 2,679194 5 -13,396 4,01819E-14 1 28

Table 4.7. menunjukkan bahwa BOD tertinggi untuk efluen adalah antara 12,7 -

28 mg/l.

Page 46: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

d. Perhitungan Efisiensi

Perhitungan efisiensi pengolahan BOD dan TSS di IPAL Mojosongo dihitung

dengan rumus 2.12. Contoh perhitungannya sebagai berikut:

Rumus:

CoCCo

E-

= x 100%

Data:

C = Konsentrasi efluen = 26,6 mg/l

C0 = Konsenterasi influen = 136,8 mg/l

Hasil perhitungannya;

E = Efisiensi = 80,55 %

Hasil lengkap perhitungan efisiensi disajikan dalam tabel berikut:

Tabel 4.8. Efisiensi Pengolahan BOD

No C

mg/l C0

mg/l Efisiensi

(%)

1 26,6 136,8 80,5555556

2 15,45 60,46 74,4459147

3 20,67 105,28 80,3666413

4 12,7 135,85 90,6514538

5 28 100 72

Tabel 4.8. Menunjukkan bahwa efisiensi pengolahan BOD pada IPAL

Mojosongo adalah 72-90,6514538%

Page 47: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

Tabel 4.8. Efisiensi Pengolahan TSS

No SSo g/m3

SSe g/m3

Efisiensi (%)

Keterangan

1 40 30 25 Persentase efisiensi rendah dikarenakan debit air limbah tinggi dan kadar lumpur bercampur air hujan

2 60 10 83,3333 Persentase efisiensi tinggi dikarenakan debit air limbah rendah dan kadar lumpur tidak bercampur air hujan

3 70 10 85,7143 Persentase efisiensi tinggi dikarenakan debit air limbah tinggi dan kadar lumpur tidak bercampur air hujan

4 50 30 40 Persentase efisiensi rendah dikarenakan debit air tinggi dan kadar lumpur bercampur air hujan

5 90 60 88,88889 Persentase efisiensi tinggi dikarenakan debit air rendah dan kadar lumpur tidak bercampur air hujan

Tabel 4.8. Menunjukkan bahwa efisiensi pengolahan TSS pada IPAL Mojosongo

adalah 25-88.88889%

C. Pembahasan

1. Kualitatas Air

a. pH

Dari hasil percobaan dilaboratorium didapatkan nilai pH influen sebesar 7,3-7,6

dan nilai pH efluen sebesar 7,6-7,9, dari data tersebut limbah cair mojosongo yang

masuk ke pengolahan limbah IPAL Mojosongo sesuai dengan Keputusan Menteri

Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003, menetapkan nilai pH antara

6-9.

b. BOD

Dari hasil percobaan dilaboratorium didapatkan nilai BOD influen sebesar 60,46-

135,85 mg/l dan nilai BOD efluen sebesar 12,7-28 mg/l. Dari data tersebut limbah

cair yang telah masuk IPAL Mojosongo adalah termasuk baku mutu golongan I.

Hal ini sesuai dengan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 51/10/1995,

yang menetapkan nilai BOD golongan I sebesar 50 mg/l.

Page 48: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

Menurut pihak PDAM sebagai pengelola IPAL Mojosongo nilai BOD influen

sebesar 100 mg/l dan influen 28 mg/l demikian terjadi karena proses terjadinya

aerasi tidak bisa terus menerus pada kolam pengolahan. Proses aerasi hanya

terjadi selama 4-5 jam per hari. Hal ini sangat berpengaruh pada proses

penambahan oksigen lewat aerasi yang mengakibatkan proses biologis yang

membutuhkan banyak oksigen menjadi terganggu, sehingga mutu air limbah yang

dihasilkan juga semakin menurun.

c. TSS

Kandungan lumpur yang ada di kolam pengolahan dipengaruhi oleh nilai TSS dari

limbah cair yang masuk dalam kolam pengolahan. Semakin tinggi nilai TSS

semakin besar kandungan lumpurnya dan dari pengamatan selama percobaan

dapat diketahui bahwa semakin keruh limbah maka, nilai TSS semakin besar

demikian kandungan lumpurnya juga semakin besar.

Dari hasil perhitungan didapat nilai TSS 10-30 g/m3, berdasarkan Keputusan

Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003, kadar maksimum

padatan tersuspensi atau TSS yang disyaratkan adalah 100 mg/l, jadi limbah cair

Mojosongo masih memenuhi syarat sebagai baku mutu air limbah domestik yaitu

kurang dari 100 mg/l.

2. Konstanta Peaksi Tingkat Pertama

Nilai konstanta reaksi tingkat pertama adalah antara 2,679194-7,773596/hari.

Semakin besar nilai konstanta reaksi tingkat pertamanya maka semakin besar

efisiensinya.

3. Efisiensi

Nilai efisiensi dari data yang diperoleh, untuk pengolahan TSS adalah rata-rata

64.5873%, lebil dari 50% karena untuk kolam pengolahan merupakan pengolahan

lanjutan dari pengolahan pendahuluan sehingga menunjukkan bahwa sistem

pengolahan dan pengendapan lumpur juga berlangsung dengan baik, sedangkan

efisiensi pengolahan BOD adalah rata-rata 79,6%. Efisiensi diatas 50%

menunjukkan bahwa sistem pengolahan telah berlangsung dengan baik.

Page 49: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan yang telah diuraikan maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut:

1. Kualitatas Air

a. Dari hasil yang didapatkan nilai pH berkisar 7,6-7,9. Pengolahan limbah

IPAL Mojosongo sesuai dengan Keputusan Menteri Negara Lingkungan

Hidup Nomor 112 Tahun 2003, menetapkan nilai pH antara 6-9.

b. Nilai BOD influen sebesar 60,46- 135,85 mg/l dan nilai BOD sebesar 12,7-28

mg/l. Dari data tersebut limbah cair yang keluar dari IPAL Mojosongo adalah

termasuk baku mutu golongan I sesuai dengan Keputusan Menteri

Lingkungan Hidup Nomor 51/10/1995, yang menetapkan nilai BOD

golongan I sebesar 50 mg/l dan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor

112 tahun 2003, yang menetapkan kadar BOD maksimum untuk air imbah

domestik sebesar 100 mg/l

c. Semakin tinggi nilai TSS semakin besar kandungan lumpur yang ada pada air

limbah dan semakin keruh limbah maka, nilai TSS semakin besar demikian

kandungan lumpurnya juga semakin besar. Nilai TSS yang keluar dari IPAL

Mojosongo adalah 10-30 g/m3. Menurut Keputusan Menteri Lingkungan

Hidup Nomor 51/10/1995 air limbah tersebut masuk golongan I dan kadar

maksimum padatan tersuspensi yang disyaratkan adalah 200 mg/l, jadi limbah

cair Mojosongo masih memenuhi syarat sebagai air golongan I.

Page 50: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

2. Konstanta Peaksi Tingkat Pertama

Nilai konstanta reaksi tingkat pertama adalah antara 2,679194-7,773596/hari.

Semakin besar nilai konstanta reaksi tingkat pertamanya maka semakin besar

efisiensinya.

3. Efisiensi

Efisiensi pengolahan TSS adalah 25-88,88889% dan efisiensi pengolahan BOD

adalah rata-rata 72-90,6514538%. Efisiensi diatas 50% menunjukkan bahwa

sistem pengolahan di IPAL Kedung Tungkul Mojosongo telah berlangsung

dengan baik.

B. Saran

Pegolahan limbah domestik di IPAL Mojosongo hendaknya pada proses aerasi

dilakukan lebih lama agar proses aerasi bisa terus menerus pada kolam pengolahan

sehingga proses penambahan oksigen dalam proses biologis yang membutuhkan

banyak oksigen menjadi lebih maksimal, maka mutu air limbah yang dihasilkan juga

semakin meningkat dan pencemaran lingkungan bisa lebih berkurang.

Saluran air limbah perlu dioptimalkan dan ditambah serta pelayanannya terhadap

masyarakat harus diperhatikan agar masalah limbah bisa teratasi oleh instansi yang

terkait dan peran serta masyarakat adalah yang paling penting.

Pengetahuan mengenai limbah hendaknya disosialisasikan sehingga masyarakat sadar

akan bahaya limbah. Untuk masyarakat Mojosongo dan sekitarnya khususnya

prerumahan Mojosongo hendaknya menyalurkan air limbah rumah tangga ke saluran

IPAL Mojosongo agar limbah tersebut dapat dinetralisir sehingga tidak

membahayakan lingkungan sekitar.

Page 51: EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO …...EFISIENSI UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR MOJOSONGO PDAM KOTA SURAKARTA ... · “Tuhan terkadang tidak memberikan apa yang kita mau,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

38

PENUTUP

Puji Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT atas Rahmat dan

Hidayah-Nya sehingga penyusunan dan penulisan tugas akhir akhir ini dapat

terselesaikan.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis berusaha mengerjakan dengan sebaik-

baiknya namun penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan dan kesalahan.

Untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan

dalam penulisan – penulisan selanjutnya.

Semoga dari apa yang penulis tuangkan dalam penulisan tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi pribadi penulis maupun khalayak umum yang membacanya.

Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu

dalam penyusunan, penulisan, dan penyelesaian tugas akhir ini.

Penulis