TUGAS MATA KULIAH IPA TERAPAN

OBSERVASI IPAL (INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH)

SEWON, BANTUL, YOGYAKARTA

Kelompok :

1. Aisyatun Nur Laely (11312241009)

2. Marista Ramadhiyanti (11312241019)

3. Rifqi Ramadani (11312241029)

4. Adista Kurnia Sari (11312241039)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2014

OBSERVASI IPAL (INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH)

A. LATAR BELAKANG

Di Indonesia hasil pemantauan kualitas air yang dilaksanakan melalui program

Prokasih masih menunjukkan tingginya kadar polutan di badan air. Air mempunyai

karakteristik fisik dan kimiawi yang sangat mempengaruhi kehidupan organisme di

dalamnya. Apabila terjadi perubahan kualitas perairan, terutama oleh bahan pencemaran

lingkungan, maka keseimbangan hidup organisme yang ada di perairan tersebut bahkan

kehidupan manusia pada khususnya dapat terganggu. Pencemaran lingkungan air

sebaiknya dikendalikan pada tingkat awal dari suatu proses pencemaran yang terjadi.

Apabila tingkat pencemaran air sangat dominan, maka pencegahan dan

penanggulangannya memerlukan biaya yang sangat mahal.

B. GAMBARAN UMUM

Untuk Yogyakarta telah ada sebuah lembaga atau instansi yang khusus mengurus

air limbah. Instansi tersebut dinamakan Balai IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah).

Balai IPAL ini terletak di Jalan Bantul KM 6, tepatnya di Dusun Cepit, Kalurahan

Pendowoharjo, Kecamatan Sewon, Kabupaten Bantul, Propinsi DIY. Sistem IPAL ini

menjangkau kurang lebih 1250 hektar daerah pelayanan atau sekitar 110.000 penduduk

dengan 18.420 sambungan yang terdiri atas 17.330 sambungan rumah tangga dan 1.090

sambungan nonrumah tangga. Luas lahan IPAL Sewon ini adalah 6, 7 hektar.

Pengelolaan Balai IPAL ini melibatkan tiga unsur pemerintah daerah yakni Sleman

(5 kecamatan), Kota (seluruh kota), dan Bantul (3 kecamatan) yang lebih dikenal sebagai

Kartamantul. Balai IPAL ini telah berdiri sejak 1996 atas hibah dana dari Jepang, APBN,

dan APBD dengan jumlah total dana adalah 68 milyar. Secara garis besar IPAL ini

memiliki tiga kemanfaatan yakni perlindungan terhadap badan-badan air (sungai dan

sumur) dari pencemaran rumah tangga, peningkatan dan estetika lingkungan,

pemanfaatan hasil IPAL berupa pupuk organik dari lumpur air limbah.

Balai IPAL ini melibatkan beberapa instansi antara lain: Dinas Kimpraswil

Yogyakarta, Bappeda Kabupaten/Kota, Dinas Pekerjaan Umum, Dinas Kebersihan,

Keindahan dan Pemakaman (DKKP), Dinas Kimpraswilhub, Kantor Pengendalian

Dampak Lingkungan. Pengoperasian Balai IPAL Sewon berada di bawah koordinasi Sub

Dinas Cipta Karya Dinas Kimpraswil DIY dengan 35 personil yang berasal dari staf

pemerintah Kartamantul Propinsi DIY dan pegawai kontrak. Sedangkan biaya

operasional IPAL berasal dari APBD Kartamantul Propinsi DIY.

C. HASIL KUNJUNGAN

1. Proses pengolahan air IPAL Sewon

Pengolahan air limbah yang digunakan untuk mengolah limbah domestik di

IPAL Sewon Bantul adalah dengan proses pengolahan secara fisika biologi dan tidak

menggunakan proses secara kimia. Pengolahan air limbah di IPAL Sewon Bantul

dapat dikelompokkan sebagai berikut :

a. Pengolahan pendahuluan (pre treatment)

Pengolahan pendahuluan yang digunakan meliputi saringan jeriji,saringan kasar,

bak equalisasi dan pengandap pasir (grift chamber).

b. Pengolahan pertama (primary treatment)

Pengolahan pertama adalah pengolahan yang bertujuan untuk menghilangkan zat

padat tercampur di dalam air limbah melalui pengendapan atau pengapungan.

c. Pengolahan kedua (secondary treatment)

Pengolahan kedua yang digunakan dalam pengolahan air limbahdomestik di

IPAL Sewon Bantul adalah aerasi dan pertumbuhan bakteri.

d. Pengolahan lanjut (Ultimate disposal)

Pengolahan lanjut yang digunakan dalam pengolahan air limbah domestik di

IPAL Sewon Bantul adalah pengolahan lumpur agar dapat dimanfaatkan kembali.

2. Unit pengolahan air limbah

Unit pengolahan air limbah yang digunakan dalam IPAL Sewon Bantul meliputi:

a. Saluran pembawa

Air limbah yang dialirkan sebelum masuk IPAL akan dilewatkan pada saluran

pembawa. Saluran pembawa berbentuk lingkaran terbuat dari betondengan

diameter 100 - 130 cm.

b. Rumah pompa

Rumah pompa terdiri dari :

1) Bak equalisasi (equalition pond)

Tujuan bak equalisasi dalam IPAL :

a) Untuk menjaga sistem pengolahan biologis dari pembebanan bahan

organik yang berfluktuasi.

b) Untuk mengawasi derajat pH

c) Untuk meredam aliran yang masuk bagi sistem pengolahan fisik.

d) Untuk memberikan aliran yang kontinyu pada sistem pengolahan biologis

saat IPAL sedang tidak dioperasikan.

e) Untuk memberikan kontrol kapasitas aliran air limbah yang lebih merata.

f) Mencegah masuknya konsentrasi zat beracun yang tinggi dalamsistem

pengolahan biologis.

Bak equalisasi di dalam IPAL dirancang secara khusus sebagai bagian dari

rumah pompa, sehingga dari luar fungsinya tidak terlihat begitu jelas.

2) Saringan jeriji

Saringan jeriji terletak sebelum pompa angkat. Berfungsi untuk memisahkan

kotoran-kotoran seperti tas-tas plastik dan bahan terapung lainnya dalam

aliran masuk. Kotoran-kotoran tersebut dipisahkan secara manual dengan

penggaruk aluminium dari ayakan jeriji dan dibuang minimal sehari sekali.

3) Water indicator level

Water indicator level berfungsi menunjukkan ketinggian air limbahyang akan

diolah dan jenis pengoperasian pompa. Ada dua jenispengoperasian pompa

berdasarkan ketinggian air :

a) Operasi pompa otomatis

b) Operasi pompa manual

Jika ada peningkatan air limbah yang terjadi pada saat hujan deras maka air

limbah secara langsung dibuang ke sungai menggunakan by pass, karena

kualitas air limbah telah memenuhi effluen standar yang dapat diterima oleh

badan air penerima.

4) Pompa angkat

Pompa angkat jenis ulir (screw) berjumlah tiga buah dengan kapasitas 10,7

m3/menit. Dimana dua unit operasional dan satu unit sebagai cadangan.

Keuntungan menggunakan pompa ulir:

a) Saluran air limbah lanjutan tidak tersumbat oleh kotoran-kotoran tas-tas

plastik dan bahan-bahan terapung lainnya.

b) Mampu menurunkan beban BOD air limbah sampai dengan30%.

c) Menghilangkan buih-buih tidak masuk ke dalam kolam fakultatif.

c. Bak penangkap pasir (Grift Chamber)

Grift Chamber digunakan untuk menyaring pasir, batu atau kerikil dan material

kecil lainnya dari limbah cair. Partikel yang diendapkan pada grift chamber

mempunyai berat jenis yang besar dan terdiri dari partikel-partikel anorganik dan

organik. Pada umumnya partikel yang diendapkan pada grift chamber adalah

pasir. Grift chamber di IPAL Sewon Bantul berjumlah satu buah dua jalur dan

dilengkapi dengan :

1) Pompa pasir

Pompa pasir yang digunakan berjenis pompa celup (submersiblepump)

dengan spesifikasi alat berdiameter alat 100 x 1 m3/menit x15 m x 5,5 kw.

2) Siklon pemisah

Siklon pemisah yang digunakan memiliki spesifikasi alat diameter

100x1m3/menit dan berjumlah dua buah. Siklon pemisah ini dihubungkan

langsung dengan pipa keluaran dari pompa pasir. Tanah dan pasir yang

dikumpulkan pada dasar grift chamber dihisap bersama kotoran oleh pompa

pasir yang dipisahkan menjadi padatan dan cairan di dalam siklon pemisah,

lalu tanah dan pasir yang sudah dipisah ditimbun pada ruang dasar siklon.

3) Saringan kasar Saringan kasar yang digunakan berjumlah dua buah dengan

spesifikasi alat W 2000 x 40 mm (ukuran mesh). Berfungsi untuk

menghilangkan kotoran-kotoran plastik dan kotoran mengapung lainnya yang

lolos dari saringan jeriji. Kotoran tersebut dihilangkan dari saringan kasar

dengan cara manual dengan penggaruk aluminium satu atau dua kali dalam

sehari.

d. Laguna aerasi fakultatif

Laguna aerasi fakultatif merupakan salah satu jenis pengolahan air limbah secara

biologis dengan memanfaatkan tiga jenis bakteri, yaitu bakteri aerob, anaerob dan

fakultatif (aerob-anaerob) untuk mendegradasi kandungan bahan pencemar yang

terdapat dalam air limbah. Laguna aerasi fakultatif dirangkai dalam dua kolam

pararel dan tiap kolam terdiri dari dua buah kolam atau laguna, dengan demikian

semuanya berjumlah empat kolam atau laguna. Tiap kolam dilengkapi

denganaerator berjenis surface aeration dan waktu tinggal air limbah dilaguna

aerasi fakultatif ±5,5 hari.

Laguna aerasi fakultatif juga dilengkapi dengan :

1) Aerator  Aerator yang digunakan berjumlah empat buah, type surfaceaeration

dengan spesifikasi alat diameter 2000 x 48 rpm x 30 kw. Aerator dioperasikan

berdasarkan laju alir masukan kotoran. Secara umum pengoperasian aerator

dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Laju aliran

masukan dari

3.874 7.750 11.625 15.500

kotoran(m3/hari

)

Laju alir

masukan dri

kotoran(%)

25 50 50 100

Jumlah aerator

yang beroperasi

2 2 4 4

Aerator yang

dioperasikan

No 1-1

No 1-2

No 1-1

No 1-1

No 1-1/1-2

No 2-1/2-2

No 1-1/1-2

No 2-1/2-2

Meskipun laju alir masukan dari kotoran lebih kecil dari laju alir rancangan,

kotoran harus tetap diumpan ke saluran laguna. Jikalaju alir masukan dari

kotoran 80% lebih kecil dari harga rancangan, maka dapat dioperasikan

hanya satu kolam saja (No.1-1/1-2 atau No. 2-1/2-2). Pada kasus ini aerator

No. 1-1/1-2 atauNo. 2-1/2-2 harus dioperasikan.

2) Kapal utama unit pembuangan lumpur

Kapal utama unit pembuangan lumpur satu buah dengan spesifikasi alat W

2300 x L 6000 X H 1000 bertenaga mesin. Berdasarkan harga rancangan

3300 m3 (110.000 orang dalam daerah layanan dan menghasilkan lumpur 30

lt/orang.th : (110.000orang x 30 lt/org.th x 1000 = 3300 m3/th) lumpur per

tahun akan terkumpul dalam laguna aerasi fakultatif. Alat pembuang lumpur

yang digunakan terdiri dari atas sebuah unit penghisap dengan kapasitas 20

m3/jam (kandungan 20% padatan dan 80 % cairan) pada sebuah kapal utama.

3) Indikator ikan

Ikan digunakan sebagai bioindikator terhadap tingkat pemulihan kualitas air

melalui proses pengolahan. Jika ikan yang dijadikan indikator mati, maka hal

itu menunjukkan bahwa kualitas air limbah masih jelek.

e. Kolam pematangan

Air limbah yang telah diolah di kolam fakultatif dialirkan ke kolam pematangan

dengan maksud untuk menstabilkan air limbah sebelum dibuang ke badan air.

Kolam pematangan terdiri dari dua sistem yang dirangkai secara pararel dengan

kolam fakultatif. Setelah penghilangan kotoran organik dan bakteri collon bacilli,

limbah olahan selanjutnya di alirkan ke dalam Sungai Bedog melalui pipa beton

dan saluran terbuka.

f. Tempat pengeringan lumpur (sludge drying bed)

Lumpur yang terkumpul dari dalam laguna aerasi fakultatif di buang ke

tempat pengeringan dengan menggunakan unit pembuangan lumpur setahun

sekali. Tempat pengeringan lumpur keseluruhannya terdiri dari 25 kolam, dibagi

menjadi tiga bagian. Bagian No. 1 terdiri dari 9 kolam dan bagian No.2/No.3

masing-masing terdiri dari 8kolam. Kapasitas efektif dari satu kolam sekitar 240

m3. Jika konsentrasi lumpur 20 % maka kapasitas unit pembuangan lumpur

adalah 20 m3/jam. Sehingga satu kolam pengering akan penuh dalam dua hari

jika waktu operasi 6 jam/hari.

Lumpur yang berada pada tempat pengeringan lumpur terbagi menjadi

lapisan atas yang jernih dan lumpur yang kental pada bagian bawah. Batang

penutup dipindahkan untuk mengeluarkan lapisan atas yang jernih dari tempat

pengeringan. Operasi seperti ini diulangi untuk mengentalkan lumpur hingga

cairan tidak dapat dipisahkan lagi. Setelah lumpur dikeringkan dengan panas

matahari sampai bisa dikeluarkan dengan pengeruk/sekop. Setelah dikeringkan di

terik matahari 2-3 bulan, lumpur kering dibawa dengan sebuah lori dan dibuang

di tempat pembuangan lumpur.

3. Proses pengolahan air buangan

Air limbah domestik yang berasal dari kota Yogyakarta dansebagian

Kabupaten Sleman serta Kabupaten Bantul dialirkan melalui jaringan pipa yang telah

ada pada jaman Belanda. Sistem jaringan pipa yang menuju ke IPAL juga dilengkapi

dengan pipa penggelontor.

Fungsi dari pipa penggelontor adalah untuk melarutkan sampah-sampah yang

ada dalam pipa-pipa yang tidak disingkirkanakan menghambat laju aliran air limbah

ke IPAL. Air penggelontor diambil dari empat inlet, yaitu Dam Bendolele, Dam

Pogung, Dam Prawirodirjan dan Selokan Mataram. IPAL sebagai tujuan akhir

merupakan titik terendah dibandingkan dengan jaringan pipa keseluruhan, sehingga

jaringan pipa air limbah ini memanfaatkan sistem pengaliran secara gravitasi dalam

pengaliran air limbahnya.

Limbah kota (kotoran) dipompakan ke dalam grift chamber dengan

menggunakan pompa angkat. Sebelum pompa angkat tersebut dipasangi jeriji untuk

melindungi pompa dari kerusakan akibat benda-benda besar seperti sampah. Pompa

angkat tersebut jenis ulir (screw). Pompa tersebut menghisap limbah secara kontinu

tanpa tersumbat oleh kotoran-kotoran yang terbawa aliran limbah. Pada IPAL ini

dipasang tiga buah pompa, dimana satu buah sebagai cadangan. Pompa jenis screw

dapat dikendalikan secara otomatis berdasarkan kuantitas air limbah yang mengalir.

Dengan pompa angkat limbah kotor dituangkan ke dalam grift chamber

dimana kotoran-kotoran kasar dan berat seperti tanah dan pasir akan mengendap.

Keluaran dari grift chamber dialirkan kesaringan kasar untuk menangkap kotoran-

kotoran seperti kantung plastik, ranting kayu dan kotoran lainnya akan mengendap

dan berkumpul di dasar grift chamber. Kotoran tersebut kemudian dialirkan dengan

menggunakan pompa celup (submersible pump) dan akan dipisahkan dari limbah cair

dan padatan dengan menggunakan siklon pemisah. Kemudian padatan ditampung

dalam hooper yang berada dibawah siklon dan dibuang secara berkala, sedangkan

limbah cair dikembalikan ke dalam grift chamber. Limbah kotor yang telah diolah

secara fisik tersebut diumpankan melalui tangki distribusi ke laguna aerasi fakultatif.

Laguna aerasi fakultatif dibagi dalam dua jalur dan tiap jalur terdiri dari dua

kolam yang dirangkai secara seri. Di dalam laguna aerasi fakultatif, kotoran-kotoran

organik yang terkandung dalam limbah kotor akan diuraikan dan dihilangkan secara

biokimiawi dengan bantuan bakteri aerobik dan anaerobik. Pada permukaan laguna

aerasi fakultatif, aerator mekanis dipasang sebagai pemasok oksigen, kemudian

kotoran organik diuraikan oleh bakteri aerobik secara bersamaan pada bagian dasar

atau bawah laguna yang tidak mengandung oksigen terjadi penguraian kotoran

organik oleh bakteri anaerobik.

Setelah penghilangan kotoran organik dilaguna aerasi, limbah olahan tersebut

dialirkan ke kolam pertumbuhan seperti halnya laguna aerasi fakultatif, kolam

pertumbuhan juga terdiri dari dua sistem yang dirangkai secara pararel. Setelah

penghilangan kotoran selanjutnya dialirkan ke dalam Sungai Bedog melalui pipa

beton dan saluran terbuka. Lumpur yang mengendap di dasar laguna aerasi fakultatif,

diurai oleh bakteri anaerobik dan lumpur tersebut harus dikuras atau dihisap setiap

satu sampai dua tahun sekali secara vakum dengan menggunakan ejector udara.

Lumpur yang terkumpul dihisap dan kemudian ditampung di dalam bak-bak

pengeringan lumpur. Kemudian lumpur dikeringkan secara alamiah, selanjutnya

lumpur kering tersebut dimusnahkan di tempat pengolahan limbah padat yang berada

di luar lahan pengelolaan limbah kota ini.

4. Diagram Alir proses pengolahan

Laguna Aerasi Fakultatif

Saringan Jeriji Laguna Aerasi Fakultatif

Saringan KasarGrift chamberAliran masuk

Pengering lumpur

Kolam Pertumbuhan

Aliran keluar

Dari penjelasan kuantitas dan kualitas air limbah domestik yang akan diolah

maka di design alat-alat pengolahan yang dimaksudkan agar air limbah domestik

tersebut memenuhi baku mutu yang ditetapkan. Pengolahan tesebut pada dasarnya

terdiri dari satuan operasi dan satuan proses yang keduanya saling terkait dan

menentukan daya guna atau efisiensi bangunan-bangunan pengolahan, yang

kemudian menghasilkan effluent yang memenuhi baku mutu yang ditetapkan.

Prosedur lengkap pengolahan air limbah domestik digambarkan dalam diagram alir

proses sebagai berikut :

D. PEMBAHASAN

Pengolahan yang digunakan di IPAL Sewon adalah pengolahan biologi dengan

mempergunakan bakteri aerob sehingga pada instalasi ini keberadaan aerator menjadi

sangat vital. Hal ini terjadi karena aerator memiliki fungsi untuk memasok oksigen yang

dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menguraikan polutan. Apabila terjadi kerusakan

pada aerator tentu proses pengolahan tidak berjalan dengan baik dan limbah tersebut

dapat menimbulkan masalah baru.

Limbah yang masuk ke Instalasi Pengolahan Air Limbah yang terlayani sampai

saat ini belum memenuhi batas maksimal sesuai dengan rancangan awal hal ini mungkin

juga disebabkan karena IPAL Sewon yang menggunakan gaya gravitasi untuk

mengalirkan air limbahnya sehingga daerah yang terlayani hanya pada daerah yang letak

tanahnya lebih tinggi dari IPAL Sewon.

Rancangan awal dari IPAL Sewon hanya menampung air limbah saja, namun

kenyataannya masih ditemukan berbagai limbah padat yang ikut terbawa oleh aliran

limbah hal ini terjadi mungkin karena kesadaran masyarakat yang masih kurang.

Sampah-sampah itu akhirnya menyumbat aliran limbah pada titik-titik tertentu. Salah

satu dampak dari adanya sampah yang terikut aliran air limbah adalah pihak IPAL secara

rutin harus melakukan pembersihan saluran perpipaan. Selain itu terdapat banyak

sampah yang terikut hingga pada grift chamber sehingga secara rutin pihak IPAL

melakukkan pengambilan sampah secara manual.

Pemeriksaan saluran perpipaan yang dilakukan oleh pihak IPAL mengalami

berbagai kendala karena keterbatasan personil, dan jalur perpipaannya yang panjang,

sehingga terdapat beberapa titik yang dalam jangka waktu bertahun-tahun baru

dibersihkan. Titik-titik itu biasanya terdapat pada jalur perkampungan,

Air limbah yang diperbolehkan masuk ke IPAL sewon adalah seluruh air limbah

domestik dari kegiatan kerumah tanggaan. Seluruh limbah tersebut diperbolehkan

memasuki inlet secara langsung, kecuali tinja dari hasil pembersihan septic tank dan juga

limbah laundry. Untuk penanganan kedua limbah tersebut, pihal IPAL Sewon

menyediakan bak penampung sebelum dimasukkan ke inlet pengolahan. Jadi limbah

tinja dan laundry didiamkan dulu dalam kurun waktu tertentu, hal ini bertujuan agar efek

samping dari kerusakan yang mungkin timbul akibat kedua limbah tersebut. Limbah

loundry memliki kadar pH yang cukup tinggi sehingga bisa merusakkan komponen

pengolah. Namun sampai saat ini tempat yang digunakan untuk menampung limbah tinja

dan laundry hanya terdiri dari sebuah bak yang di atasnya ditutup dengan menggunakan

plastik, bak ini kurang efektif untuk digunakan sebagai penmapung, terutama untuk

menampung tinja karena tinja mengandung bakteri patogen yang dapat menimbulkan

penyakit pada manusia.

IPAL Sewon merupakan instalasi yang khusus untuk mengolah limbah cair, namun

pada musim hujan akan terjadi kenaikan debit limbah akibat tercampurnya air hujan

dengan air limbah. Air hujan ini dapat terikut ke saluran limbah karena pipa saluran

limbah sudah terlalu lama digunakan sehingga terjadi kebocoran di beberapa titik.

Pengolahan dengan sistem lumpur aktif tentu akan menimbulkan bahan sisa sludge.

Lumpur hasil sisa dari pengolahan ini ditampung pada bak pengering lumpur setelah

disedot dari kolam aerasi. Sampai saat ini lumpur-lumpur ini belum mengalami

pengolahan karena lumpur hasil pengolahan limbah cair dikategorikan sebagai B3.

E. KESIMPULAN

1. Balai IPAL Sewon Bantul merupakan temapat pengolahan air yang berasal dari

aktifitas Rumah Tangga yaitu air buangan kamar mandi, kloset, mencuci dan

memasak.

2. Bagian bagian IPAL sewon bantul sudah sangat lengkap.mulai dari tahap awal

hingga tahap pengelolalan akhir.ini menunnjukkan bahwa IPAL Sewon Bantul

dikategorikan IPAL yang baik dan lengkap.

3. Hasil olahan di Balai IPAL di buang ke sungai Bedog standar dengan air golongan B

yang diperuntukkakn untuk irigasi pertanian. Berdasarkan Surat Keputusa Gibernur

DIY baku mutu golongan B, yaitu BOD 30 mg/liter dan lumpur kering dimanfaatkan

untuk pupuk tanaman.

F. REKOMENDASI

1. Lumpur yang sudah kering tersebut sebaiknya dapat dimanfaatkan menjadi pupuk

yang sudah siap pakai dengan cara pengepakan dan apabila lumpur tersebut tidak

mengandung B3 (Bahan Beracun dan Berbahaya).

2. Bagi pengelola IPAL Sewon Bantul bisa lebih ditingkatkan kembali fasilitas-fasilitas

pendukung yang belum tersedia di IPAL Sewon Bantul.