Laporan Praktikum Perencanaan, Pengoperasian Dan Pemeliharaan IPL

LAPORAN PRAKTIKUM

PERENCANAAN, PENGOPERASIAN DAN PEMELIHARAAN

INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH

Tanggal Pengumpulan : 26 September 2013

Kelas / Kelompok : 3A / A2-2

Anggota :

1. Denis Waprita E 116061

2. Derrian Alexander 116063

3. Dida Abdivia P 116080

4. Hesty Dwi R 116118

5. Rizkiyah Dwi S 116224

KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN INDUSTRI

AKADEMI KIMIA ANALISIS

BOGOR

2013

Laporan Praktikum Perencanaan, Pengoperasian Page 1 dan Pemeliharaan Instalasi Pengolahan Limbah

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa karena berkat

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun laporan ini tepat pada

waktunya. Laporan ini membahas “Perencanaan, Pengoperasian dan Pemeliharaan

Instalasi Pengolahan Limbah”.

Berkat bantuan dan tuntunan dari Tuhan Yang Maha Esa serta tidak lepas

dari bantuan berbagai pihak, untuk itu dalam kesempatan ini penulis

menghaturkan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua

pihak yang telah membantu dalam pembuatan laporan ini.

Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan laporan ini masih dari jauh

dari kesempurnaan baik materi maupun cara penulisannya. Namun demikian,

penulis telah berupaya dengan segala kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki

sehingga dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik. Oleh karena itu, penulis

dengan rendah hati dan tangan terbuka menerima kritik dan saran yang

mendukung guna penyempurnaan makalah ini.

Akhirnya penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi

seluruh pembaca.

Bogor, September 2013

Penulis


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 3

1.1. Latar Belakang ................................................................................... 3

1.2. Tujuan Penulisan ................................................................................ 3

1.3. Manfaat Penulisan .............................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4

2.1. Pengelolaan Limbah ........................................................................... 4

2.1.1. Implementasi Produksi Bersih dan Minimasi Limbah ............... 4

2.1.2. Pengolahan Limbah .................................................................. 5

2.2. Pengolahan Air Limbah ...................................................................... 6

2.2.1. Tahapan Pengolahan Air Limbah .............................................. 6

2.2.2. Teknik Pengolahan Air Limbah ................................................ 8

2.2.3. Manajemen IPAL ................................................................... 11

2.3. Desain IPAL ..................................................................................... 12

2.3.1. Pengumpulan Data .................................................................. 12

2.3.2. Teknik dan Metode Pengujian Sampel .................................... 14

2.3.3. Penentuan Desain IPAL .......................................................... 17

BAB III Metode Percobaan ............................................................................. 23

3.1. Waktu dan Tempat ........................................................................... 23

3.2. Alat dan Bahan ................................................................................. 23

3.3. Cara Kerja (Pengukuran dan Perhitungan) ........................................ 23

BAB IV Hasil Pengamatan dan Pembahasan ................................................... 32

4.1. Hasil Pengamatan ............................................................................. 32

4.2 Pembahasan...................................................................................... 34

BAB V Kesimpulan ........................................................................................ 36

5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 37

LAMPIRAN


BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Setiap kegiatan di masing-masing laboratorium Akademi Kimia Analisis

Bogor membutuhkan berbagai bahan, air dan energi dimana dari kegiatan tersebut

menghasilkan jumlah dan jenis limbah cair yang sangat beragam dan berbeda.

Limbah dapat didefinisikan sebagai sisa hasil proses produksi yang tidak

dimanfaatkan lagi dan harus dikelola agar tidak menimbulkan pencemaran dan

penurunan kualitas lingkungan. Sedangkan air limbah didefinisikan sebagai sisa

hasil proses produksi yang berbentuk cairan yang tidak dimanfaatkan lagi dan

harus dikelola. Air limbah ini perlu dilakukan pengolahan agar tidak

menimbulkan pencemaran dan penurunan kualitas lingkungan. Dengan demikian,

setiap limbah cair yang dihasilkan harus dikelola dengan baik berdasarkan

karakteristiknya agar dapat menurunkan kualitas bahan pencemar yang

terkandung didalamnya dan aman untuk dibuang ke lingkungan.

Dengan karakteristik seperti itu maka pengelolaan dan pengolahan limbah

yang dilakukan juga perlu dirancang secara khusus meliputi upaya minimasi

limbah dan pengolahan air limbah di Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL).

1.2. Tujuan Penulisan

Penulisan laporan praktikum perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan

instalasi pengolahan limbah bertujuan untuk melakukan perencanaan,

pengoperasian dan pemeliharaan instalasi pengolahan limbah sebagai bagian dari

pengelolaan dan pemantauan lingkungan.

1.3. Manfaat Penulisan

Penulisan laporan praktikum perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan

instalasi pengolahan limbah bermanfaat untuk memberikan informasi kepada

pembaca mengenai perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan instalasi

pengolahan limbah sebagai bagian dari pengelolaan dan pemantauan lingkungan.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengelolaan Limbah

Pengelolaan limbah adalah kegiatan terpadu yang meliputi kegiatan

pengurangan (minimization), segregasi (segregration), penanganan (handling),

pemanfaatan dan pengolahan limbah. Dengan demikian untuk mecapai hasil yang

optimal, kegiatan-kegiatan yang melingkupi pengelolaan limbah perlu dilakukan

dan bukan hanya mengandalkan kegiatan pengolahan limbah saja.

Bila pengelolaan limbah hanya diarahkan pada kegiatan pengolahan limbah

maka beban kegiatan Instalasi Pengolahan Air Limbah akan sangat berat,

membutuhkan lahan yang lebih luas, peralatan yang lebih banyak, teknologi dan

biaya yang tinggi. Kegiatan pendahuluan pada pengelolaan limbah akan sangat

membantu mengutangi beban pengolahan limbah di IPAL.

2.1.1.Implementasi Produksi Bersih dan Minimasi Limbah

Secara prinsip, konsep produksi bersih dan minimasi limbah mengupayakan

dihasilkannya jumlah limbah yang sedikit dan tingkat pencemaran yang

minimum. Namun, terdapat beberapa penekanan yang berbeda dari kedua konsep

tersebut yaitu produksi bersih memulai implementasi dan optimasi proses

produksi, sedangkan minimasi limbah memulai implementasi dari upaya

pengurangan dan pemanfaatan limbah yang dihasilkan.

Produksi Bersih

Produksi bersih menekankan pada tata cara produksi yang minim

bahan pencemar, limbah, minim air dan energi. Bahan pencemar atau bahan

berbahaya diminimalkan dengan pemilihan bahan baku yang baik, tingkat

kemurnian yang tinggi atau bersih.

Selain itu, diupayakan menggunakan peralatan yang hemat air dan

hemat energi. Dengan kombinasi seperti itu maka limbah yang dihasilkan

akan lebih sedikit dan tingkat cemarannya juga lebih rendah. Selanjutnya

limbah tersebut diolah agar memenuhi baku mutu limbah yang ditetapkan.


Minimasi Limbah

Minimasi limbah merupakan implementasi untuk mengurangi jumlah

dan tingkat cemaran yang dihasilkan dari suatau proses dengan cara

pengurangan, pemanfaatan dan pengolahan limbah.

Pengurangan limbah dilakukan melalui peningkatan atau optimasi

efisiensi alat pengolahan, optimasi sarana dan prasarana pengolahan seperti

sistem perpipaan, meniadakan kebocoran, ceceran dan terbuangnya bahan

serta limbah. Pemanfaatan ditujukan pada bahan atau air yang telah

digunakan dalam proses untuk digunakan kembali dalam proses yang sama

atau proses lainnya.

Setelah dilakukan penguarangan dan pemanfaatan limbah, maka

limbah yang dihasilkan akan sangat minimal untuk selanjutnya diolah dalam

instalasi pengolahan limbah.

2.1.2.Pengolahan Limbah

Pengolahan limbah merupakan upaya terakhir dalam sistem pengelolaan

limbah stelah sebelumnya dilakukan optimasi proses produksi untuk menurunkan

tingkat cemaran yang terdapat dalam limbah sehingga aman untuk dibuang ke

lingkungan. Karakteristik utama limbah didasarkan pada jumlah atau volume

limbah dan kandungan bahan pencemarnya yang terdiri dari unsur fisik, biologi,

kimia dan radioaktif. Karakteristik ini akan menjadi dasar untuk menentukan

proses dan alat yang digunakan untuk mengolah air limbah.

Untuk mengolah air limbah dapat ditentukan tahapan prosesnya, jenis proses

dan alat yang digunakan sebagai berikut :

a. Tahapan Proses

Pengolahan air limbah biasanya menerapkan tiga tahapan proses yaitu

pengolahan pendahuluan (pre-treatment), pengolahan utama (primary

treatment) dan pengolahan akhir (post treatment). Pengolahan pendahuluan

ditujukan untuk mengkondisikan aliran, beban limbah dan karakter lainnya

agar sesuai untuk masuk ke pengolahan utama. Pengolahan utama adalah

proses yang dipilih untuk menurunkan pencemar utama dalam air limbah.

Selanjutnya pada pengolahan akhir dilakukan proses lanjutan untuk

mengolah limbah agar sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan.


b. Jenis Proses dan Alat Pengolahan

Terdapat tiga jenis proses yang dapat dilakukan untuk mengolah air limbah

yaitu proses secara fisik, biologi dan kimia. Proses fisik dilakukan dengan

cara memberikan perlakuan fisik pada air limbah seperti menyaring,

mengendapkan atau mengatur suhu proses dengan menggunakan alat

screening, grit chamber, settling tank atau settling pond. Proses biologi

dilakukan dengan cara memberikan perlakuan biologi pada air limbah

seperti penguraian subtansi biologi dengan lumpur aktif, proses aerobik dan

proses anaerobik. Proses kimia dilakukan dengan cara memberikan

perlakuan kimia pada air limbah.

Pilihan mengenai teknologi pengolahan dan alat yang digunakan seharusnya

dapat mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi dan pengelolaannya.

2.2. Pengolahan Air Limbah

2.2.1.Tahapan Pengolahan Air Limbah

Pada prinsipnya pengolahan air limbah dapat dikelompokkan menjadi enam

tahapan pengolahan. Namun hal ini juga bergantung pada jenis air limbah dan

tujuan pengolahan tersebut. Keenam tahapan pengolahan air limbah tersebut,

antara lain :

Pengolahan Pendahuluan (pre-treatment)

Pengolahan pendahuluan ditujukan untuk menyaring benda terapung dan

mengendapkan benda yang berukuran besar seperti sampah, lemak, kerikil

atau pasir. Tahap selanjutnya adalah melakukan penyeragaman kondisi air

limbah (equalization) yang meliputi debit dan keasaman air limbah.

Pengolahan Primer (primary treatment)

Pengolahan primer bertujuan untuk menghilangkan zat padat karena

partikel-partikel yang ada diendapkan dengan cara gravitasi. Bahan kimia

dapat digunakan untuk membantu proses pengendapan tersebut.

Pengendapan biasanya dilakukan pada bak atau kolam pengendapan yang

secara periodik dibersihkan endapannya. Proses pengapungan dilakukan

dengan menghembuskan udara dari bawah sehingga partikel akan

mengapung kemudian dipisahkan dari cairan.


Pengolahan Sekunder (secondary treatment)

Pengolahan sekunder bertujuan untuk mengurangi kadar bahan organik

dalam air limbah dengan menggunakan proses biologi seperti lumpur aktif,

trickling filter, anaerobic digester, biogas. Terdapat dua hal penting dalam

proses ini adalah penambahan oksigen dan pertumbuhan bakteri.

Pengolahan Tersier (tertiary treatment)

Pengolahan tersier dilakukan setelah pengolahan pertama dan kedua masih

banyak bahan polutan yang terdapat dalam air imbah. Pengolahan ini

dilakukan secara khusus tergantung jenis bahan polutan yang ada. Beberapa

alat yang biasa digunakan untuk pengolahan tersier adalah saringan pasir,

saringan multimedia, vacuum filter, penyerapan.

Pembunuhan Kuman (desinfection)

Pembunuhan kuman bertujuan untuk mengurangi atau membunuh

mikroorganisme patogen yang ada di dalam air limbah. Bahan kimia

biasanya digunakan dalam proses ini seperti klorin.

Pembuangan lanjutan (ultimate disposal)

Dari pengolahan air limbah biasanya dihasilkan lumpur. Lumpur tersebut

perlu diolah lebih lanjut untuk menghilangkan tingkat polutannya dan

kemudian dapat dimanfaatkan atau dibuang ke lingkungan. Beberapa proses

pengolahan lumpur adalah pemekatan, penstabilan, pengurangan air dan

pengeringan.

Dari beberapa jenis pengolahan tersebut dapat dipilih gabungan pengolahan

yang efektif untuk mengolah air limbah yang ada. Selain itu, untuk mengolah air

limbah tidak selalu harus mengikuti tahapan-tahapan seperti diatas, akan tetapi

perlu dilakukan penyesuaian sesuai dengan kebutuhan yang ada. Dengan

demikian setiap unit bangunan atau instalasi pengolahan air limbah akan ada

perbedaan tahapan dan jenis proses yang dipilih.


2.2.2.Teknik Pengolahan Air Limbah

Teknologi pengolahan air limbah merupakan salah satu teknik untuk

menurunkan tingkat pencemaran dan bahaya dari air limbah bagi lingkungan dan

manusia. Terdapat beragam teknologi pengolahan air limbah yang dapat

diterapkan namun perlu dipertimbangkan beberapa hal, antara lain :

Harus dapat diterapkan dan dipelihara.

Harus dapat menurunkan pencemaran dalam air limbah ke tingkat yang

sesuai atau lebih rendah dari baku mutu yang ditetapkan.

Harus layak secara ekonomi dalam pembangunan (konstruksi), operasional

dan pemeliharaannya.

Berbagai teknik pengolahan air limbah untuk mengurangi bahan polutan

didalmnya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Pengolahan air limbah

yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi atas tiga teknik

pengolahan yaitu pengolahan secara fisika, kimia dan biologi. Untuk mengolah

suatu jenis air limbah tertentu, ketiga teknik pengolahan tersebut dapat

diaplikasikan secara sendiri-sendiri, kombinasi dari dua teknik atau ketiganya.

a. Pengolahan secara fisika

Sebelum dilanjutkan pengolahan terhadap air limbah, bahan-bahan

tersuspensi berukuran besar dan mudah mengendap atau bahan-bahan yang

terapung disisihkan terlebih dahulu. Terdapat lima cara untuk melakukan

pemisahan bahan-bahan cemaran tersebut dalam air limbah yaitu dengan

penyaringan, presipitasi, flotasi, filtrasi dan sentrifugasi.

Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk

menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Sedangkan bahan

tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan

proses pengendapan. Parameter desain yang utama untuk proses

pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi

hidrolis di dalam bak pengendap.

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang

mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses

pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara

penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur


endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air

flotation).

Proses filtrasi di dalam pengolahan air limbah, biasanya dilakukan

untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosisnya, akan

dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari

dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran

yang dipergunakan dalam proses osmosa.

Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk

menyisihkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik

terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air

limbah tersebut. Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya

diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan

ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan

operasinya sangat mahal.

b. Pengolahan secara kimia

Pengolahan air limbah secara kimia biasanya dilakukan untuk

menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid),

logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun dengan cara

membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-

bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-

bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan

(flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan

juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan

dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan

dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut,

sehingga akhirnya dapat diendapkan.

Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan

membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk

endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit.

Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk

hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen, sebelum


diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu direduksi

menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau

Na2S2O5).

Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida

pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan

klor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida. Pada

dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara

kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan

bahan kimia.

c. Pengolahan secara biologi

Semua air limbah yang mengandung bahan organik dapat diolah secara

biologi (biodegradable). Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara

biologi banyak diterapkan karena merupakan pengolahan yang murah,

efisien dan lebih ramah lingkungan.

Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas

dua jenis, yaitu :

1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reactor)

2. Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reactor)

Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh

dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang

banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif

terus berkembang dengan berbagai modifikasinya, antara lain: oxidation

ditch dan kontak stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif

konvensional, oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu

efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-

85%) dan lumpur yang dihasilkan lebih sedikit.

Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%-95%), kontak stabilisasi

mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensi hidrolisis total lebih

pendek (4-6 jam). Proses kontak stabilisasi dapat pula menyisihkan BOD

tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga tidak

diperlukan penyisihan BOD tersuspensi dengan pengolahan pendahuluan.


Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak,

juga termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim

tropis seperti Indonesia, waktu detensi hidrolisis selama 12-18 hari di dalam

kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk

mencapai kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan.

Dalam lagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja.

Dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media

pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya.

Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain

trickling filter, cakram biologi, filter terendam dan reaktor fludisasi.

Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD

sekitar 80%-90%. Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses

penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis,

yaitu :

1. Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen

2. Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.

Apabila BOD air limbah tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih

dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari

4.000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.

2.2.3.Manajemen IPAL

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) perlu dikelola dengan baik agar

dapat beroperasi secara optimum sehingga air limbah yang diolah dapat sesuai

dengan baku mutu yang ditetapkan. Untuk mencapai kondisi tersebut diperlukan

beberapa perangkat manajemen dan pembiayaan seperti kelembagaan pengelolaa

IPAL, sumber daya manusia yang memadai, dan dukungan pembiayaan.

Kelembagaan pengelola IPAL perlu dibentuk agar pengelolaan IPAL dapat

ditangani dengan baik dan terstruktur. Dalam kelembagaan tersebut dibuat standar

operasi pengolahan air limbah, tata cara perawatan dan perbaikan IPAL,

pengambilan sampel dan melakukan pelaporan secara berkala.

Sumber daya manusia menjadi aspek penting lainnya dalam pengelolaan

IPAL. Perlu adanya SDM yang memahami secara teknis operasional IPAL, teknik


pengambilan sampel dan memahami aspek administrasi pelaporan dan evaluasi

kinerja IPAL.

Pembiayaan operasional IPAL perlu direncanakan dan diangarkan oleh

perusahaan. Pada pengoperasiannya, IPAL membutuhkan perawatan rutin,

penggunaan bahan kimia, melakukan uji kualitas air limbah dan perbaikan ringan

lainnya. Adanya dukungan pembiayaan yang memadai dari perusahaan untuk

operasional IPAL akan membuat kinerja IPAL tetap optimal.

2.3. Desain IPAL

2.3.1.Pengumpulan Data

Untuk menentukan teknik pengolahan dan desain Instalasi Pengolahan Air

Limbah (IPAL) diperlukan beberapa informasi terkait proses produksi atau

pengolahan yang dilakukan, karakteristik air limbah yang dihasilkan dan baku

mutu air limbah yang menjadi acuan penaatan.

1. Proses Produksi

Proses produksi akan menentukan karakteristik limbah yang

dihasilkan. Dengan bahan baku yang sama, proses produksi yang berlainan,

maka akan dihasilkan limbah yang berlainan pula. Dengan demikian, proses

produksi menjadi informasi awal mengenai potensi limbah yang dihasilkan.

Secara prinsip proses produksi menggunakan bahan baku, bahan

tambahan, dan air yang diproses menggunakan teknik dan peralatan tertentu.

Pada proses produksi terdapat bagian-bagian proses tertentu yang juga

memungkinkan dihasilkannya limbah. Informasi mengenai potensi dan jenis

limbah dari masing-masing tahapan proses selanjutnya perlu dianalisa untuk

mengetahui karakteristik fisik, kimia atau biologinya.

Identifikasi sumber-sumber limbah di dalam industri pengolahan

memberikan informasi untuk pemisahan air limbah, penggunaan kembali air

yang sedikit terkontaminasi, dan utnuk pengaturan konsisi proses yang

menghasilkan limbah dalam jumalah yang besar atau pekat.

Pengetahuan mengenai sifat-sifat limbah akan sangat membantu dalam

penetapan metode penanganan dan atau pembuangan limbah yang efektif.

Penanganan biologi misalnya cocok dilakukan pada limbah cair yang


mengandung bahan padatan organik terlarut. Limbah padat dengan kadar

organik tinggi cocok untuk pembakaran atau pemupukan.

2. Karakteristik Air Limbah

Karakteristik air limbah perlu dikenal karena hal ini akan menentukan

cara pengolahan yang tepat sehingga tidak mencemari lingkungan hidup.

Secara garis besar karakteristik air limbah yang diperlukan untuk mendesain

IPAL meliputi karakterisitik fisik, biologis dan bakteriologis, kimia dan

debit.

Karakteristik Fisik

Air limbah sebagian besar terdiri dari air dan sebagian kecil terdiri dari

bahan-bahan padat dan suspensi. Karakterisitik fisik dalam air limbah

yang diperlukan untuk pengelolaan dan pengolahan air limbah meliputi

suhu, pH, padatan tersuspensi, padatan terlarut, dan warna.

Karakteristik Biologis dan Bakteriologis

Kandungan biologi dan bakteriologis terdapat juga dalam air limbah

tergantung darimana sumbernya namun keduanya tidak berperan

dalam proses pengolahan air limbah. Mikroorganisme dan bakteri pada

air limbah dapat berupa eucaryotes (tanaman biji, spora, lumut),

eubacteria, dan archaebacteria. Yang paling berbahaya adalah bakteri

colli (E-colli dan Streptococci). Baktericolli berasal dari usus manusia

dan makluk hidup lain (ayam, sapi, itik, babi). Selain itu pada air

limbah juga ditemukan ganggang (fitoplankton) yang hidup dengan

memanfaatkan nutrien serta jamur yang bermanfaat dalam

menguraikan senyawa karbon.

Karakteristik Kimiawi

Kandungan bahan kimia yang terdapat dalam air limbah dapat

merugikan lingkungan. Bahan organik terlarut dapat menghabiskan

oksigen dalam imbah serta menimbulkan rasa dan bau yang tidak

sedap. Pada umumnya, dalam air limbah pengolahan pangan, bahan

kimia yang membutuhkan oksigen berada dalam bentuk terlarut,

sedangkan dalam limbah peternakan sebagian besar terdapat dalam

bentuk partikulat.


Debit

Karakteristik lainnya yang digunakan untuk pengolahan air limbah

adalah debit atau jumlah aliran air per satuan waktu. Satuan waktu

dalam penghitungan aliran air yang digunakan dapat dalam hitungan

detik, menit atau jam dan juga dapat berupa debit sasaat, harian atau

mingguan. Informasi mengenai debit dan mutu limbah yang

dikeluarkan diperlukan untuk merancang fasilitas yang diperlukan

untuk mengelola pengeluaran yang konstan atau sewaktu-waktu.

2.3.2.Teknik dan Metode Pengujian Sampel

Semua air limbah perlu diketahui karakteristiknya terlebih dahulu sebelum

rancangan proses pengolahan pengolahannya dimulai. Sifat air limbah yang perlu

diketahui adalah volume aliran, konsentrasi organik, sifat-sifat karakteristik dan

toksisitas.

Laju aliran dan keragaman laju aliran merupakan faktor penting dalam

rancangan proses. Sejumlah unit dalam kebanyakan sistem penanganan harus

dirancang berdasarkan proses. Sejumlah unit dalam kebanyakan sistem

penanganan harus dirancang berdasarkan puncak laju aliran. Hal ini

membutuhkan studi laju aliran dan memberikan pertimbangan untuk

meminimumkan keragaman laju aliran bilamana mungkin.

Teknik dan pengujian sampel untuk beberapa parameter penting dalam

menentukan teknik pengolahan dan desain IPAL adalah sebagai berikut :

a. Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand = BOD)

Uji BOD adalah salah satu metode analisis yang paling banyak

digunakan dalam penanganan limbah dan pengendalian polusi. Uji ini

mencoba menentukan kekuatan polusi dari suatu limbah dalam pengertian

kebutuhan mikroba akan oksigen dan merupakan ukuran tak langsung dari

bahan organik dalam air limbah.

Uji BOD distandarisasi pada periode 5 hari, suhu 20oC. Sampel

disimpan dalam botol yang kedap udara. Stabilisasi yang sempurna dapat

membutuhkan waktu lebih dari 100 hari pada suhu 20oC. Periode inkubasi

yang lama ini tidak praktis untuk penentuan rutin.


Oleh karena itu prosedur yang disarankan oleh AOAC (Association of

Official Analytical Chemists) adalah periode inkubasi 5 hari dan disebut

BOD5. Nilai ini hanya merupakan indeks jumlah bahan organik yang dapat

dipecah secara biologi bukan ukuran sebenarnya dari limbah organik. Air

limbah domestik yang tidak mengandung limbah industri mempunyai BOD

kira-kira 200 ppm. Limbah pengolahan pangan umumnya lebih tinggi dan

seringkali lebih dari 1000 ppm.

Walaupun BOD5 merupakan pengukuran umum untuk polusi air, uji

BOD memakan waktu dan reprodusibilitasnya rendah. Uji-uji seperti

kebutuhan oksigen secara kimia (COD) dan karbon organik total (TOC)

lebih cepat, lebih andal dan lebih reprodusibel.

b. Kebutuhan Oksigen Secara Kimia (Chemical Oxygen Demand = COD)

Uji COD adalah suatu pembakaran kimia secara basah dari bahan

organik dalam sampel. Larutan asam dikromat (K2Cr2O7) digunakan untuk

mengoksidasi bahan organik pada suhu tinggi. Berbagai prosedur COD yang

menggunakan waktu reaksi dari 5 menit sampai 2 jam dapat digunakan.

Metode ini dapat dilakukan lebih cepat dari uji BOD. Oleh karena uji

COD merupakan analisis kimia, uji ini juga mengukur senyawa-senyawa

organik yang tidak dapat dipecah seperti pelarut pembersih dan bahan yang

dapat dipecah secara biologik seperti yang diukur dalam uji BOD.

Penggunaan dua katalis perak sulfat dan merkuri sulfat diperlukan

masing-masing untuk mengatasi gangguan klorida dan untuk menjamin

oksidasi senyawa-senyawa organik kuat menjadi teroksidasi. Limbah hewan

dan limbah pengolahan pangan seperti pengolahan saurkraut, pikel dan

zaitun dapat mengandung konsentrasi klorida yang tinggi dan akan

membutuhkan merkuri sulfat dalam analisis COD atau faktor koreksi

klorida.

Senyawa-senyawa benzena dan ammonia tidak diukur oleh uji ini.

Prosedur COD tidak mengoksidasi ammonia walaupun mengoksidasi nitrit.


c. Karbon Organik Total (Total Organic Carbon =TOC)

Karbon organik total (TOC) mengukur semua bahan yang bersifat

organik. TOC diukur dengan konversi karbon organik dalam air limbah

secara oksidasi katalitik pada suhu 9000 C menjadi karbon dioksida. Metode

pengukuran polusi ini cepat (5-10 menit) dan dapat diulang, memberikan

perkiraan kadar karbon organik dari air limbah secara cepat.

Nilai TOC sangat berkorelasi dengan uji-uji BOD5 standar dan COD,

bila limbah relatif seragam. Uji BOD dan COD menggunakan pendekatan

oksigen, TOC menggunakan pendekatan karbon. Senyawa-senyawa yang

dianalisis dalam uji TOC, seperti selulosa, hanya memecah secara lambat

dalam lingkungan alamiah. Nilai TOC akan berubah bila limbah diberi

penanganan dengan berbagai metode.

d. Kebutuhan Oksigen Total (Total Oxygen Demand = TOD)

Kebutuhan oksigen total (TOD) dari suatu bahan didefinisikan sebagai

jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran semua bahan pada suhu

900oC menggunakan katalis Platinum. Proses mengoksidasi semua bahan

organik dan bahan anorganik yang tidak teroksidasi sempurna. Kebutuhan

oksigen dari karbon, hidrogen, nitrogen dan sulfur dalam suatu contoh air

limbah diukur dengan metode ini.

e. Residu Dalam Limbah Cair

Residu dalam air limbah dapat berupa padatan terendapkan dan

padatan tersuspensi total. Padatan terendapkan adalah padatan dalam limbah

cair yang mengendap pada dasar dalam limbah cair yang mengendap pada

dasar dalam waktu 1 jam. Padatan ini biasanya diukur dalam kerucut Imhoff

berskala dan dilaporkan sebagai ml padatan terendap per liter.

Padatan terendap merupakan indikator jumlah padatan limbah yang

akan mengendap dalam alat penjernih dan kolam pengendapan. Penetapan

endapan ini mudah dilakukan dan berguna bila akan merancang sistem

penanganan pengendapan.

Padatan tersuspensi total kadang-kadang disebut residu yang tidak

dapat disaring, ditetapkan dengan cara menyaring sejumlah volume air

limbah melalui filter membran. (tikar gelas fiber) dalam cawan gouch. Berat


kering dari padatan tersuspensi total diperoleh setelah satu jam pada suhu

103-105oC.

f. Padatan Terlarut Total

Padatan terlarut total ditetapkan dalam berat contoh yang telah disaring

dan dievaporasi atau sebagai perbedaan antara berat residu setelah evaporasi

dan berat padatan tersuspensi total. Oleh karena larutan ini sulit dihilangkan

dari air limbah, maka pengetahuan mengenai padatan terlarut total adalah

penting bila menangani air limbah.

2.3.3.Penentuan Desain IPAL

Desain Instalasi Pengolahan Air Limbah ditentukan oleh beberapa faktor,

antara lain :

a. Debit Air Limbah

Desain IPAL dipengaruhi oleh debit air limbah yang dihasilkan, karena

debit digunakan sebagai penentuan volume unit-unit pengolahan air limbah.

Bila debitnya besar maka volume unit pengolahannya harus dibuat besar

untuk dapat menampung air limbah tersebut. Terlebih lagi bila akan

digunakan unit pengolahan yang membutuhkan waktu tinggal, maka

perhitungan volume unit pengolahannya dikalikan dengan waktu tinggalnya.

b. Aliran Air Limbah

Aliran air limbah dapat bersifat kontinyu (terus menerus) atau sesaat

ditentukan oleh proses produksi yang dilakukan. Ada industri yang

melakukan pengolahan atau beroperasi sepanjang hari dan beroperasi hanya

pada waktu-waktu tertentu saja semisal pagi hingga sore atau sore hingga

pagi hari.

Industri yang beroperasi sepanjang waktu akan menghasilkan aliran air

limbah yang terus menerus. Biasanya air limbah berasal dari setiap unit

produksi dalam jumlah yang beragam. Untuk jenis aliran seperti ini dapat

didesain bak pengatur aliran dan keseragaman kualitas air limbah sebelum

masuk ke unit pengolahan utama. Bak ini disebut bak equalisasi yang dapat

pula dilengkapi dengan pembubuh bahan kimia untuk mengkondisikan sifat

air limbah yang diinginkan.


Industri yang beroperasi hanya pada waktu tertentu saja akan

menghasilkan air limbah hanya pada waktu tersebut. Biasanya air limbah

yang dihasilkan hanya sesaat namun dalam jumlah yang besar. Untuk

industri seperti ini maka desain IPALnya dipilih yang dapat menerima aliran

sesaat atau shock loading seperti pengolahan fisik (penyaringan dan

pengendapan), pengolahan kimia (koagulasi dan flokulasi) dan pengolahan

biologi (anaerobic digester).

c. Parameter Pencemar (karakteristik) Air Limbah

Setiap industri memiliki parameter pencemar yang berlainan hal ini

terkait dengan penggunaan bahan baku dan proses produksi yang juga

berlainan. Bahkan, industri sejenispun dapat memiliki karakteristik air

limbah yang tidak sama karena penanganan bahan dan penggunaan air yang

tidak serupa.

Secara umum parameter pencemar atau karakteristik air limbah

ditentukan oleh jenis bahan baku yang digunakan dan proses yang

dilakukan. Bila bahan baku yang digunakan adalah bahan organik maka

limbah yang digunakan akan memiliki kandungan bahan organik, demikian

juga bila industri tersebut menggunakan bahan kimia dalam proses

produksinya, maka dalam air limbahnya akan ditemukan kandungan bahan

kimia tersebut dalam ikatan aslinya atau ikatan dengan bahan kimia lainnya.

Jenis parameter pencemar utama dalam air limbah adalah bahan

organik, bahan anorganik, minyak dan lemak, mikroorgsnisme, warna dan

bahan padatan. Untuk masing-masing jenis parameter pencemar tersebut

dapat digunakan unit pengolahan tertentu agar dapat dikurangi

konsentrasinya atau tingkat bahayanya. Unit-unit pengolahan air limbah

tersebut ada yang secara khusus untuk mengolah pencemar tertentu, namun

ada juga yang berfungsi untuk mengolah secara bersama-sama beberapa

jenis bahan pencemar.


Beberapa jenis unit atau alat pengolahan air limbah yang dapat

digunakan untuk mengurangi bahan pencemar pada air limbah, yaitu :

Bahan Organik

Bahan organik dapat diolah pada unit pengolahan biologi yang bersifat

aerobik ataupun anaerobik seperti kolam aerasi, kolam lumpur aktif,

trickling filter, dan biogas.

Bahan Anorganik

Bahan anorganik dapat diolah pada unit pengolahan kimia dan biologi

seperti pengendapan, pembubuhan bahan kimia dan koagulasi-

flokulasi.

Minyak dan Lemak

Minyak dan lemak dapat diolah pada unit penangkap minyak secara

konvensional ataupun menggunakan pembubuhan udara (floating

system).

Mikroorganisme

Cemaran mikroorganisme dapat dihilangkan pada unit pengolahan

biologi maupun kimia seperti kolam fakultatif atau clarifier-tickener.

Warna

Warna pada air limbah dapat dihilangkan dengan proses biologi untuk

warna yang berasal dari bahan organik atau menggunakan proses kimia

untuk warna yang berasal dari bahan sintetik. Proses biologi yang

dapat digunakan adalah kolam lumpur aktif atau proses kimia berupa

clarifier-tickener.

Padatan

Padatan dalam air limbah dapat terdiri dari padatan besar, padatan

tersuspensi dan padatan terlarut. Padatan besar dapat dihilangkan

menggunakan alat penyaring dengan ukuran yang tertentu disesuaikan

dengan besarnya padatan yang ada, atau dapat juga menggunakan bak

pengendap. Padatan tersuspensi dapat dihilangkan dengan proses kimia

dan dilanjutkan dengan proses pengendapan. Sedangkan padatan

terlarut dapat dihilangkan dengan menggunakan proses kimia.


d. Baku Mutu Air Limbah

Baku mutu air limbah adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar

dan/atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam air

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

dan/atau kegiatan.

Pada baku mutu air limbah diatur beberapa hal terkait kadar bahan

pencemar, kuantitas dan beban pencemaran daam air limbah yang

diperbolehkan dibuang ke lingkungan. Penjelasan masing-masing item

tersebut adalah sebagai berikut :

Kadar maksimum adalah ukuran batas tertinggi suatu unsur pencemar

dalam air limbah yang diperbolehkan dibuang ke sumber air,

dinyatakan dalam satuan milligram per liter (mg/l).

Kuantitas air limbah maksimum adalah volume air limbah terbanyak

yang diperbolehkan dibuang ke sumber air dalam setiap satuan bahan

baku, dinyatakan dalam satuan meter kubik per ton produk (m3/ton

produk).

Beban pencemaran maksimum adalah jumlah tertinggi suatu unsur

pencemar yang terkandung dalam air limbah, dinyatakan dalam satuan

kilogram per ton (kg/ton).

Baku mutu air limbah untuk masing-masing jenis usaha atau kegiatan

memiliki perbedaan parameter bahan pencemar, kualitas dan beban

pencemarannya. Untuk itu dalam merancang desain IPAL perlu diperhatikan

baku mutu air limbah yang dipersyaratkan untuk usaha atau kegiatan

tersebut.

e. Ketersediaan Lahan atau Ruang

Besarnya lahan atau ruang bagi instalasi pengolahan air limbah

ditentukan oleh beberapa faktor sebagai berikut: volume limbah yang

dihasilkan, kadar dan keragaman bahan pencemaran air limbah dan pilihan

jenis unit pengolahan air limbah.


Volume Limbah Yang Dihasilkan

Semakin besar volume limbah yang dihasilkan maka semakin besar

peralatan atau unit pengolahan yang diperlukan. Hal ini berbanding lurus

dengan kebutuhan lahan untuk menempatkan peralatan atau unit pengolahan

tersebut.

Upaya minimasi volume limbah dapat dilakukan dengan cara efisiensi

penggunaan air, mencegah kebocoran air pada saluran air bersih dan air

selama proses berlangsung (air proses), menggunakan air bertekanan dalam

proses pembersihan, dan pemanfaatan kembali air untuk proses yang sesuai.

Kadar dan Keragaman Bahan Pencemaran Air Limbah

Kadar pencemar yang tinggi menyebabkan waktu proses semakin lama

sehingga dibutuhkan peralatan yang besar. Sebagai contoh, bila kadar total

padatan tersuspensi (total suspended solid) dalam air limbah tinggi maka

membutuhkan waktu yang lama dalam proses pengendapannya yang

menyebabkan dibutuhkannya alat pengendapan yang lebih besar.

Upaya meminimalkan kadar dan keragaman bahan pencemar dalam air

limbah menjadi aspek yang penting untuk menekan kebutuhan jumlah dan

jenis peralatan. Upaya yang dapat dilakukan adalah menggunakan bahan

baku yang bersih dan memiliki tingkat kemurnian tinggi, meniadakan

kebocoran bahan dan air selama proses, dan menerapkan segregasi limbah.

Pilihan Jenis Unit Pengolahan Air Limbah

Beberapa unit pengolahan biologi seperti kolam oksidasi dan kolam

fakultatif membutuhkan lahan yang besar karena sistem pengolahannya

memerlukan permukaan kontak dengan udara yang besar.

f. Ketersediaan Biaya

Pembangunan (konstruksi), operasional dan perawatan IPAL

membutuhkan pembiayaan yang tidak murah. Terdapat bangunan atau unit

pengolahan yang terbuat dari semen (bak penyaringan, bak pengendapan,

biogas, bak kontrol, bak pengering lumpur), terbuat dari besi (trickling filter,

RBC, anaerobik digester) dan terbuat dari plastik atau fiber (biogas).


Selain itu terdapat unit pengolahan yang tidak membutuhkan peralatan

penunjang, namun ada pula yang membutuhkan peralatan penunjang

mekanik dan elektrik. Peralatan penunjang ini membutuhkan pembiayaan

dalam pembangunan, operasional dan perawatannya.

Biaya operasional dapat berupa biaya untuk membeli bahan yang

diperlukan dalam proses IPAL (koagulan, kapur, aktivator), membayar biaya

energi (listrik atau energi lainnya), membayar tenaga kerja dan biaya uji

laboratorium.


BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1. Waktu dan Tempat

Adapun waktu untuk melaksanakan praktikum perencanaan, pengoperasian

dan pemeliharaan instalasi pengolahan limbah adalah tanggal 19 September 2013

bertempat di halaman belakang laboratorium terapan II, Akademi Kimia Analisis

Bogor.

3.2. Alat dan Bahan

Alat yang dibutuhkan dalam praktikum perencanaan, pengoperasian dan

pemeliharaan instalasi pengolahan limbah, antara lain :

1. Sarung tangan

2. Masker

3. Meteran

4. Stopwatch

5. pH meter

6. pH universal

7. Botol winkler 250 ml

8. Alat jartest

9. Peralatan gelas laboratorium

10. Turbidimeter

Bahan yang dibutuhkan dalam praktikum perencanaan, pengoperasian dan

pemeliharaan instalasi pengolahan limbah, antara lain :

1. Serbuk K2Cr2O7

2. Larutan Na2S2O3 0,025 N

3. Sampel air limbah

4. Air suling

5. Kanji

6. KI 20%

7. HCL 4N

8. NaOH 4N

9. MnSO4 10%

10. Alkali Iod Azida 10%

11. PAC

12. H2SO4 pekat

3.3. Cara Kerja

Cara kerja perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan instalasi

pengolahan limbah, sebagai berikut :

A. Pengoperasian dan Pemantauan Instalasi Pengolahan Air Limbah

1. Operasikan IPAL selama 30 menit. Setelah itu sampel air limbah baru

dapat diambil untuk diuji lebih lanjut.

Laporan Praktikum Perencanaan, Pengoperasian dan Pemeliharaan Instalasi Pengolahan Limbah

2. Debit diukur dengan menggunakan gelas piala 500 ml dan stopwatch.

Nyalakan stopwatch saat air pertama mengalir dan matikan stopwatch

setelah mencapai volume yang diinginkan. Hitung debit dengan

menggunakan rumus berikut : Q = Volume

Waktu .

3. Volume masing-masing IPAL diukur, lalu dihitung volume total

seluruh unit IPAL.

4. Hitung waktu tinggal limbah dalam IPAL dengan menggunakan rumus

berikut : waktu tinggal = Volume

debit .

B. Jartest

Penentuan pH optimum (pH variasi dan dosis PAC tetap)

1. Cek pH awal dengan pH meter.

2. Siapkan enam buah gelas piala 500 ml, atur pH dengan menambahkan

HCl atau NaOH lalu cek dengan kertas lakmus dan dosis PAC 2 tetes.

3. Pasangkan pada alat jartest :

Pengadukan cepat 80 rpm selama 1 menit

Pengadukan lambat 20 rpm selama 20 menit

Hentikan putaran, angkat pengaduk, diamkan selama 20 menit

0 rpm

4. Amati larutan yang paling jernih itulah pH optimum. Jika terdapat

lebih dari satu larutan yang paling jernih cek dengan turbidimeter.

Penentuan dosis optimum (pH tetap dan dosis PAC variasi)

1. Siapkan enam buah gelas piala 500 ml, atur pH dengan menambahkan

HCl atau NaOH lalu cek dengan kertas lakmus dan dosis PAC variasi

(1,2,3,4,5,6 tetes).

2. Pasangkan pada alat jartest :

Pengadukan cepat 80 rpm selama 1 menit

Pengadukan lambat 20 rpm selama 20 menit

Hentikan putaran, angkat pengaduk, diamkan selama 20 menit

0 rpm


3. Amati larutan yang paling jernih itulah dosis optimum. Jika terdapat

lebih dari satu larutan yang paling jernih cek dengan turbidimeter.

C. Penetapan Derajat Keasaman (pH)

a. Hubungkan steker alat dengan sumber arus listrik.

b. Tekan tombol “On” dan akan muncul tulisan “In it” pada layar.

c. Bilas elektroda dengan air suling, lalu keringkan dengan kertas tissue.

d. Kalibrasi alat dengan larutan buffer standar 4 dan 7 dengan cara

sebagai berikut :

1. Masukkan elektroda ke dalam larutan buffer standar pH 7, lalu

tekan tombol “pH Cal”.

2. Lakukan kalibrasi sampai “tanda panah” ke atas dan ke bawah

hilang.

3. Angkat elektroda, lalu bilas dengan air suling, kemudian

keringkan dengan kertas tissue.

4. Masukkan elektroda ke dalam larutan buffer standar pH 4, lalu

tekan tombol “pH Cal”.

5. Lakukan kembali kalibrasi sampai “tanda panah” ke atas dan ke

bawah hilang.

e. Angkat elektroda lalu bilas dengan air suling, kemudian keringkan

dengan kertas tissue.

f. Masukkan elektroda ke dalam larutan contoh.

g. Lakukan pembacaan sampai “tanda panah” ke atas dan ke bawah

hilang.

h. Setelah selesai, angkat elektroda bilas dengan air suling, lalu keringkan

dengan kertas tissue.

i. Tekan tombol “Off” dan cabut steker alat.

D. Penetapan DO0

1. Sampel dimasukkan ke dalam botol winkler sampai meluap dan

ditutup dengan hati-hati (jangan sampai terdapat gelembung).

2. Tambahkan 2 ml MnSO4 dan 2 ml AIA dengan pipet mohr tercelup

dalam sampel.

3. Botol ditutup dan dikocok dengan membolak-balikan botol.


4. Biarkan mengendap selama 10 menit dan tambahkan 2 ml H2SO4 pekat

lewat dinding sampai endapan larut sempurna membentuk larutan

berwarna kuning.

5. Pipet 50 ml sampel ke dalam erlenmeyer 250 ml.

6. Lalu titrasi dengan larutan Na2S2O3 0,025 N yang telah distandardisasi.

7. Tambahkan kanji lalu titrasi kembali dengan larutan Na2S2O3 0,025 N

dengan titik akhir titrasi berupa larutan tak berwarna.

Standardisasi larutan Na2S2O3 0,025 N

1. Timbang serbuk K2Cr2O7 sebanyak 0,0306 gram dalam erlenmeyer

250 ml.

2. Tambahkan air suling, kocok hingga larut. Tambahkan 7,5 ml H2SO4

4N dan 10 ml KI 20%.

3. Titrasi dengan larutan Na2S2O3 0,025 N sampai terbentuk larutan

berwarna kuning.

4. Tambahkan kanji hingga terbentuk larutan berwarna biru.

5. Lalu titrasi kembali dengan larutan Na2S2O3 0,025 N hingga terbentuk

larutan berwarna hijau.

E. Penetapan Kekeruhan

1. Kalibrasi alat turbidimeter dengan beberapa larutan standar kekeruhan.

2. Masukkan sampel ke dalam gelas contoh, kocok, biarkan gelembung

udara naik dan baca nilai kekeruhannya pada skala yang terdapat pada

alat turbidimeter.

3. Bandingkan hasil analisis dengan baku mutu yang telah ditetapkan.

Equalisasi Koagulasi Netralisasi Aerasi Sedimentasi

Outlet

Debit

Waktu

tinggal

Jartest

pH DO

pH

Turbidity

pH

DO

Turbidity


Perhitungan :

Penetapan DO0

Bobot K2Cr2O7 yang harus ditimbang untuk standarisasi Na2S2O3 0,025 N

mg K2Cr2O7 = N Na2S2O3 x BE K2Cr2O7 x Volume Na2S2O3

= 0,025 𝑚𝑔𝑟𝑒𝑘

𝑚𝐿 x 49

𝑚𝑔

𝑚𝑔𝑟𝑒𝑘 x 25 mL

= 30,625 mg

= 0,0306 gram

Standardisasi Na2S2O3

N = mg K2Cr 2O7

BE K2Cr 2O7 x mL Na 2S2O3

N1 = 31,1 mg

49 mg

mgrekx 25,80 mL

= 0,0246 mgrek/mL

N2 = 32,0 mg

49 mg

mgrekx 26,03 mL

= 0,0250 mgrek/mL

N rerata = N1+N2

2 =

0,0246 mgrek

mL+0,0250

mgrek

mL

2 = 0,0248 mgrek/mL

Penetapan BOD contoh

DO0 = mL Na 2S2O3 𝑥 𝑁 Na 2S2O3 x BE O2 X 1000

𝑉 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑜 ℎ 𝑥 250 𝑚𝐿

250−4 𝑚𝐿

Botol 1

DO0(1) = 1,20 mL 𝑥 0,0248

𝑚𝑔𝑟𝑒𝑘

𝑚𝐿 x 8

mg

mgrek X 1000

𝑚𝐿

𝐿

50 𝑚𝐿 𝑥 250 𝑚𝐿

250−4 𝑚𝐿

= 4,6854 𝑚𝑔𝑟𝑎𝑚

𝐿

DO0(2) = 1,20 mL 𝑥 0,0248


𝑚𝐿 x 8

mg

mgrek X 1000

𝑚𝐿

𝐿

50 𝑚𝐿 𝑥 250 𝑚𝐿

250−4 𝑚𝐿

= 4,6854 𝑚𝑔𝑟𝑎𝑚

𝐿

DO rerata = DO (1)+DO (2)

2

= 4,6854

mgram

L+ 4,6854

mgram

L

2 = 4,6854 mgram/L


Botol 2

DO0(1) = 1,23 mL 𝑥 0,0248


𝑚𝐿 x 8

mg

mgrek X 1000

𝑚𝐿

𝐿

50 𝑚𝐿 𝑥 250 𝑚𝐿

250−4 𝑚𝐿

= 4,8025 𝑚𝑔𝑟𝑎𝑚

𝐿

DO0(2) = 1,25 mL 𝑥 0,0248


𝑚𝐿 x 8

mg

mgrek X 1000

𝑚𝐿

𝐿

50 𝑚𝐿 𝑥 250 𝑚𝐿

250−4 𝑚𝐿

= 4,8806 𝑚𝑔𝑟𝑎𝑚

𝐿

DO rerata= DO (1)+DO (2)

2

=4,8025

mgram

L+ 4,8806

mgram

2 = 4,8416 mgram/L

Jartest

Kebutuhan PAC/hari = Debit x Dosis optimum

= (52,27 m3/detik x 10

3 dm

3/m

3) x (

3 𝑡𝑒𝑡𝑒𝑠

500 𝑚𝐿 𝑥

500 𝑚𝐿

𝐿 )

=52,27 dm3/detik x 3 tetes/L

= 156,81 tetes/detik

Jika diasumsikan 1 mL = 20 tetes, maka :

= 156,81 𝑡𝑒𝑡𝑒𝑠 /𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

20 𝑡𝑒𝑡𝑒𝑠 /𝑚𝐿

= 7,8405 mL/detik

= 677419,2 mL/hari

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)

Bak Equalisasi

Volume 1 = πr2t

= 22

7 x (50,5 cm)

2 x 157,80 cm

= 1264778,271 cm3

= 1,26 m3


Volume 2 = πr2t

= 22

7 x (50,15cm)

2 x 175,90 cm

= 1390376,296 cm3

= 1,39 m

3

Volume Bak = V1 + V2

= (1,26+1,39) m3

= 2,65 m3

Bak Koagulasi

Volume Bak = p x l x t

= 270,43 cm x 127,00 cm x 153,85 cm

= 5283918,249 cm3

= 5,28 m

3

Bak Netralisasi

Volume Bak I = p x l x t

= 105,25 cm x 130,23 cm x 125,60 cm

= 1721562,462 cm3

= 1,72 m3

Volume Bak II = p x l x t

= 106,87 cm x 131,50 cm x 125,60 cm

= 1765107,668 cm3

= 1,76 m3

Volume Total = V1 + V2

= (1,72 + 1,76) m3

= 3,48 m

3


Bak Aerasi


= 143,40 cm x 125,70 cm x 132,00 cm

= 2379350,16 cm3

= 2,38 m3

Bak Sedimentasi

Volume 1 = p x l x t

= 372,20 cm x 116,47 cm x 103,53 cm

= 4488039,373 cm3

= 4,49 m

3

Volume 2 =1

2 x Lalas x t

= 1

2 x (372,20 cm x 116,47 cm) x (144,27-103,53) cm

= 883042,2296 cm3

= 0,88 m3

Volume Bak = V1+V2

= (4,49 + 0,88 ) m3

= 5,37 m3

Bak Penampung Outlet


= 118,17 cm x 51,75 cm x 20,43 cm

= 124935,5279 cm3

= 0,12 m3

Volume Total IPAL = Vequalisasi + Vkoagulasi + Vnetralisasi + Vaerasi + Vsedimentasi +

Voutlet

= (2,65 + 5,28 + 3,48 + 2,38 + 5,37 + 0,12) m3 = 19,28 m

3

Waktu tinggal = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

𝑑𝑒𝑏𝑖𝑡

= 19,28 𝑚3

52,27 𝑚3/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 = 0,37 detik


BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengamatan

Data Pengamatan Penetapan DO0

Tabel 1. Data Percobaan Standardisasi Na2S2O3 0,025 N

No Bahan Baku

Primer

Bobot Bahan

Baku Primer

(gram)

Volume

Na2S2O3

0,025 N (mL)

Indikator Konsentrasi Na2S2O3 Hasil

standardisasi

1 K2Cr2O7 0,0311 25,80 Kanji

N = mg K2Cr2O7

BE K2Cr2O7 x mL Na2S2O3

N = 31,1 mg

49 mg

mgrekx 25,80 mL

= 0,0246 mgrek/mL

2 K2Cr2O7 0,0320 26,03 Kanji

N = 32,0 mg

49 mg

mgrekx 26,03 mL

= 0,0250 mgrek/mL

Titik Akhir Titrasi :

Larutan berwarna cokelat Larutan berwarna kuning + kanji Larutan

berwarna biru dititar dengan Na2S2O3 0,025 N Larutan berwarna hijau

Tabel 2. Data Percobaan Penetapan Contoh Air Limbah

No

Volume

Contoh

(mL)

Volume

Na2S2O3

0,025 N (mL)

Indikator Perubahan Warna

Botol

1 50

1,20

1,20 Kanji

Larutan berwarna cokelat Larutan

berwarna kuning + kanji Larutan

berwarna biru dititar dengan Na2S2O3

0,025 N Larutan tidak berwarna

Botol

2 50

1,23

1,25 Kanji

Data Pengamatan Sampel Jartest

pH awal (diukur dengan pH meter) : 6,19

pH optimum : 5

pH 4 : 10,1 NTU

pH 5 : 4,64 NTU


Dosis optimum : 3 tetes

2 tetes : 7,35 NTU

3 tetes : 1,98 NTU

5 tetes : 2,67 NTU

pH akhir (diukur dengan pH meter) : 4,03

Data Pengamatan Pengukuran Instalasi Pengolahan Air Limbah

Bak Equalisasi

Diameter : 101,00 cm

Tinggi : 157,80 cm

Volume : 1000 mL = 1000 m3

Waktu (t) : 19,13 detik

Debit (Q) : Volume

Waktu =

1000 m3

19,13 detik = 52,27 m

3/detik

Diameter : 100,30 cm

Tinggi : 175,90 cm

Bak Koagulasi

Panjang : 270,43 cm

Lebar : 127,00 cm

Tinggi : 153,85 cm

Bak Netralisasi

Bak I Bak II

Panjang : 105,25 cm Panjang : 106,87 cm

Lebar : 130, 23 cm Lebar : 131,50 cm

Tinggi : 125, 60 cm Tinggi : 125,60 cm

pH : 6,31

I II


Bak Aerasi

Panjang : 143,40 cm

Lebar : 125,70 cm

Tinggi : 132,00 cm

Bak Sedimentasi

Panjang : 372,20 cm

Lebar : 116,47 cm

Tinggi 1 : 144,27 cm Tinggi 2 : 103,53 cm

pH : 6,24

Turbidity : 25,9

Bak Outlet

Panjang : 118,17 cm

Lebar : 51,75 cm

Tinggi : 20,43 cm

4.2. Pembahasan

Limbah merupakan sisa atau output yang sudah tidak dapat digunakan lagi

namun harus diolah agar tidak merusak lingkungan dikemudian harinya.

Pengolahan limbah dapat dilakukan dengan membuat Instalasi Pengelolaan Air

Limbah jika limbah yang dihasilkan berupa cairan. Pada praktikum ini, limbah

yang digunakan adalah limbah cair.

Limbah cair memiliki sifat fisik, kimia, maupun biologis. Ketiga sifat ini

dianalisis pada pengolahan air limbah. Sifat fisik dapat ditentukan dengan

mengukur kekeruhan pada air limbah, sifat kimia ditentukan dengan menentukan

bahan organic ataupun anorganik, sifat biologis ditentukan dengan menentukan

keberadaan bakteri bakteri pathogen dalam air limbah.

Pada praktikum, dilakukan pengukuran volume bak pengolahan IPAL dan

menentukan beberapa parameter pada IPAL. Hasil yang didapat dengan volume

total IPAL 19,28 m3 dengan debit 52,27 m

3/detik dimana didapat waktu tinggal

limbah 0,37 detik. Penentuan debit dan waktu tinggal dilakukan di Bak Equalisasi.


Bak Koagulasi menentukan Dosis optimum dari koagulan yang akan digunakan,

pada bak ini dosis optimum didapat 3 tetes dimana koagulan akan bekerja secara

optimal pada pH 5. Bak Netralisasi, diukur pH jika limbah asam maka

ditambahkan basa dan sebaliknya. Bak Aerasi dilakukan menentuan DO, dimana

bakteri akan mengunakan oksigen untuk memecahkan bahan organic dan pada

praktikum ini DO yang di dapat pada botol winkler pertama adalah 4,6854

mgram/L, botol winkler kedua adalah 4,8416 mgram/L. Setelah Bak Aerasi, Bak

sedimentasi dan terakhir Bak Penampung Outlet. Jika pada Bak Penampung Outlet

mengeluarkan air limbah dari Bak sebelumnya yaitu Bak sedimentasi, maka di Bak

Penampung Outlet harus diukur pH, kekeruhan dan DO.

Tahapan dari Instalasi Pengolahan Air Limbah adalah limbah yang

dihasilkan pertama masuk ke Bak Equalisasi, di Bak ini akan diukur debit untuk

menentukan waktu tinggal dan mengetahui kebutuhan bahan kimia, lalu setelah di

Bak Equalisasi, limbah dialirkan ke Bak Koagulasi, di Bak ini bertujuan

menghilangkan zat padat tercampur melalui pengendapan. Bahan kimia dapat

digunakan untuk menetralkan keadaan atau meningkatkan pengurangan dari

partikel kecil yang bercampur. Selanjutnya limbah mengalir ke Bak Netralisasi, di

Bak ini menetralkan limbah yang pH nya asam maupun basa menjadi netral

dengan penambahan bahan kimia. Limbah yang telah netral dialirkan ke Bak

Aerasi, di Bak ini bertujuan mengurangi bahan bahan organic melalui

mikroorganisme yang ada di dalamnya.

Pada Bak ini, parameter yang dilakukan adalah menentukan COD maupun

BOD guna mengetahui jumlah oksigen yang digunakan mikroorganisme untuk

mendekomposisi senyawa organic yang terkandung dalam limbah. Limbah

selanjutnya akan masuk ke Bak Sedimentasi, dimana pada Bak ini dilakukan

pengendapan lebih sempurna untuk partikel partikel besar maupun kecil yang

terkandung dalam limbah, pada Bak ini dikuur pH dan kekeruhan. Selanjutnya

limbah dialirkan ke Bak Penampung Outlet, jika limbah dari Bak sedimentasi

mengalir ke Bak Penampung Outlet maka pada Bak ini harus ditentukan pH,

Kekeruhan dan BOD sebelum dibuang ke lingkungan. Setiap Parameter yang

diujikan harus memenuhi syarat Baku Mutu Lingkungan.


BAB V

KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan

- Air limbah dapat dibuang ke lingkungan, karena DO yang dihasilkan > 5

ppm dan pH limbah berkisar 6-9

- Hasil praktikum didapat DO = 4,6854 dan 4,8416 mgram/L

- Volume IPAL = 19,28 m3

dengan debit 52,27 m3/detik dimana didapat

waktu tinggal limbah 0,37 detik

- Kebutuhan PAC/hari = 677419,2 mL/hari


DAFTAR PUSTAKA

Musanif, Jamil. 2009. Pedoman Desain Teknik IPAL Agroindustri. Departemen

Pertanian.

Potter, Clitton, M. Suparwadi dan Aulia Gani. 1994. Limbah Cair Berbagai

Industri di Indonesia. Sumber : Pengendalian dan Baku Mutu, Kementerian

Negara Lingkungan.

Siregar, Sakti A. 2005. Instalasi pengolahan Air Limbah ; Menuntaskan

Pengenalan Alat-alat dan Sistem Pengolahan Air Limbah. Kanisius:

Yogyakarta.

Sugiharto. 1987. Dasar Dasar Pengelolaan Air Limbah. Penerbit Universitas

Indonesia : Jakarta

Wijana, Susinggih. 2012. Perancangan Pabrik IPAL. Universitas Brawijaya:

Malang.


LAMPIRAN

Laporan Praktikum Perencanaan, Pengoperasian Dan Pemeliharaan IPL

Documents

Transcript of Laporan Praktikum Perencanaan, Pengoperasian Dan Pemeliharaan IPL