MODIFIKASI & OPTIMALISASI IPAL GEDUNG BPPT DENGAN …

Dinda Rita Krishumartani H. & Setiyono : Modifikasi & Optimalisasi IPAL Gedung BPPT Deng... JAI Vol.8 No. 1 2015

21

MODIFIKASI & OPTIMALISASI IPAL GEDUNG BPPT DENGAN PROSESLUMPUR AKTIF DAN BIOFILTER

Modification & Optimization WWTP BPPT Building With Activated Sludge And Biofiltration Process

Oleh :Dinda Rita Krishumartani H. & Setiyono

Pusat Teknologi Lingkungan, BPPT

AbstrakSebelum modifikasi IPAL, Gedung BPPT telah memiliki satu instalasi pengolahan air limbah domestik dengansistem extended aeration menggunakan proses lumpur aktif. Karena kualitas air olahan IPAL saat itu belummemenuhi baku mutu air limbah domestik sesuai dengan Pergub DKI No. 122 tahun 2005, maka perludilakukan optimalisasi proses IPAL yang ada. Modifikasi dilakukan agar dapat menghasilkan kualitas air olahanIPAL yang dapat memenuhi standar baku mutu. Modifikasi IPAL ini dilakukan dengan penambahan reaktorbiofilter, yang sudah terbukti handal dan stabil dalam hal mengolah air limbah domestik. Berdasarkan hasilmonitoring IPAL, maka dapat disimpulkan bahwa sistem ini dapat berfungsi sesuai dengan perencanaandengan kualitas hasil outlet IPAL yang dapat memenuhi standar kualitas limbah buangan sesuai denganPergub DKI No. 122 tahun 2005.

Kata Kunci : Air limbah domestik, modifikasi proses, optimalisasi IPAL.

AbstractPrior to modification of the WWTP, BPPT building has had a domestic waste water treatment plant with alagoon aeration system using activated sludge process. Due to the quality of the current WWTP outlet not meetquality standards waste disposal in accordance with the Governor Regulation DKI No. 122 in 2005, it isnecessary to optimize the existing WWTP process and needs to be modified in order to produce quality processWWTP outlet that can meet quality standards. WWTP modification is accomplished by the addition of biofilterreactor, which has been proven reliable and stable in terms of treating domestic wastewater. Based on themonitoring results of the WWTP, it can be concluded that this system can function in accordance with theplanning of the quality of the WWTP outlet which can meet the quality standards of the waste in accordancewith Governor Regulation DKI No. 122 2005.

Keywords : Domestic wastewater, process modification, WWTP optimization.

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

DKI Jakarta merupakan ibu kota negara yangsaat ini beban pencemaran khususnya oleh air limbahdomestik sangat besar. Saat ini yang sering ditudingsebagai biang pencemaran lingkungan adalah pihakindustri baik industri besar, menengah maupunindustri kecil. Sedangkan untuk industri telahdiwajibkan untuk mengolah air limbahnya sebelumdibuang ke perairan umum sampai standar kualitasyang disyaratkan. Sedangkan untuk air limbahdomestik, perkatoran dan daerah komersial yangkontribusi pencemaran mencapai sekitar 80 % daritotal sumber pencemaran air di DKI Jakarta hanyasekitar 3 % yang telah diolah (PD PAL Jaya, 1996).

Berdasarkan kondisi pencemaran kualitas airdi wilayah DKI Jakarta, Pemerintah Propinsi DKIJakarta telah mengeluarkan Peraturan GubernurPropinsi Daerah Khusus Ibu Kota Jakarta Nomor 122Tahun 2005 tentang Pengelolaan Air limbah Domestikdi Propinsi Daerah Ibukota Jakarta.

Berdasarkan peraturan gubernur tersebut diatas, pengelolaan Air Limbah Domestikdiselenggarakan dengan asas tanggung jawabpemerintah, asas berkelanjutan, asas hak dankewajiban masyarakat, bertujuan untuk mencegahdan sekaligus menanggulangi pencemaran tanah danair tanah akibat pembuangan air limbah domestik(black water maupun grey water) yang tidakmemenuhi Baku Mutu Air Limbah. Di dalam PergubDKI Jakarta No. 122 TH. 2005, pada hakekatnya didalam melakukan pengolahan air limbah domestiktidak mengharuskan menggunakan salah satu


22

teknologi tertentu, yang menjadi acuan adalahkualitas air olahan harus memenuhi baku mutuseperti yang telah ditetapkan.

Gedung BPPT di Jl. MH. Thamrin, No. 8, Jakartamerupakan salah satu gedung perkantoran yangmenghasilkan limbah domestik. Untuk mengolahlimbahnya, saat ini gedung BPPT telah dilengkapidengan 4 buah bak pengumpul limbah dan satuinstalasi pengolahan air limbah (IPAL). Tetapi belumsemua limbah diolah di dalam IPAL, untuk limbahyang berasal dari floor drain, disalurkan dengan pipadan langsung dibuang ke saluran umum. Sedangkanlimbah dari WC disalurkan ke IPAL, tetapiberdasarkan hasil analisa kualitas limbah, outlet IPALtersebut belum maksimal.

Parameter amoniak, COD dan BOD masihmelebihi standar baku mutu dan secara fisik masihkelihatan keruh dan berbau. Berdasarkan hasilevaluasi pengelolaan dan pengolahan limbah gedungBPPT, yang menjadi permasalahan adalah tidakmaksimalnya fungsi beberapa bak pada IPALeksisting. Agar standar baku mutu dapat tercapaimaka diperlukan modifikasi IPAL. Dengan modifikasiini, nantinya diharapkan semua parameter kualitaslimbah akan memenuhi persyaratan sesuai denganPergub. DKI no. 122 tahun 2005.

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah mengevaluasi danmemperbaiki kinerja sistem pengelolaan air limbahGedung BPPT sehingga dapat meningkatkan kualitasoutlet IPAL agar memenuhi standar kualitas limbahbuangan sesuai dengan Pergub DKI No. 122 tahun2005.

1.3. Metodologi

Metodologi yang digunakan dalam kegiatan iniadalah pengumpulan data primer maupun sekunderdan melakukan analisa terhadap data – datatersebut.

Dalam metodologi ini langkah – langkah yangdiambil adalah melakukan observasi lapangan danpengumpulan data – data primer, serta pengambilandata – data sekunder pengolahan limbah gedungBPPT. Setelah data terkumpul, maka dilakukananalisa data untuk mengetahui permasalahan dancara perbaikannya.

2. PENGELOLAAN AIR LIMBAH DOMESTIK DIGEDUNG BPPT DAN PERMASALAHANNYA

2.1. Karakteristik Air Limbah Domestik

Air limbah domestik adalah seluruh airbuangan yang berasal dari hasil proses kegiatan

domestik yang meliputi limbah domestik cair yaknibuangan kamar mandi, dapur, air bekas pencucianwashtafel atau air limbah hasil kegiatan gedungsehari-hari. Air limbah domestik umumnyamengandung senyawa polutan organik yang cukuptinggi, dan dapat diolah dengan proses pengolahansecara biologis.

Dari hasil analisa kimia terhadap berberapacontoh air limbah domestik yang ada di DKI Jakartamenunjukkan bahwa konsentrasi senyawa pencemarsangat bervariasi misalnya, BOD 31,52 - 675,33 mg/l,ammoniak 10,79 - 158,73 mg/l, deterjen (MBAS) 1,66- 9,79 mg/l. Hal ini mungkin disebabkan karenasumber air limbah juga bervarisi sehingga faktorwaktu dan metoda pengambilan contoh sangatmempengaruhi besarnya konsentrasi.

2.2. Kondisi Eksisting Pengelolaan LimbahDomestik Gedung BPPT

Untuk mengelola limbahnya, saat ini GedungBPPT telah dilengkapi dengan 4 buah bak pengumpullimbah dan satu instalasi pengolahan air limbah(IPAL). Air limbah terutama dari kamar mandi dibagimenjadi dua, yaitu limbah yang berasal dari clean out(CO) dan limbah dari water closed (WC) di salurkandalam satu pipa tersendiri menuju bak pengumpul.Kemudian dari bak pengumpul ini, limbah dipompamenuji IPAL. Sedangkan limbah yang berasal darifloor drain (FD) disalurkan dengan pipa yang lain danlangsung dibuang ke saluran umum. Jadi saat inibelum semua limbah yang dihasilkan diolah di IPAL.Gambar sistem pengelolaan limbah di area gedungBPPT dapat dilihat pada Lampiran.

Sistem pengelolaan limbah domestik yangdigunakan selama ini adalah dengan extendedaeration, dimana limbah yang ada dikumpulkandalam satu bak pengumpul (PIT), kemudian dipompamenuju IPAL dengan sistem perpipaan tertutup. Bakpengumpul/PIT ini juga dapat berfungsi sebagai bakpengendap, yang mana kotoran besar, pasir, danbenda padat lainnya dapat mengendap di PIT ini.

Di IPAL, limbah masuk ke bak ekualisasi,kemudian dari bak ekualisasi limbah dipompa kedalam reaktor aerasi yang terdiri dari satu ruangbesar dan dilengkapi dengan blower udara dandifuser udara yang berada di bagian dasar reaktor.Gambar IPAL eksisting gedung BPPT dapat dilihatpada lampiran.

2.3. Permasalahan IPAL Eksisting Gedung BPPT

Beberapa permasalahan yang ada pada IPALGedung BPPT antara lain adalah:a. Limbah yang diolah hanya limbah yang berasal

dari clean out (CO) dan water closed (WC) saja,sedangkan limbah lainnya belum diolah sama


23

sekali. Dengan demikian maka seharusnyadilakukan perbaikan sistem pengelolaan limbahyang ada saat ini, karena berdasarkan PergubProvinsi Daerah Khusus Ibukota Jakarta, Nomor122 Tahun 2005 tentang Pengelolaan Air LimbahDomestik di Provinsi Daerah Khusus IbukotaJakarta, sistem ini sudah tidak sesuai lagi.

b. Bak Ekualisasi : bak ekualisasi pada hakekatnyaberfungsi sebagai bak penampung air limbahdan bak kontrol fluktuasi aliran serta tidakmenutup kemungkinan terjadinya dekomposisiorganik, akan tetapi kondisi eksisting dilapanganjustru sangat kotor. Hal ini terbukti terdapatbanyak sampah seperti plastik dan lumpur. Jikahal ini dibiarkan terus menerus maka sampahdan lumpur akan terbawa ke bak aerasisehingga secara otomatis akan menggangguproses.

c. Bak Aerasi : Di dalam bak aerasi terjadi prosesdegradasi zat organik secara aerob yang adapada air limbah oleh mikroorganisme yangtumbuh dan berkembang dalam keadaantersuspensi. Oksigen yang dibutuhkan untukreaksi mikroorganisme tersebut dilakukandengan cara memasukkan udara ke dalam bakaerasi dengan blower selama 24 jam. Akantetapi pada kondisi eksisting, injeksi oksigendilakukan pagi dan sore dengan total hanya ± 3jam/hari. Ciri – ciri kegagalan proses aerasiadalah warna air yang hitam pekat dan bau yangmenyengat akibat dekomposisi zat organiksecara anaerob. Di sisi lain kondisi bak aerasiditemukan banyak sampah plastik dan lumpuryang berlebih, hal ini dapat mempengaruhikualitas hasil pengolahan. Jaringan perpipaanblower sudah berkarat dan banyak yang rusaksehingga pengaturan aliran udara tidak merata.Selain itu, kondisi pompa blower juga sudahmulai berkarat, sehingga efisiensi blower sudahmengecil akibat terjadinya kebocoran pipa.

d. Bak Pengendapan : bak pengendapan berfungsiuntuk mengendapkan lumpur yang terbawa daribak aerasi. Didalam bak pengendapan terjadipemisahan antara air dan padatan secara fisika.Akan tetapi pada kondisi eksisting proses inidapat dikatakan tidak terjadi karena jumlahlumpur yang berlebih dan harus dibersihkan.

e. Bak klorinasi : kondisi eksisting bak klorinasisudah tidak difungsikan lagi karena kerusakanpompa.

f. Bak penampung lumpur : kondisi eksisting bakpengendap, bak klorinasi dan bak penampunglumpur tidak dapat dibedakan karena kualitasair secara visual sama, jumlah lumpur yangberlebih dan terdapat sampah plastik.

3. EVALUASI IPAL EKSISTING DAN MODIFIKASISISTEM IPAL GEDUNG BPPT

3.1. Hasil Evaluasi IPAL Eksisting

Pada bulan Juni 2010 lalu dilakukanpengambilan sampel limbah untuk di bandingkanantara kondisi fisik dan analisa kualitas limbah segar,dan hasil air olahan. Gambar 1 dan 2 menunjukkanfoto - foto pengambilan sampel dan kodisi fisiklimbah.

Gambar 1 : Foto Pengambilan Sampel Limbah IPALGedung BPPT.

Gambar 2 : Foto Sampel Limbah IPAL ( 1. LimbahSegar; 2. Air Olahan IPAL ).

Hasil analisa lengkap kualitas limbah segar danhasil outlet olahan limbah di IPAL tersebut dapatdilihat pada Tabel 1 .


24

Tabel 1 : Hasil Analisa Limbah IPAL Eksisting (BakuMutu Berdasarkan Pergub DKI Jakarta No. 122 tahun 2005

tentang Baku Mutu Limbah Cair Domestik).

Parameter SatBaku Mutu

HasilRmhTangga Komunal

pH (26oC) - 6-9 6-9 7,4KMnO4 mg/l 85 85 39,1TDS mg/l 50 50 20NH3-N mg/l 10 10 24,95Minyak & Lemak mg/l 10 10 7,9MBAS mg/l 2 2 0,28BOD5 mg/l 75 50 29COD mg/l 100 80 85

Berdasarkan hasil evaluasi IPAL dan analisakualitas limbah tersebut di atas, maka dapat diambilbeberapa kesimpulan sebagai berikut :a. Gedung BPPT belum mengolahan semua limbah

yang dihasilkan, sementara berdasarkan PergubProvinsi DKI Jakarta No. 122 Tahun 2005 telahmewajibkan bahwa semua limbah domestikyang dihasilkan harus diolah terlebih dahulusebelum dibuang ke saluran umum.

b. Berdasarkan hasil analisa kualitas limbah outletIPAL BPPT pada tanggal 04 Juni 2010 diketahuibahwa kualitas limbah buangan IPAL BPPT masihbelum memenuhi standar buangan air limbahyang sesuai dengan standar yang telahditetapkan Pemda DKI Jakarta.

c. Untuk mencapai standar pengelolaan danpengolahan limbah yang sesuai denganperaturan yang berlaku di DKI, maka perludilakukan perbaikan sistem pengelolaan limbahdan modifikasi IPAL yang ada.

3.2. Modifikasi IPAL Gedug BPPT

Pemilihan teknologi pengolahan air limbahsangat ditentukan oleh karakteristik air limbah yangakan diolah serta kualitas air olahan yang diinginkan.Pemilihan teknologi yang tepat, disamping akanmendapatkan kualitas hasil olahan yang baik jugaakan menghemat biaya operasional IPAL. Kualitas airhasil olahan ditentukan oleh Peraturan Pemerintahsetempat dan peruntukan badan air atau sungaidimana air olahan IPAL tersebut akan dibuang.Teknologi pengolahan air limbah yang akandigunakan harus memenuhi beberapa kriteria antaralain :

a. Efisiensi pengolahan dapat mencapai standarbaku mutu lingkungan.

b. Pengelolaannya harus mudah.c. Konsumsi energi sedapat mungkin rendah.d. Biaya operasinya rendah.e. Lumpur yang dihasilkan sedapat mungkin kecil.

f. Dapat digunakan untuk air limbah denganbeban BOD yang cukup besar.

g. Dapat menghilangkan padatan tersuspensi (SS)dengan baik.

h. Perawatannya mudah dan sederhana.

Untuk meningkatkan kualitas hasil olahan agardapat memenuhi baku mutu, maka IPAL inidimodifikasi dengan reaktor biofilter. IPAL lama inidialih fungsikan sebagai reaktor pengolahan secaralumpur aktif dan bak pengendap. Pertama – tamalimbah masuk kedalam reaktor lumpur aktif.Kemudian limbah dialirkan kedalam reaktorsedimentasi. Kedua reaktor tersebut merupakanmodifikasi dari IPAL eksisting. Setelah keluar darireaktor sedimentasi, limbah diolah lebih lanjutdengan menggunakan sistem biofilter.

Kapasitas IPAL yang direncanakan tergantungdari jumlah pemakaian air bersih di gedung BPPT.Asumsi yang digunakan untuk memperkirakan jumlahair limbah domestic adalah 80% dari jumlah totalpemakaian air bersih. Berdasarkan data pemakaianair di gedung BPPT pada tahun 2010, di dapatkanbahwa jumlah peakaian air bersih rata – rata adalah247,84 m3/hari.

Dari data pemakaian air di atas, makaperkiraan jumlah air limbah domestik yang akandihasilkan oleh gedung BPPT adalah sekitar 198,3m3/hari (80% dari 247,84 m3/hari). Jadi kapasitas IPALyang akan dibangun adalah 200 m3/hari.

3.3. Unit – Unit IPAL

Dari perkiraan jumlah air limbah yangdihasilkan oleh gedung BPPT, maka kapasitas desainyang direncanakan adalah:a. Kapasitas IPAL = 200 m3/harib. BOD inlet max = 350 mg/lc. Efisiensi Pengolahan = 75%d. BOD Air Olahan = 87,5 mg/le. Sistem Operasi = Semi Otomatis

Sedangkan unit – unit IPAL yang akandigunakan antara lain:

3.3.1. Bak Ekualisasi

Karakteristik limbah yang dihasilkan dalamsuatu kegiatan pada umumnya tidak akan stabil, dancenderung naik - turun tergantung dari kegiatan yangsedang berlangsung. Disamping itu jumlahnya jugatidak konstan dan periodik waktunya cenderung tidakterkontrol. Jika dalam proses pengolahan limbahterjadi hal seperti ini, maka akan menyulitkan dalampengendalian proses, bahkan resiko kegagalan prosesdapat terjadi.


25

Untuk mengatasi hal-hal seperti tersebut diatas, maka diperlukan adanya suatu bak ekualisasiyang berfungsi untuk menstabilkan karakteristiklimbah dan untuk mengontrol debit limbah yang akanmasuk ke proses. Jika kondisi pH limbah tidak stabil,di dalam bak ekualisasi ini sering dilengkapi denganalat pH kontrol yang akan menstabilkan kondisi pHsesuai dengan kondisi proses berikutnya yang akandilakukan.

Bak Ekualisasi bukan merupakan suatu prosespengolahan tetapi merupakan suatu cara / teknikuntuk meningkatkan efektivitas dari prosespengolahan selanjutnya. Keluaran dari bak ekualisasiadalah parameter operasional bagi unit pengolahanselanjutnya seperti flow, level/derajat kandunganpolutan, temperatur, padatan, dsb.

Gambar 3 : Foto Bak Ekualisasi IPAL BPPT.

Kegunaan dari ekualisasi adalah :a. Mengkontinyukan debit limbah yang akan diolah

di IPAL (Membagi dan meratakan volume limbahyang akan masuk pada proses pengolahan diIPAL.

b. Menstabilkan karakteristik limbah (meratakanvariable) & fluktuasi dari beban organik untukmenghindari shock loading pada sistempengolahan biologi.

c. Meratakan pH untuk meminimalkan kebutuhanbahan kimia pada proses netralisasi.

d. Meratakan kandungan padatan (SS, koloidal, dll),untuk meminimalkan kebutuhan bahan kimiapada proses koagulasi dan flokulasi (jikadiperlukan).

Dilihat dari fungsinya tersebut, unit bakekualisasi sebaiknya dilengkapi dengan mixer, atausecara sederhana konstruksi / peletakan dari pipainlet dan outlet diatur sedemikian rupa sehinggamenimbulkan efek turbulensi mixing. Idealnyapengeluaran (discharge) dari ekualisasi dijaga konstanselama periode 24 jam, biasanya dengan cara

pemompaan maupun cara-cara lain yangmemungkinkan.

IPAL BPPT telah dilengkapi dengan satu bakequalisasi, dan sampai saat ini masih berfungsidengan baik. Untuk bak equalisasi IPAL BPPT tidakdilakukan perubahan, hanya perlu dilakukanpembersihan dari sampah-sampah yang telahmenumpuk di dalam saja.

3.3.2. Screen

Pada umumnya setiap sistem pengolahanlimbah cair mempunyai unit alat penyaring awal /pendahuluan. Proses penyaringan awal ini disebutscreening dan tujuannya adalah untuk menyaringatau menghilangkan sampah / benda padat yangbesar agar mempermudah proses berikutnya. Denganhilangnya sampah - sampah padat besar makatransportasi limbah cair pasti tidak akan terganggu,misalnya bila proses transportasi limbah cairdiakomodasikan dalam sebuah saluran terbuka ataupun tertutup yang mengalir secara gravitasi, makatidak akan dijumpai penyumbatan di sepanjangjaringan saluran. Disamping itu, bila limbah cair perludipindahkan dengan menggunakan pompa, makaproses screening berfungsi menghilangkan bahanatau benda - benda yang dapat membahayakan ataumerusak pompa limbah cair tersebut. Jadi prosesscreening melindungi pompa dan peralatan lainnya.

Peralatan penyaringan kasar yang biasadigunakan dikenal pula dengan sebutan bar screenatau bar racks. Alat ini biasanya diletakkan padaintake bak penampung limbah cair untuk mencegahmasuknya material besar seperti kayu atau daun-daunan. Umumnya jarak antara bar yang tersusunpada rack bervariasi antara 20 mm hingga 75 mm,bergantung pada tingkat kapasitas dan performanceunit pompa yang dipakai. Pada keadaan tertentubiasa digunakan pula microstrainer dengan ukuran 15hingga 64 micrometer dengan tujuan untukmenyaring organisme plankton. Microstrainer biasadigunakan untuk limbah cair dari reservoir pertama(awal). Microstrainer terdiri dari bingkai berbentuksilinder yang ditutup dengan jala terbuat dari kawattahan karat. Pada saat silinder berputar partikeltersuspensi menempel pada bagian dalam daripermukaan silinder yang kemudian dibersihkandengan semburan jet air.

IPAL BPPT juga telah dilengkapi dengan satuscreen untuk menghindari adanya sampah padat danbenda padat lainnya masuk ke dalam sistem IPAL.Kondisi screen saat ini sudah ada beberapa bagianyang rusak, sehingga perlu dilakukan perbaikanscreen saja. Gambar 4 menunjukkan foto lokasiscreen yang ada di IPAL BPPT.


26

Gambar 4 : Foto Lokasi Screen IPAL BPPT.

3.3.3. Reaktor Lumpur Aktif

Reaktor lumpur aktif ini merupakan hasilmodifikasi IPAL existing yang ada. Dari semua bakyang ada dimodifikasikan menjadi reaktor lumpuraktif

Berdasarkan hasil evaluasi yang ada, padaawalnya reaktor lumpur aktif ini tidak dapat berfungsidengan baik. Beberapa perbaikan yang dilakukan direaktor ini antara lain :a. Menggantikan semua difuser yang sudah rusak

dengan fine buble diffusers.b. Menggantikan sistem pengaturan distribusi

udara yang pada mulanya menggunakan ballvalve dengan gate valve yang lebih mudahuntuk pengaturan distribusi udara. Dengan gatevalve ini, maka akan lebih mudah untukmendistribusikan aliran udara ke semua areareaktor sehingga proses difusi udara akan lebihsempurna.

c. Memasang sistem sirkulasi lumpur aktif dari baksedimentasi.

d. Memperbaiki sistem aliran air limbah agar dapatlebih merata.

e. Di bak sedimentasi juga dilakukan perbaikansistem intake limbah dan menambahkan weir dioutlet nya. Dengan adanya perbaikan sistemaliran ini akan dapat menyempurnakan danmempercepat proses pengendapan lumpur aktifyang ada, sehingga proses sirkulasi lumpur kereaktor lumpur aktif akan lebih efektif.

Dimensi reaktor lumpur aktif adalah sebagaiberikut:a. Panjang : 13,8 mb. Lebar : 3,25 mc. Kedalaman : 2,2 md. Vol Total : 98,67 m3

e. Waktu Tinggal :/hari200m

98,67m3

3

: 0.49 hari= ± 12 jam

3.3.4. Bak Pengendap

Sedimentasi adalah suatu unit operasi untukmenghilangkan materi tersuspensi atau flok kimiasecara gravitasi. Proses sedimentasi pada pengolahanair limbah umumnya untuk menghilangkan padatantersuspensi sebelum dilakukan proses pengolahanselanjutnya. Gumpalan padatan yang terbentuk padaproses koagulasi masih berukuran kecil. Gumpalan-gumpalan kecil ini akan terus saling bergabungmenjadi gumpalan yang lebih besar dalam prosesflokulasi. Dengan terbentuknya gumpalan-gumpalanbesar, maka beratnya akan bertambah, sehinggakarena gaya beratnya gumpalan-gumpalan tersebutakan bergerak ke bawah dan mengendap pada bagiandasar tangki sedimentasi.

Bak sedimentasi dapat berbentuk segi empatatau lingkaran. Pada bak ini aliran air limbah sangattenang untuk memberi kesempatan padatan /suspensi untuk mengendap. Kriteria-kriteria yangdiperlukan untuk menentukan ukuran baksedimentasi adalah: surface loading (bebanpermukaan), kedalaman bak dan waktu tinggal.Waktu tinggal mempunyai satuan jam, caraperhitungannya adalah volume tangki dibagi denganlaju alir per hari. Beban permukaan sama dengan lajualir (debit volume) rata-rata per hari dibagi luaspermukaan bak, satuannya m3 per meter persegi perhari.

Bak pengendap yang direncanakan adalah tipegravitasi, berbentuk silinder dengan bagian dasarpengendapan berbentuk kerucut yang dilengkapidengan sistem perpipaan untuk pemisahan lumpur.

Fungsi dari bak ini adalah untuk memisahkanlumpur yang terbentuk dari proses lumpur aktif/anaerobik dari IPAL lama.

Gambar 5 : Bak pengendap.


27

Kriteria perencanaan bak pengendap adalahsebagai berikut:

a. Debit limbah = 200 m3/hari= 8,33 m3/jam

b. Waktu Tinggal = 2,1 jamc. Volume bak = 17,5 m3

Dari kriteria perencanaan di atas, makadiperoleh dimensi bak sebagai berikut:a. Diameter = 3,2 mb. Kedalaman efektif silinder = 2,6 mc. Kedalaman efektif kerucut = 0,75 md. Volume silinder = 16,0 m3

e. Volume kerucut = 1,5 m3

f. Total volume bak = 17,5 m3

g. Tinggi ruang bebas = 0,25 mh. Kedalaman total bak = 3,5 m

3.3.5. Reaktor Biofilter Aerobik

Untuk meningkatkan kualitas hasil air olahanIPAL ini, sistem proses lumpur aktif IPAL gedungBPPT ini dikombinasi dengan reaktor biofilter/biofilm.Proses yang diterapkan disini adalah proses aerobik,dengan kondisi adanya oksigen terlarut di dalamreaktor air limbah. Pada kondisi aerobik ini, akanterjadi proses nitrifikasi yakni nitrogen amoniumdiubah menjadi nitrat (NH4

+ NO3 ) dan pada kondisianaerobik terjadi proses denitrifikasi yakni nitratyang terbentuk diubah menjadi gas nitrogen (NO3N2 ).

Mekanisme proses metabolisme di dalamsistem biofilm secara aerobik secara sederhana dapatditerangkan seperti pada Gambar 6. Gambar tersebutmenunjukkan suatu sistem biofilm yang yang terdiridari medium penyangga, lapisan biofilm yangmelekat pada medium, lapisan alir limbah dan lapisanudara yang terletak diluar. Senyawa polutan yang adadi dalam air limbah misalnya senyawa organik (BOD,COD), amoniak, phospor dan lainnya akan terdifusi kedalam lapisan atau film biologis yang melekat padapermukaan medium.

Pada saat yang bersamaan denganmenggunakan oksigen yang terlarut di dalam airlimbah senyawa polutan tersebut akan diuraikan olehmikroorganisme yang ada di dalam lapisan biofilmdan energi yang dihasilhan akan diubah menjadibiomasa. Suplai oksigen pada lapisan biofilm dapatdilakukan dengan menggunakan blower udara ataupompa sirkulasi.

Biofilter aerobik ini akan mengolah air limbahoutlet dari bak pengendap. Biofilter ini merupakansistem pengolahan lanjut untuk agar limbah dapatmemenuhi baku mutu limbah buangan. Skenariopengolahan pada Biofilter Aerob adalah sebagaiberikut:

a. Debit Limbah = 200 m3/harib. BOD masuk = 100 mg/lc. Efisiensi = 75%d. BOD keluar = 25 mg/l

Gambar 6 : Mekanisme Proses Metabolisme DiDalam Proses Dengan Sistem Biofilm

(Eckenfelder,1989).

Dari krieria tersebut di atas, maka diperolehdimensi reaktor aerobik adalah sebagai berikut:a. Lebar = 3,5 mb. Kedalaman efektif = 2,6 mc. Panjang efektif = 10,0 md. Tinggi ruang lumpur = 0,4 me. Tinggi ruang bebas = 0,4 mf. Tinggi bed media biakan = 1,6 m

Ruang pada reaktor biofilter dibagi menjadi 2, danditambah dengan 2 ruang aerasi.

Panjang ruang aerasi = 2 x 0,75 m= 1,5 m

Gambar reaktor biofilter aerobik dapat dilihat padalampiran.

3.3.6. Bak Pengendap Akhir

Bak pengendap akhir berfungsi untukmengendapkan mikroba pengurai. Setelah mengendap,bakteri tersebut kemudian disirkulasi kembali ke dalamreaktor biofilter aerob.

Kriteria pengolahan bak pengendap akhir adalahsebagai berikut:a. Debit Limbah : 200 m3/harib. BODmasuk : 25 mg/lc. Efisiensi : 5%d. BODkeluar : 23,8 mg/l


28

Dari kriteria pengolahan di atas, maka diperolehdimensi bak pengolah akhir adalah sebagai berikut:a. Lebar = 3,5 mb. Kedalaman Efektif = 2,4 mc. Panjang Efektif = 1,5 md. Tinggi Ruang bebas = 0,6 m

3.4. Peralatan dan Pelengkap IPAL

3.4.1. Media Pembiakan Mikroba

Salah satu media biofilter yang banyakdigunakan, yakni media dalam bentuk sarang tawon(honeycomb tube) dari bahan PVC. Kelebihan dalammenggunakan media plastik tersebut antara lain :a. Mempunyai luas permukaan per m3 volume

sebesar 150 – 240 m2/m3.b. Volume rongga yang besar dibanding media

lainnya.c. Kemungkinan terjadinya penyumbatan pada

media sangat kecil (Eckenfelder,1989).

Media biofilter sarang tawon termasuk halyang penting, karena media ini berfungsi sebagaitempat tumbuh dan menempelnya mikroorganisme.Dua sifat yang paling penting yang harus ada darimedia adalah sebagai berikut:a. Luas permukaan dari media yang cukup besar

per satuan volume.b. Persentase ruang kosong yang baik, karena

semakin besar ruang kosong, akan semakinbesar pula kontak biomassa yang menempelpada media pendukung dengan substrat yangada dalam air buangan.

Untuk mendapatkan permukaan media yangluas, media dapat dimodifikasikan dalam berbagaibentuk, yaitu bergelombang, saling silang sepertisarang tawon. Gambar 7 menunjukan media sarangtawon yang dipakai di reaktor biofilter IPAL BPPT.

Gambar 7 : Media Biofilter Sarang Tawon.

Spesifikasi media biofilter yang digunakan :a. Material : PVC sheetb. Ukuran Modul : 25 cm x 30 cm x 30 cmc. Ketebalan : 0,15 – 0,23 mmd. Luas Kontak Spesifik : 200 – 226 m2/m3e. Diameter lubang : 2 cm x 2 cmf. Warna : transparan.g. Berat Spesifik : 30 -35 kg/m3

h. Porositas Rongga : 0,98i. Jumlah total media yang dibutuhkan = 50 m3

3.4.2. Pompa Air Limbah

Fungsi : Untuk mentransfer limbah dari bak equalisasi keIPAL

Jumlah : 2 (dua) buah

Spesifikasi Pompa yang digunakan:a. Kapasitas = 300 liter/menitb. Total Head = 16,0 mc. Output listrik = 0,75 k.Watt, 380 voltd. Bahan = tahan karat.e. Merk = Ebaraf. Model = 50 DVSA 5.75 (3 phase)g. Jumlah = 2 buah

Gambar 8 : Foto pompa submersibel merk Ebara typeDVSA 5.75.

3.4.3. Pompa Air Sirkulasi

Spesifikasi Pompa :a. Rasio Sirkulasi Hidrolik (Hydraulic Recycle ratio, HRT)

: 0,3 – 0,75b. Laju Sirkulasi : 400 m3/hari : 280 lt/menitc. Kapasitas : 300 – 500 liter per menitd. Total Head : 16 me. Output listrik : 3,7 k.Watt, 380 voltf. Bahan : tahan karat.g. Merk : HCP.h. Model : AF-35A. (3 phase)i. Jumlah : 2 buah.

3.4.4. Water Meter

Untuk melengkapi sistem kontrol danmonitoring sistrem operasional IPAL, maka padaoutlet IPAL tersebut dipasang water meter. Adabeberapa fungsi water meter ini antara lain :a. sebagai alat bantu sistem kontrol debit proses

agar IPAL dapat berfungsi dengan baik.b. Sebagai alat monitoring debit limbah yang

terolah setiap harinya guna kontrol kapasitasIPAL.


29

c. Sebagai alat monitoring untuk penyusunanlaporan rutin jumlah pembuangan limbah kelingkungan.

Spesifikasi Water Meter adalah sebagai berikut:a. Material = Mild steelb. Type = Rotaryc. Diameter = 4”d. Sist pembacaan = analog

Gambar 9 : Foto Flow Meter untuk IPAL BPPT.

3.4.5. Desinfektan

Proses pengolahan secara kimia yang adadisini adalah proses disinfektan, yaitu prosespenghancuran atau pembunuhan mikroorganismepenyebab penyakit (pathogen). Proses ini padaumumnya merupakan proses pada tahap akhir dalamsatu rangkaian proses pengolahan air limbahsebelum disalurkan / dibuang ke saluran umum.

Metode yang paling banyak digunakan adalahmetode penambahan bahan kimia, seperti yangditerapkan di IPAL gedung BPPT. Disinfektan yangditerapkan adalah dengan penggunaan zat khlor(khlorinasi) dengan chlor tablet. Gambar 10menunjukkan tabung khorinator yang digunakan diIPAL gedung BPPT.

Gambar 10 : Tabung Klorinasi Dengan Kaporit Tablet.

4. MONITORING KINERJA IPAL GEDUNG BPPT

Setelah pelaksanaan pekerjaan renovasi ataumodifikasi IPAL selesai dikerjakan, maka dilakukanpekerjaan start-up operasional dan monitoringkinerja dari IPAL tersebut. Monitoring hasil olahan inidilakukan untuk pengecekkan terhadap sistemoperasi IPAL. Jika dari hasil monitoring tersebutmasih ditemukan hal-hal yang menyebabkan kurang

dalam sistem operasi IPAL maupun kualitas outletyang belum sesuai dengan perencanaan sebelumnya,maka akan dilakukan penyempurnaan -penyempurnaan yang berkaitan dengan sistemoperasinal IPAL. Pekerjaan ini juga mencakupsampling hasil dan analisa hasil pengolahan. Fotohasil monitoring dan hasil analisa limbah disajikanseperti Pada Gambar 11 sebagai berikut.

Gambar 11 : Foto Kualitas Inlet Dan Outlet ReaktorLumpur Aktif dan Outlet Reaktor Biofilter.

Monitoring kenerja dari IPAL ini dilakukansetiap hari secara visual, dan secara periodik hasilnyadianalisakan ke laboratorium lingkungan yangterakreditasi. Tabel 2 menunjukkan hasil analisalaboratorium kualitas air limbah hasil olahan IPALgedung BPPT setelah dilakukan dilakukan renovasidan modifikasi IPAL.

Tabel 2: Hasil Analisa Laboratorium Air Limbah IPALGedung BPPT Tanggal sampling 19 Juni 2014 (Baku

Mutu Berdasarkan Pergub DKI Jakarta No. 122 tahun2005 tentang Baku Mutu Limbah Cair Domestik).

Parameter SatBaku Mutu

HasilRmhTangga Komunal

pH (26oC) - 6-9 6-9 6,9KMnO4 mg/l 85 85 12,5TDS mg/l 50 50 7NH3-N mg/l 10 10 14,88Minyak & Lemak mg/l 10 10 < 0,2MBAS mg/l 2 2 0,03BOD5 mg/l 75 50 22COD mg/l 100 80 7

Dari hasil tersebut di atas, maka dapatdisimpulkan bahwa semua parameter telahmemenuhi baku mutu limbah cair domestik, sesuaiPeraturan Gubernur DKI Jakarta No. 122 tahun 2005


30

5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisa kualitas limbah IPALgedung BPPT dan monitoring operasional harian yangdilakukan di atas, maka dapat diambil beberapakesimpulan, sebagai berikut :a. Kombinasi teknologi pengolahan limbah dengan

proses lumpur aktif dan biofilter dapatdigunakan untuk mengolah limbah domestikdengan baik.

b. Dengan teknologi Biofilter, hasil outlet IPAL iniakan lebih stabil.

DAFTAR PUSTAKA

Annonim 1, " The Studi On Urban Drainageand Wastewater Disposal Project in The City ofJakarta"., JICA, 1990.

Annonim 2, “Peraturan Gubernur DaerahKhusus Ibukota Jakarta, Nomor 122 Tahun2005, Tentang Pengelolaan Limbah Domestikdi Provinsi Daerah Khusus Ibukota Jakarta.”

Eckenfelder W. Weslwy,"Industrial WaterPollution Kontrol", Second Edition, McGraw-Hill Book Company. 1989.

PTL “Laporan Modifikasi IPAL Gedung BPPT”,Pusat Teknologi Lingkungan, Jakarta 2010.

Said, N.I, 2008, “Pengolahan Air LimbahDomestik di DKI Jakarta”, Pusat TeknologiLingkungan, Deputi Bidang TeknologiPengembangan Sumberdaya Alam BadanPengkajian dan Penerapan Teknologi.


31

LAMPIRAN

Gambar A : Proses IPAL BPPT setelah modifikasi.

Gambar B : Diagram Alir Proses Pengolahan limbah di IPAL BPPT setelah modifikasi.

Gambar C : Sistem Pengelolaan Limbah eksisting di Area Gedung BPPT.


32

Gambar D : Gambar Potongan IPAL Eksisting Gedung BPPT.

Dapur

Kantin

INSTALASIPENGOLAHAN AIR

LIMBAH(IPAL)

Domestik :CO = Celean out

WC = Water ClosedFD = Floor Drain

BakPengumpul





BakPengumpul



Unit Re-Use

SiramTaman

Air Hujan

SungaiCideng

Oil trap

Cuci Mobil

Over flow

Gambar E : Perbaikan Sistem Pengelolaan Limbah Gedung BPPT.

Gambar F : Modifikasi Reaktor Lumpur Aktif.

MODIFIKASI & OPTIMALISASI IPAL GEDUNG BPPT DENGAN …

Documents

Transcript of MODIFIKASI & OPTIMALISASI IPAL GEDUNG BPPT DENGAN …