1

PEMILIHAN ALTERNATIF SISTEM PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK KECAMATAN SOREANG

Andi Ulya Witsqa B Chairan1 dan Dr-Ing.Marisa Handajani,ST,MT2

Program Studi Teknik Lingkunganfakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung,

Jl.Ganesha 10 Bandung 401321ulyawitsqa@rocketmail.com dan 2m_handajani@yahoo.com

Abstrak : Kecamatan Soreang merupakan ibukota Kabupaten Bandung dengan kebutuhan masyarakat yang masih

akan terus berkembang. Kondisi pengolaan air limbah yang ada di Kecamatan Soreang saat ini sebagian besar masih menggunakan sistem setempat (on-site system) dengan kondisi sarana sanitasi yang masih sederhana, dan satu instalasi pengolahan air limbah dengan kapasitas kecil yang tidak lagi berfungsi. Pihak Kabupaten Bandung pun berencana melakukan revitalisasi IPAL Soreang dan memfasilitasi daerah-daerah lain dalam Kecamatan Soreang dalam hal penanganan air limbah, dengan merencanakan sistem perngolahan air limbah domestik terpusat.Penduduk Kecamatan Soreang pada Tahun 2010 adalah sebesar 103054 jiwa. Pembangunan instalasi pengolahan air limbah akan dilakukan dalam 2 tahap. Debit rata-rata air limbah yang dihasilkan adalah 12865759.17 liter.hari pada tahap 1 dan 35765608.67 liter/hari pada tahap 2. Pada tahap 1, daerah yang terlayani adalah sebesar 35,37%, dan pada tahap 2 sebesar 70,55%. Berdasarkan karakteristik air limbah domestik yang memiliki kadar BOD sebesar 260.5143473 mg/L dan TSs sebesar 314.6717464 mg/L, yang termasuk dalam tipe konsentrasi rendah, maka pengolahan yang cocok untuk keadaaan tersebut adalah pengolahan dengan sistem lumpur aktif. terdapat 2 alternatif sistem yang diajukan, yaitu Compelety Mixed Activated Sludge dan Aerated Lagoon. Hasil pembahasan menunjukkan bahwa Completely Mixed Activated Sludge memiliki biaya investasi, biaya operasi dan pemeliharaan,

serta kebutuhan lahan yang lebih kecil, sehingga terpilihlah Completely Mixed Activated Sludge (CMAS).

Kata Kunci : IPAL, Debit, Karakteristik Air Limbah, Lumpur Aktif, CMAS

Abstract: Soreang is the capital of Bandung regency with the needs of the community will continue to grow. Conditions of process waste water in the District Soreang today most still use the local system (on-site system) with the condition of sanitation facilities is still modest, and a wastewater treatment plantwith a small capacity that is no longer functioning. Bandung regency party also plans to revitalize the WWTP Soreang and facilitate other areas in the District Soreang in terms of wastewater treatment, theplanning system perngolahan centralized domestic wastewater. District residents Soreang the year 2010 amounted to 103 054 inhabitants. Construction of the wastewater treatment plant will be carried out in2 stages. Average discharge of waste water generated is liter.hari 12865759.17 35765608.67 on stage 1and liters / day in phase 2. In stage 1, the area that is underserved by 35.37%, and in stage 2 was70.55%. Based on the characteristics of domestic wastewater at 260.5143473 BOD mg / L and TSS at314.6717464 mg / L, which is included in the type of low concentrations, the treatment is suitable for thecircumstances of treatment with activated sludge systems. There are 2 alternatives proposed system, namely Compelety Mixed Activated Sludge and Aerated Lagoon. Discussion of the results showed that the Completely Mixed Activated Sludge has investment costs, operating and maintenance costs, as well as the need for smaller land, so elected Completely Mixed Activated Sludge (CMAS).

Keywords: WWTP, Debit, Characteristics of Wastewater, Activated sludge, CMAS

2

PENDAHULUAN

Kecamatan Soreang merupakan ibukota Kabupaten Bandung dengan kebutuhan masyarakat yang

masih akan terus berkembang. Kondisi pengolaan air limbah yang ada di Kecamatan Soreang saat ini

sebagian besar masih menggunakan sistem setempat (on-site system) dengan kondisi sarana sanitasi yang

masih sederhana, dan satu instalasi pengolahan air limbah dengan kapasitas 10,6 liter/detik, yang hanya

mampu melayani satu desa. Saat ini, instalasi pengolahan tersebut tidak berfungsi sebagaimana yang telah

direncanakan. Pihak Kabupaten Bandung pun berencana melakukan revitalisasi IPAL Soreang dan

memfasilitasi daerah-daerah lain dalam Kecamatan Soreang dalam hal penanganan air limbah, dengan

merencanakan sistem perngolahan air limbah domestik terpusat.

Gambaran Umum Kecamatan Soreang

Jumlah penduduk Kecamatan Soreang selama sepuluh tahun terakhir yang terdata dapat dilihat

pada Tabel 1.

Tabel 1.Jumlah Penduduk Kecamatan Soreang Tahun 2001-2010

Tahun Jumlah Penduduk (jiwa)

2001 70555

2002 71043

2003 78197

2004 79026

2005 81757

2006 85757

2007 90989

2008 91832

2009 101860

2010 103054

(Sumber : Kabupaten Bandung dalam Angka 2002-2011)

Sedangkan untuk jumlah sarana dan fasilitas perkotaan di Kecamatan Soreang dapat dilihat pada

Tabel 2 sebagai berikut :

Tabel 2. Jumlah Sarana dan Fasilitas Perkotaan Kecamatan Soreang tahun 2010

Sarana Jumlah UnitPendidikan 16280 JiwaKesehatan 25 Unit

Peribadatan 354 Unit

3

Sarana Jumlah UnitPerniagaan 797 Unit

Industri 13174 JiwaPerkantoran 2197 JIwa

Rekreasi 1 UnitTransportasi 1 Unit

(Sumber : Kabupaten Bandung Dalam Angka 2011; Dinas Tenaga Kerja Kabupaten Bandung)

MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dari perencanaan ini adalah untuk memberikan masukan dan alternatif sistem pengolahan

air limbah domestik Kecamatan Soreang agar air buangan dari Kecamatan Soreang telah terlebih dahulu

memenuhi baku mutu air limbah domestik sebelum dibuang ke badan air terdekat. Tujuan dari

perencanaan ini adalah menyusun secara rinci pengolahan air limbah domestik yang paling tepat untuk

diterapkan di Kecamatan Soreang.

METODOLOGI

Metodologi yang digunakan dalam penyusunan laporan ini dapat dilihat pada Gambar 1.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dasar-Dasar Perencanaan

Sistem pengolahan air limbah domestik Kecamatan Soreang direncanakan menggunakan sistem

terpusat (off site), yaitu sistem dimana air limbah dari seluruh daerah pelayanan dikumpulkan dalam

saluran riol pengumpul, kemudian dialirkan ke dalam riol pusat menuju tempat pengolahan, kemudian

akhirnya dibuang ke badan air penerima.

Kecamatan Soreang direncanakan membangun sistem penyaluran air buangan terpisah, yaitu

sistem penyaluran air buangan dimana air limbah domestik dan air hujan dialirkan secara terpisah

melalui saluran atau riol yang terpisah. Sistem ini diterapkan karena kuantitas dan fluktuasi aliran air

hujan dan air limbah domestik jauh berbeda. Selain itu, air hujan umumnya tidak membutuhkan

pengolahan sebelum dibuang ke badan air, tidak seperti air limbah domestik. Sistem penyaluran yang

digunakan adalah sistem penyaluran menggunakan jaringan pipa bawah tanah, dengan sistem gravitasi.

Berdasarkan Masterplan Air Limbah kabupaten Bandung, pemakaian air bersih Kabupaten

Bandung adalah 150 liter/orang/hari. Air bersih yang menjadi air limbah pada pemukiman adalah sebesar

80 %, angka ini diperoleh berdasarkan literatur. Untuk pemukiman, air limbah yang dihasilkan dari

pemakaian air bersih berkisar antara 79 % - 81 % (Enri Damanhuri, 1996), 65 % - 85 % (Metcalf and

4

Eddy, 1991). Penetapan angka itu juga didasarkan atas penelitian yang pernah dilakukan pada salah satu

daerah di Kecamatan Arcamanik, Kota Bandung.

Gambar 1. Metodologi penyusunan laporan tugas akhir

Penentuan jumlah penduduk pada masa pelayanan ditentukan dengan perhitungan proyeksi penduduk,

dengan 5 alternatif metode seperti terlihat pada Tabel 3. Metode proyeksi penduduk yang terpilih adalah

Metode Eksponensial, dengan nilai r2 paling mendekati angka 1, dan nilai Standar Deviasi terkecil.

Jumlah penduduk pada tahun-tahun tahap pelayanan dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 3. Metode Proyeksi Penduduk

Metode r2 Standar Deviasi Merode Terpilih

Aritmatika 0.947385668 2277.086145

EksponensialGeometrik 0.969166772 1763.683703

Linear 0.999993714 1828.616031Eksponensial 0.999995172 1602.637876Logaritmik 0.794994731 4261.711157

Studi Literatur Terkait

Pengumpulan Data Primer dan Data Sekunder

Proyeksi Jumlah Penduduk dan Fasilitas Perkotaan pada Tiap Tahap Pelayanan

Perhitungan Kuantitas dan Kualitas Air Limbah

Perencanaan Alternatif Sistem Pengolahan

Perhitungan Detail Alternatif Sistem Pengolahan

Penentuan Sistem Pengolahan

Penentuan Anggaran Biaya yang Dibutuhkan

5

Tabel 4. Jumlah Penduduk Pada Tahun-Tahun Tahap Pelayanan

Tahap Jumlah Penduduk Tahun Pelayanan

I 269298.0000

II 416620

Pada perencanaan ini, tidak seluruh daerah dalam kecamatan Soreang akan dilayani. Hal tersebut

dilakukan berdasarkan pertimbangan berikut ini :

1. IPAL akan melayani daerah berpenduduk padat. Tingginya kepadatan penduduk memperbesar

keungkinan bertambahnya beban pencemaran dari waktu ke waktu.

2. IPAL akan melayani daerah dengan topografi yang mampu mengalirkan air limbah dari wilayah

tersebut ke IPAL, secara gravitasi. Pengaliran secara gravitasi akan lebih mudah dalam

pembangunan, pengoperasian, maupun pemeliharaan, dibandingkan dengan pengaliran dengan

bantuan pompa.

3. Keterbatasan dana dan sumber daya pemerintah setempat untuk pengolahan air limbah. Saat ini,

pengolahan air limbah belum menjadi prioritas pemerintah setempat, sehingga sebaiknya

dilakukan pengolahan air limbah dengan sistem sederhana.

Pembangunan IPAL Kecamatan Soreang akan terdiri dari 2 tahap. Pada Tahap I, yang akan

diselesaikan pada ahun 2032, daerah Kecamatan Soreang yang terlayani adalah sebesar 35,27%,

sedangkan untuk tahap II, yang akan diselesaikan pada tahun 2042, pelayanan meningkat menjadi 70,55

% . Peningkatan daerah pelayanan dilakukan berdasarkan pertimbangan meningkatnya kebutuhan

pengolahan air limbah domestik Kecamatan Soreang, dan meningkatnya kemampuan dana dan sumber

daya untuk mengoperasikan instalasi pengolahan air limbah domestik Kecmaatan Soreang. Kuantitas air

limbah yang dihasilkan pada setiap tahap perencanaan dapat dilihat pada Tabel 5 berikut ini.

Tabel 5. Debit Air Buangan Daerah Pelayanan Kecamatan Soreang

Debit Air Buangan Daerah Pelayanan Kecamatan Soreang (Liter/Hari)Tahap Perumahan Fasilitas Perkotaan Infiltrasi Total

I 9574185.6 2021479.1 1159566.47 12755231.17II 29627740.8 2785968.9 3241370.97 35655080.67

Instalasi pengolahan yang akan dibangun harus mampu mengolah air buangan dalam kondisi rata-

rata, minimum, maupun maksimum. Untuk itulah dilakukan perhitungan debit maksimum dan minimum

dari daerah pelayanan, seperti tertera pada Tabel 6. Air buangan yang akan diolah merupakan air buangan

domestik yang memiliki karakteristik yang tipikal. Parameter-parameter utama yang ditinjau adalah

6

BOD5 dan TSS. Kualitas air limbah yang tercampur dari berbagai aktivitas domestik dapat dilihat pada

Tabel 7

Tabel 6. Variasi Debit Daerah Pelayanan

Variasi Debit Daerah Pelayanan (Liter/hari)Tahap Rata-Rata Maksimum Minimum

I 12755231.17 19585962.8 5449105.479II 35655080.67 54749229.88 18387573.42

Tabel 7. Karakteristik Air Buangan yang Akan Diolah

Karakteristik Air Limbah Kecamatan SoreangTahap BOD (mg/L) TSS (mg/L)

I 199.5665595 270.2339718II 261.3219217 315.6472045

Instalasi direncanakan akan dibangun di lahan pinggiran Sungai Citarum, Desa Pamekaran.

Lokasi ini dipilih karena berada pada daerah rendah dibandingkan dengan daerah-daerah lain di

Kecamatan Soreang, sedikit pemukiman penduduk, dan dekat dengan badan air pembuangan. Baku mutu

acuan untuk hasil pengolahan yang digunakan adalah Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No 112

Tahun 2003 Tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik. Sungai Citarum, tempat pembuangan air hasil

olahan IPAL, merupakan sungai dengan klasifikasi dan kriteria mutu air kelas 4, berdasarkan pada

Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001. Berdasarkan baku mutu acuan dan beberapa pertimbangan

maka ditetapkan rencana tingkat pengolahan air limbah seperti yang tercantum dalam Tabel 8.

Tabel 8. Rencana Tingkat Pengolahan Instalasi

Rencana Tingkat Pengolahan Instalasi

TahapBOD Total

(mg/L)TSS Total (mg/L)

Baku Mutu Acuan (mg/L)

Efisiensi Dibutuhkan (%)BOD TSS

I 199.5665595 270.2339718 100 49.89140452 62.99503007II 261.3219217 315.6472045 100 61.73302288 68.31906047

Alternatif Pengolahan

Dalam perencanaan ini terdapat dua alternatif proses pengolahan biologi yang diajukan, yaitu

Completely Mixed Activated Sludge (CMAS), dan Aerated Lagoon. Keduanya merupakan pengolahan

dengan proses biologi yang ramah terhadap lingkungan dan memiliki harga yang terjangkau jika

dibandingkan dengan pengolahan fisika dan kimia (Koupaie dkk, 2011)

7

Pengajuan kedua alternatif di atas berdasarkan pada kondisi air limbah yang akan diolah, yaitu air

limbah dengan kategori low-middle concentration ( Metcalf&Eddy, 1991). Pada limbah kategori ini

pengolahan yang efektif digunakan yaitu proses pengolahan yang menitikberatkan pada proses

pengolahan dengan lumpur aktif. Proses pengolahan lumpur aktif ini bertujuan untuk menyisihkan

partikel yang terlarut ataupun yang bersifat koloid yang memanfatkan proses alamiah mikroorganisme

dalam mendegradasi partikel-partikel tersebut. Mikroorganisme akan mengkonversi partikel-partikel yang

ada menjadi gas dan sel-sel baru. Lapisan sel baru tersebut mempunyai densitas yang lebih besar dari

pada air sehingga dapat disisihkan dengan pengendapan secara gravitasi. Pihak Kabupaten Bandung

sendiri pun mengajukan dua alternatif pengolahan ini di masterplan air limbah Kabupaten Bandung

Diagram alir dari kedua alternatif tersebutdapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3. Kedua

alternatif pengolahan yang diajukan di atas dianggap telah memenuhi pertimbangan lain, diantaranya:

1. Secara teknis telah teruji efisiensi pengolahannya pada beberapa instalasi yang telah ada saat ini.

2. Keberadaannya tidak memberikan pengaruh buruk terhadap lingkungan sekitarnya.

3. Ketersediaan lahan dan material pada saat pembangunan instalasi.

4. Tersedianya tenaga ahli, operator dan peralatan untuk pengoperasian dan pemeliharaan.

Gambar 2. Diagram Alir Alternatif 1 (CMAS)

8

Gambar 3. Diagram Alir Alternatif 2 (Aerated Lagoon)

Pemilihan alternatif terpilih dimulai dari menghitung dimensi unit-unit pengolahan yang

digunakan dalam tiap alternatif yang diajukan. Dari perhitungan ini akan diperoleh secara garis besar

volume beton yang diperlukan, luas tanah yang akan digunakan, kebutuhan listrik, dan instrumentasi

lainnya. Perhitungan terhadap dimensi unit pengolahan dilakukan berdasarkan kriteria desain yang

terdapat pada literatur diantaranya yaitu (Metcalf, 1991) dan (Qasim,1985). Hasil perhitungan dari ketiga

alternatif yang diajukan dapat dilihat pada Tabel 9

Analisis ekonomi dari tiap alternatif dilakukan dengan menggunakan metode Annual Cost.

Metode ini akan membandingkan ketiga proses pengolahan yang diajukan berdasarkan besarnya investasi

awal, biaya operasional dan pemeliharaan yang dibutuhkan. Parameter pembandingnya adalah besarnya

equivalent annual cost yang dapat dihitung berdasarkan present value annual cost (biaya yang harus

dikeluarkan pada tiap-tiap tahunnya berdasarkan nilai sekarang). Oleh karena investasi yang ditanam

telah jatuh tempo pada masa yang akan datang, maka terlebih dahulu dikalikan dengan suatu laju diskonto

(discount rate) yang sangat tergantung pada discount factor yang ditetapkan. Alternatif yang memiliki

jumlah equivalent annual cost terkecil adalah proyek yang lebih ekonomis. Equivalent annual cost

adalah penjumlahan dari depresiasi, investasi, ROI, dan variable cost. Dengan memperhitungkan faktor-

faktor di atas berarti telah tercakup biaya yang diperlukan untuk konstruksi (fixed cost) dan biaya untuk

operasional dan pemeliharaan (variable cost) dari masing-masing proses pengolahan yang diajukan,

sehingga dapat dilakukan perbandingan biaya tahunan dari ketiganya. Proses pengolahan yang memiliki

present value of annual cost terkecil yang akan dipilih sebagai proses pengolahan terpilih (Park, 1973).

Tabel 9. Rekapitulasi Perhitungan Tiap Alternatif

Volume dan Luas Unit Pengolahan Tiap AlternatifNo Jenis CMAS Aerated Lagoon Satuan1 Pekerjaan Sipil

Volume Bak Pengendap Pertama 2655.166 - m3

Volume Bak Aerasi 6084.582 357656.0867 m3

Volume Clarifier/Sedimentasi 12677.36 35765.60867 m3

Volume Gravity Thickener 678.9903 - m3

Volume Tangki Digester Anaerobic Digester 2153.514 - m3

Volume Tangki Gas Anaerobic Digester 249.7971 - m3

Volume Sludge Drying Bed 2520 8731.690373 m3

Volume Total Unit Pengolahan 27019.41 402153.3857 m3

Volume Beton 5403.882 80430.67715 m3

2 Mekanikal dan ElektrikalKebutuhan Daya Untuk Aerasi 596.5599 596.5598971 kWh

9

No Jenis CMAS Aerated Lagoon Satuan3 Kebutuhan Lahan

Lahan Bak Pengendap Pertama 758.6187 m2

Lahan Bak Aerasi 1014.097 71531.21734 m2

Lahan Clarifier/Sedimentasi 3169.341 17907.12 m2

Lahan Gravity Thickener 169.7476 - m2

Lahan Tangki Digester Anaerobic Digester 269.1893 - m2

Lahan Tangki Gas Anaerobic Digester 31.22464 - m2

Lahan Sludge Drying Bed 2100 7500 m2

Lahan Total Unit Pengolahan 7512.218 96938.33734 m2

Lahan Perkantoran 3004.887 38775.33494 m2

Lahan Total 10517.1 135713.6723 m2

Besarnya biaya investasi, operasi dan pemeliharaan dari masing-masing alternatif dapat dilihat

pada Tabel 10.

Tabel 10. Biaya Investasi dan O & M Tiap Alternatif

Biaya Investasi dan Operasional dan Pemeliharaan Tiap Alternatif

Jenis CMASAerated Lagoon

Satuan

Investasi 23.616.112 266.092.506,9 Rupiah

Operasional dan Pemeliharaan 4.098.094 4.009.398,524 Rupiah

Berdasarkan biaya investasi, operasi dan pemeliharaan dari ketiga alternatif, maka dapat ditentukan

present value of annual cost dari tiap alternatif yang dapat dilihat pada Tabel 11.

Tabel 11. Present Value of Annual Cost dari Tiap Alternatif

Biaya Present Value Annual CostTiap Alternatif

CMAS Aerated Lagoon Satuan

167.476.839 1.153.717.504 Rupiah

KESIMPULAN

Hasil analisis menunjukkan bahwa alternatif pertama yang menggunakan proses Completely

Mixed Activated Sludge merupakan alternatif yang memiliki present value of annual cost yang terkecil

dan kebutuhan lahan yang juga lebih kecil, sehingga dipilih sebagai alternatif pengolahan air limbah

domestik Kecamatan Soreang

DAFTAR PUSTAKA

10

Andika, R.D. & Kamil, I. M. (2010). Permodelan Sistem jaringan Distribusi Air Minum : Studi Kasus

Distrik Majasem, Cirebon. Institut Teknologi Bandung

Badan Pusat Statistik (2002-2013). Kabupaten Bandung Dalam Angka, Badan Pusat Statistik, Kabupaten

Bandung.

Dinas Pekerjaan Umum Cipta Karya (2009). Penyusunan Masterplan Air Limbah Bandung Raya

Kabupaten Bandung, Dinas Pekerjaan Umum Cipta Karya

Eddine, B.T. & Salah, M.M. Solid Waste As Renewable Source of Energy : Current And Future

Possibility in Algeria. International Journal of Energy and Environmental Engineering (2012), doi

:10.1186/22251-6832-3-17

Huboyo, H S & Zaman, B. Analisis Sebaran temperatur dan Salinitas Air Limbah PLTU

PLTGU Berdasarkan Sistem Pemetaan Spasial (Studi Kasus : PLTU-PLTGU Tambak Lorong

Semarang)

Juliawan, H. K.. & Soewondo, P. (2004). Pemilihan Alternatif Pengolahan Biologis Air

Limbah Domestik Kabupaten Buleleng. Institut Teknologi Bandung

Ke, O & Junxin, L. Effect of Sludge Retention Time on Sludge Characteristics and Membrane Fouling of

Membrane Bioreactor. Journal of Environmental Sciences 21 (2009) 1329-1335

Koupaie, E.H., Moghaddam, M.R.A. & Hashemi, H. COMPARISON OF OVERALL PERFORMANCE

BETWEEN MOVING-BED AND CONVENTIONAL SEQUENCING BATCH REACTOR. Journal

of Environmental Health Science, Vol. 8, No.3, pp.235-244

Kovoor, P.P., Idris, M.R., Hassan, M.H. & Yahya, T.F.T. A Study Conducted On The Impact Of Effluent

Waste From Machining Process On The Environment By Water Analysis. International Jorunal of

Energy and Environmental Engineering (2012), doi:10.1186/2251-6832-3-21

Metcalf & Eddy, Inc., 1991, Wastewater Engineering Treatment : Treatment, Disposal, and Reuse. pg

398-1593. McGraw-Hill, Inc., Singapore.

Nganga, V.G., Kariuki, F.W. & Kotut, Kiplagat. A Comparison of The Psycho-Chemical and

Bacteriological Quality of Greywater Deficient Households in Homabay Town and Githurai

Estates in Kenya. The Open Environmental Engineering Journal (2012), 5, 110-110

Qasim, Syed R., 1985, Wastewater Treatment Plants and Operation, Planning, Design, CBS College

Publishing, New York.

Tobing, Rosaline (2010). Management Pattern Based on users Participation Towards the Condition

Physical Environment and Building Qualities in Low Cost Flat, Parahyangan Cathoclic

University