Pengelolaan Air Limbah Domestik

Dr. Puti Sri Komala

Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Andalas

1

BIMTEK Penerapan Teknologi Konstruksi Pemukiman dan Perumanan

Convention Hall Universitas Andalas

25-27 April 2019

DEFINISI AIR LIMBAH DOMESTIK?

Air limbah non kakus (grey water)

Air limbah kakus (black water)

Air limbah domestik adalah air limbah yang

berasal dari usaha dan/atau kegiatan

pemukiman, rumah makan, perkantoran,

perniagaan, apartemen, dan asrama

2

KONDISI SANITASI INDONESIA (1)

Mandi dan Cuci di Sungai

Limbah yang dibuang langsung ke badan air, dari rumah maupun kawasan komersil

BABs Jamban dengan kualitas buruk

Pembuangan lumpur tinja ilegal

BERPOTENSI MENIMBULKAN PENCEMARAN AIR & GANGGUAN KESEHATAN

Limbah yang dihasilkan

FAKTA Buang Air Besar Sembarangan (BABs)(sumber MenPerumpera, 2018)

14.000 Ton tinja (setara ± 4.666 Gajah Sumatera*)

176.000 m3 urin (setara ± 35.200 Truk Tangki BBM milik BUMN**)

Dibuang ke lingkungan SETIAP HARI.......

DAMPAK KESEHATAN: dari 1000 bayi yang lahir, hampir 50

diantaranya meninggal akibat DIARE sebelum usia 5 tahun.

* Rata-rata bobot Seekor Gajah Sumatera Dewasa mencapai 3 Ton

** Truk Tangki untuk Distribusi BBM milik BUMN rata-rata memiliki kapasitas 5000 liter (5 m3)

55 Juta orang di Indonesia melakukan BABs, membuat Indonesia menempati posisi ke-dua di dunia dalam hal BABs

(Joint Monitoring UNICEF & WHO, 2014)

AKIBATNYA:

Akibat Air Limbah Domestik TIDAK diolah? (sumber MenPerumpera, 2018)

• Badan air tercemar oleh air limbah domestik (75% sungai & 80% air tanah telah tercemar)

• Peningkatan biaya produksi air minum akibat sumber air bakunya tercemari air limbah domestik

• Tingginya angka kejadian penyakit berbasis air (typhus, disentri, dsb)

• Kerugian ekonomi mencapai Rp. 50 triliun per tahun !!!

• Khusus untuk daerah wisata pantai seperti Bali/ Manado pencemaran pantai yang berakibat pada turunnya angka kedatangan turis

ISU STRATEGIS PEMBANGUNAN SANITASI

Terdapat gap yang cukup besar antara capaian pembangunan eksisting dengan target 100% akses sanitasi tahun 2019

Pembangunan sanitasi belum menjadi prioritas pembangunan di daerah

Terbatasnya regulasi yang mendukung pembangunan sanitasi

Terbatasnya sumber pendanaan dari pemerintah baik dari APBN maupun APBD

Perlunya peningkatan kapasitas SDM penyelenggara pembangunan sanitasi

Masih minimnya kesiapan daerah dalam implementasi pembangunan sanitasi (ketersediaan dok. Perencanaan, kesiapan lahan, institusi pengelola)

1

2

3

4

5

6

6

Target

AGENDA NASIONAL

100-0-100

RPJMN

2015-2019

85% SPM : Akses Sanitasi Layak

85% Sistem Setempat

15% Sistem Terpusat

15% Akses Sanitasi Dasar:

daerah dengan kepadatan rendah

AGENDA INTERNASIONAL

SUSTAINABLE DEVELOPMENT GOALS

2030

“Menjamin ketersediaan pelayanan sanitasi dan air untuk

semua.”

6.2

Mencapai akses sanitasi untuksemua dan menghilangkan open

defecation.

6.3

Meningkatkan kualitas air

KONSEP PENGEMBANGAN

PENGELOLAAN AIR LIMBAH DOMESTIK

Untuk mencapai akses universal bidang air limbah domestik:

Strategi bertahap secara bijak (stepwise approach)

Optimalisasi SistemSetempat

Peningkatan jumlah

tangki septik individual

Mendorong

pembangunan tangkiseptik melalui DAK dan hibah sanitasi

Optimalisasi & pembangunan IPLT baru

Pengembangan SelektifSistem Terpusat

Pembangunan baruSPALD Terpusat SkalaPerkotaan, SkalaPermukiman & SkalaKawasan Tertentu.

Peningkatan kapasitasdan rehabilitasi SPALD Terpusat Skala

Perkotaan, SkalaPermukiman & SkalaKawasan Tertentu.

Pengembangan Agresif Sistem Terpusat

Pengembangan

SPALD Terpusat

Skala Perkotaan

(interceptor -

modular-IPALD)

Peningkatan Skala

penanganan

SPALD

Terpusat SkalaPermukiman

Pengembangan Teknologi

Penerapan

teknologi tinggi

SPALD Terpusat

Skala

Perkotaan dan

Skala

Permukiman

8

pH 6-9

BOD 30 mg/L

COD 100 mg/L

TSS 30 mg/L

Minyak dan Lemak 5 mg/L

Ammonia 10 mg/L

Total Coliform 3000 /100 mL

Perubahan baku mutuKarena baku mutu yang baru

(Permen LHK No 68 Tahun 2016),

Teknologi Pengolahan Air Limbah

Domestik Eksiting perlu diupgrade

pH 6-9

BOD 100 mg/L

TSS 100 mg/L

Minyak dan Lemak 10 mg/L

Permen LH No 5 Tahun 2014

Permen LHK No 68 Tahun 2016

BAKU MUTU PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK

9

ALUR PEMILIHAN JENIS SPALD

10

KONSEP PENGELOLAAN AIR LIMBAH DOMESTIK (PERMEN PUPR NO.4 TAHUN 2017)

Sistem

Pengelolaan

Air Limbah

Domestik

Setempat

(SPALD-S)

Sistem

Pengelolaan

Air Limbah

Domestik

Terpusat

(SPALD-T)

Sub-Sistem

PengangkutanSub-sistem Pengolahan

Lumpur TinjaSub-Sistem Pengolahan Setempat

INDIVIDUALTRUK TINJA

Pipa Tinja, Pipa Non Tinja, Bak

Penangkap Lemak, Pipa Persil, Bak

Kontrol, dan Lubang Inspeksi

IPLT

Pengolahan

lumpur

IPALD Skala Perkotaan (>

20.000 jiwa)

IPALD Skala Permukiman

(50 – 20.000 jiwa)

IPALD Skala Kws Tertentu

Skala

Individual

Pengolahan

Komunal

(2-10 KK)

Skala Komunal

MCK

Sub-Sistem

Pengumpulan

Sub-sistem

Pengolahan TerpusatSub-Sistem Pelayanan

Pipa Retikulasi, PipaInduk, Prasarana dan

Sarana Pelengkap(manhole, stasiun

pompa dll)

11

12

Komponen SPAL Domestik Setempat

Sub-sistem Pengolahan Setempat

• Sub-sistem Pengolahan Setempat berfungsi untukmengumpulkan dan mengolah air limbah domestik (blackwater dan grey water) di lokasi sumber.

Kapasitas pengolahan terdiri atas:

1. Skala Individual dapat berupa Cubluk Kembar, TangkiSeptik dengan bidang resapan, biofilter dan unitpengolahan air limbah fabrikasi; dan

2. Skala Komunal dapat berupa tangki septik komunal,biofilter, dll yang diperuntukkan:

• 2 (dua) sampai dengan 10 (sepuluh) unit rumah tinggal ; dan• Mandi Cuci Kakus (MCK), dapat berupa permanen dan non

permanen (mobile toilet) untuk melayani sampai dengan 200 jiwa.13

SUBSISTEM PENGANGKUTAN

• Penentuan Jumlah Tangki Septik• Penentuan Wilayah Pelayanan• Perhitungan Volume Lumpur Tinja• Perhitungan Kebutuhan Truk Tangki• Jenis Truk Pengangkut

14

SUBSISTEM PENGANGKUTAN

15

Faktor-faktor penting Perencanaan SubsistemPengolahan Setempat• Timbulan Air Limbah dan Lumpur Tinja

• Proses Pengolahan Setempat

• Efektifitas dan Efisiensi Pengolahan

• Kebutuhan Lahan

• Biaya dan Energi dalam O/M

• Kemudahan O/M

16

Perhitungan Timbulan Lumpur Tinja

17

Teknologi yang Dapat Digunakan

18

Cubluk Kembar

Cubluk merupakan unit pengolahan awal

dari SPAL Domestik Setempat yang

paling sederhana.

19

Cubluk Kembar

Syarat:

• Jarak minimum sumber air dengan lokasi cubluk adalah 10 m

• Ketinggian muka air tanah lebih besar dari 2 meter

• kawasan perdesaan dengan kepadatan penduduk <25 jiwa/hektar.

Kriteria teknis dari Cubluk Kembar yakni:

• Cubluk ini biasanya di desain untuk waktu 5-10 tahun

• Pemakaian cubluk tunggal dihentikan setelah terisi 75%

• Cubluk dapat berbentuk bujur sangkar atau bulat (Gambar 1 dan 2).

20

Tangki Septik

• Ketentuan Umum pengolahan tangki septik dengan sistem resapanagar tidak mengganggu air tanah :

• Kondisi tanah• pasir, tanah endapan dan lempung dengan komposisi seimbang.• Tanah lempung tidak baik untuk sistem resapan perkolasi <<,• tanah terlalu berpasir perkolasinya sangat cepat belum terolah oleh

bakteri tanah atau terfilter dengan baik.

• Lokasi yang cukup baik untuk membuat sistem resapan• tanah yang bersifat kering dan terdapat oksigen,• level air tanah yang relatif dalam.

21

Tangki Septik

Gambar 3. Posisi Air Tanah yang Efektif untuk Sistem Resapan

22

No Pengolahan Jarak

terhadap

sumber air

Kedalaman muka

air tanah

minimum

Permeabilitas

* )

I Pengolahan awal

1 Tangki Septik - > 2 m -

II Pengolahan lanjutan

1 Bidang Resapan > 10 m > 2 m > 0.02 m/jam

2 Sumur Resapan > 10 m > 2 m >0.02 m/jam

3 Kolam Sanitasi - > 2 m

Tangki Septik

23

Tangki Septik

• Tangki septik membutuhkan lahan yang cukup jaraknya dari sumber airuntuk menghindari pencemaran sumber air yang digunakan, karenaefluen dari tangki septik umumnya masih mengandung unsur bakteri yangcukup tinggi, sehingga kemungkinan air tercemar cukup besar.

• Tersedia lahan untuk penempatan Tangki Septik yang dapat dijangkauoleh sarana penyedotan lumpur.

• Efluen dari pengolahan Tangki Septik harus masuk ke dalam bidangresapan sebelum dibuang ke badan air penerima.

• Dapat dibangun di bawah jalan atau lahan terbuka.

24

Tangki Septik

Kriteria Perencanaan• Estimasi Timbulan Air Limbah

• Volume untuk penampungan sludge dan scum :

B = P x N x S (1)

• dimana:

• B = Kapasitas sludge dan scum yang diperlukan dalam liter;

• N = Jumlah tahun pengurasan lumpur (2-5 tahun);

• S = Kapasitas akumulasi timbulan lumpur dengan ketentuan:

• 25 Liter/orang/tahun : untuk timbulan dengan sumber WC

• 40 Liter/orang/tahun: untuk timbulan dengan sumber WC, dapur, dll.

• Kapasitas total debit timbulan air limbah yang akan di olah di tangki septik yakni:

• T = A + B

• dimana A merupakan debit timbulan air limbah cair rumah tangga

25

Struktur inlet

Periode tinggal (detention time) di dalam tangki 1-3 hari

Resapan

• Terdapat dua opsi resapan untuk aliran efluen tangki septik yakni bidang resapan dansumur resapan.

26

Pipa outlet harus lebih

rendah 10 – 15 cm dari pipa inlet.

Tangki Septik

Bidang Resapan

Nilai perkolasi tanah minimal 0,01 m/jam

Lebar galian minimum 0,5 m

kedalaman galian efektif minimum 0,45 m

27

Tangki Septik + Wetland

28

SPAL Domestik Setempat-skala Komunal

Kombinasi MCK dan IPAL Komunal

Tediri dari : MCK, IPAL, sistem jaringan perpipaan, min 25 SR

• Pemukiman padat di perkotaan sebagian tidak memiliki jamban, sebagian lagi memiliki jamban tetapi tidak hygienis

• Kawasan sudah memiliki ketersediaan air bersih

• Masyarakat mau dan berminat untuk mengelola MCK

29

Layout Sistem IPAL Komunalditerapkan pada Sanimas

30

IPAL

OUT

MANHOLE

GREASETRAP

KMwc dapur

31

32

AlternatifBak Kontrol

33

• Sejenis bak kontrol, khusus menyaring padatan dan minyak daridapur;

• Dimensi sama dengan bak kontrol;

34

• Sebagai kontrol pertemuan aliran dari wc dan km/dapur;

• Terbuat dari pasangan batu bata diaci halus;

• Dimensi menyesuaikan

35

• Lubang sebagai kontrol aliran limbah yang ada di pipa induk;

• Terbuat dari cetakan beton/buis beton;

• Harus kedap air;

• Tutup harus mudah dibuka;

• Tahan tekanan kendaraan yang lewat;

36

• Pipa sambungan rumah (SR)• Menghubungkan rumah dan manhole

• Pipa type D dengan diameter 3”;

• Elevasi pipa 0,1% - 0,5%;

• Melayani air limbah s/d 5 kk;

• Pipa induk• Pipa oranye, khusus air limbah;

• Menghubungkan antar manhole;

• Diameter 6”

• Elevasi 0,05%

37

38

Berbagai aplikasi IPAL-S skalakomunal (modifikasi dari

tangki septik)

39

Tangki Biodigester

40

Baffled reactor (tangki septik bersekat)AIR KOTOR AIR TEROLAH

41

PENGOLAHAN CAIRAN: FILTER ANAEROBIC

Air limbah mengalir melalui

filter, sehingga partikel

terjebak dan bahan organik

didegradasi oleh biomassa

yang melekat pada media.

Bagian-bagian Biofilter1. Media Kontaktor2. Bak Pengendap Awal3. Bak Kontaktor

Anaerob

42

No Jenis MediaLuas Permukaan Spesifik

(m2/m3)

1 Batu Pecah 100-200

2 Modul Sarang Tawon 150-240

3 Tipe Jaring 50

4 Bio-ball (Random) 200 – 240

PENGOLAHAN CAIRAN: FILTER ANAEROBIC

43

Bak Penampung

Bak Penyaring

Minyak & Lemak (Grease trap)

ABR

Filter

Inlet & Bak kontrol

Reservoar

44

Tangki septik bersusun

45

Tangki septik bersusun dengan filter tanaman

• Merupakan modifikasi tangki septik dengan bak yang diberi tanaman

• Tanaman akan menyerap air limbah melalui akar

46

Unit Pengumpul

Unit Penyaringan

Unit Pemisahan Padatan

Unit Pemekatan

Unit Stabilisasi

Unit Pengeringan Lumpur

SUBSISTEM PENGOLAHAN (IPAL)

47

48

Sub-sistem Pengolahan Lumpur Tinja

• Sub-sistem Pengolahan Lumpur Tinja berfungsi untuk mengolahlumpur tinja yang masuk ke dalam IPLT.

• Sub-sistem Pengolahan Lumpur Tinja terdiri dari pengolahan fisik,pengolahan biologis, dan/atau pengolahan kimia.

49

Prasarana dan sarana IPLT terdiri atas:

• unit penyaringan secara mekanik atau manual berfungsi untuk memisahkan ataumenyaring benda kasar di dalam lumpur tinja;

• unit pengumpulan berfungsi untuk mengumpulkan lumpur tinja dari kendaraanpenyedot lumpur tinja sebelum masuk ke unit pengolahan berikutnya;

• unit pemekatan berfungsi untuk memisahkan padatan dengan cairan yang dikandunglumpur tinja, sehingga konsentrasi padatan akan meningkat atau menjadi lebih kental;

• unit stabilisasi berfungsi untuk menurunkan kandungan organik dari lumpur tinja, baiksecara anaerobik maupun aerobik;

• unit pengeringan lumpur berfungsi untuk menurunkan kandungan air dari lumpur hasilolahan, baik dengan mengandalkan proses fisik dan/atau proses kimia; dan

• unit pemrosesan lumpur kering berfungsi untuk mengolah lumpur yang sudah stabil darihasil pengolahan lumpur sebelumnya untuk kemudian dimanfaatkan.

50

51

PENGOLAHAN CAIRAN: KOMBINASI ANAEROB - AEROB

Kedalaman kolam:

1. Kolam anaerobic (2,5-4) m

2. Kolam fakultatif (1,5-2) m

3. Kolam maturasi 1 m.

52

PENGOLAHAN CAIRAN: PENGERINGAN LUMPUR

53

PENGOLAHAN CAIRAN: SLUDGE DRYING BED

54

PENGOLAHAN CAIRAN: BELT FILTER

55

Prasarana dan sarana pendukung IPT terdiri dari:• platform (dumping station) yang merupakan tempat truk penyedot tinja untuk mencurahkan (unloading)

lumpur tinja ke dalam tangki imhoff ataupun bak ekualisasi (pengumpul);

• kantor yang diperuntukkan bagi tenaga kerja;

• gudang dan bengkel kerja untuk tempat penyimpanan peralatan, suku cadang unit di IPLT, dan perlengkapanlainnya;

• Tempat parkir dan/atau Garasi truk tinja

• laboratorium untuk pemantauan kinerja IPLT;

• infrastruktur jalan berupa jalan masuk, jalan operasional, dan jalan inspeksi;

• sumur pantau untuk memantau kualitas air tanah di sekitar IPLT;

• fasilitas air bersih untuk mendukung kegiatan pengoperasian IPLT;

• alat pemeliharaan;

• peralatan Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3);

• pos jaga;

• pagar pembatas untuk mencegah gangguan serta mengamankan aset yang ada di dalam lingkungan IPLT;

• pipa pembuangan;

• tanaman penyangga; dan

• sumber energi listrik.

Layanan Lumpur Tinja Terjadwal (LLTT)

• Layanan Lumpur Tinja Terjadwal (LLTT)adalah suatu mekanisme pelayananpenyedotan lumpur tinja yang dilakukansecara periodik atau terjadwal yangditerapkan pada sistem pengelolaan airlimbah setempat, yang kemudian diolahpada instalasi yang ditetapkan serta terkaitdengan metode pembayaran yang telahditetapkan.

PERAN LAYANAN LUMPUR TINJA

TERJADWAL

Sumber: Pelatihan LLTT, IUWASH, 2016

tangki septik yang

benar & terdaftar

Atangki septikwajib disedotsesuai jadwal

B

pengangkutanlumpur tinjaterkendali

Cseluruh lumpur tinja

diolah atau dimanfaatkan

dengan aman

D

KRITERIA DASAR PENERAPAN LLTT

Ketersediaan Regulasi dan Kebijakan

Ketersediaan Lembaga Pengelola

Ketersediaan Rencana Implementasi LLTT

Ketersediaan kapasitas dan keberfungsian IPLT serta sarana

prasarana penunjangnya

Ketersediaan prasarana dan sarana pengangkutan, baik yangdimiliki dan dikelola sendiri oleh pengelola ataupun bekerja sama

dengan pihak swasta

Ketersediaan Sumber Daya Manusia (SDM)

Ketersediaan anggaran

Alokasi anggaran

Kesediaan Pemerintah Kabupaten/Kota untuk menerapkan

‘Polluter Pay Principle’

4 ASPEK DALAM PENGELOLAAN LUMPUR TINJA :

Sosial ekonomi, Teknis, Institusi, Regulasi - STIRF

Pelaksanaan LLTT di Indonesia

• Program USAID Indonesia Urban Water, Sanitationand Hygiene Penyehatan Lingkungan untuk Semua(IUWASH PLUS)

• Unit Pelaksana Teknis Daerah Pengolahan Air Limbah -UPTD PAL telah menerapkan LLTT di 10 lokasi yangmencakup Provinsi Sumatra Utara (1), DKI Jakarta (1),Jawa Barat (2), Jawa Tengah (1), Jawa Timur (3),Sulawesi Selatan (1), dan Papua (1).

• Di Kota Bekasi, bantuan untuk pembentukan UPTDPAL dan memprakarsai pelayanan LLTT dengan sistemon-call.

Terima Kasih61