PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas,...

17
1 Bidang Ilmu : Rekayasa PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu Limbah Cair Dengan Model Output- Input Untuk Optimasi Penggunaan Energi Listrik Di Instalasi Pengolahan Limbah (IPAL) Kota Denpasar TIM PENELITI Ir. I Made Mataram MErg., MT. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2014

Transcript of PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas,...

Page 1: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

1

Bidang Ilmu : Rekayasa

PROPOSAL PENELITIAN

Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu Limbah Cair Dengan Model Output-

Input Untuk Optimasi Penggunaan Energi Listrik Di Instalasi Pengolahan

Limbah (IPAL) Kota Denpasar

TIM PENELITI

Ir. I Made Mataram MErg., MT.

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2014

Page 2: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

2

Halaman Pengesahan Proposal Penelitian

1. Judul Penelitian : Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu

Limbah Cair Dengan Model Output-Input

Untuk Optimasi Penggunaan Energi Listrik Di

Instalasi Pengolahan Limbah (IPAL) Kota

Denpasar

2. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : Ir. I Made Mataram MErg., MT

b. Pangkat/Golongan : Pembina Tk. I, IV/b

c. NIP : 19650820 199103 1 002

d. Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

e. Program Studi/Jurusan : Teknik Elektro/Teknik Sistem Tenaga

f. Fakultas : Teknik

g. Alamat Rumah : Jl. Gajah Waktra Kavling baru No.1

Peguyangan Kaja, Denpasar Utara, Telepon

(0361) 7419479

h. Email : [email protected]

3. Jumlah Tim Peneliti : 3 orang

4. Pembimbing :

a. Nama Lengkap : Prof. Ir. Rukmi Sari Hartati, M.T., Ph.D

b. Pangkat/Golongan : Pembina Utama Madya/IVd

c. NIP : 19530813 197903 2 001

d. Jabatan Fungsional : Guru Besar

e. Program Studi/Jurusan : Teknik Elektro/Teknik Sistem Tenaga

f. Fakultas : Teknik

5. Lokasi Penelitian : Instalasi Pengolahan Limbah Kota Denpasar

Bali

6. Jangka Waktu Penelitian : Juni 2014 s/d September 2014

7. Biaya Penelitian : Tujuh Juta Lima Ratus Ribu Rupiah

Denpasar, 21 Mei 2014

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik

Prof. Ir I Wayan Redana, MA,Sc, Ph.D.

NIP : 19591025 198603 1 003

Ketua Peneliti,

Ir. I Made Mataram MErg., MT

NIP: 19650820 199103 1 002

Mengetahui

Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat

Universitas Udayana

(Prof. Dr. Ir. I Ketut Satriawan, MT.)

NIP : 19640717 198903 1 001

Page 3: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

3

I. JUDUL PENELITIAN

Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu Limbah Cair Dengan Model Output-

Input Untuk Optimasi Penggunaan Energi Listrik di Instalasi Pengolahan Limbah

Kota Denpasar.

II. BIDANG ILMU

Teknik Tenaga Listrik/Teknik Sistem Tenaga

III. PENDAHULUAN

Berbagai model instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) digunakan dalam proses

pengolahan air limbah. Namun yang sering dijumpai adalah model pengolahan air

limbah secara biologi dengan lumpur aktif (Activated Sludge Unit). Pasa dasarnya

sistem lumpur aktif (Activated Sludge Unit) merupakan sebuah Bioreaktor (bak

aerasi) dan sekala besar disebutAerated Lagoon. Pada aerated lagoon terjadi

penguraian senyawa organik oleh aktivitas mikroorganisme yang tumbuh terdispersi

diseluruh cairan. Untuk pertumbuhan mikroorganisme diperlukan oksigen (O2) dalam

bentuk udara (fasa gas) yang dikontakkan langsung ke fasa cair lewat gelembung

gelembung udara atau melalui pengadukan. Osigen umumnya diproleh dari Aerator

yang mampu mensuply oksigen sesuai dengan kapasitasnya. Untuk menguraikan

bahan organik yang ada pada limbah diperlukan bakteri dan dapat berkembang bila

tersedia makanan yang cukup sehingga pertumbuhan bakteri dapat dipertahankan

secara konstan. Agar sistem ini dapat berlangsung secara kontinyu diperlukan

tambahan makanan dari lumpur aktif yang umumnya diambilkan langsung dari bak

pengendapan (sedimentasion tank). Model sistem secara phisik tampak seperti dalam

gambar 1.

Page 4: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

4

Gambar 1: Sistem IPAL Suwung

Selanjutnya sistem IPAL di atas kalau digambarkan secara blok diagram tampak

seperti dalam gambar 2 :

Gambar 2: Model Blok Diagram Sistel IPAL

Sedangkan reaksi oksidasi dan sintesis yang terjadi dalam proses penguraian ini

adalah :

CHONS + O2 + Nutrien ------------≥ CO2 + NH3 + C5H7NO2 + Hasil akhir.

(zat organik) (sel baru)

Bakteri

C5H7NO2 + 5 O2 ------------≥ 5 CO2 + 2 H2O + NH3 + Energi

113 160

(1) (1,42)

Artinya: 1 unit biomasa yang dioksidasi membutuhkan 1,42 unit O2.

Page 5: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

5

Dalam hal ini Oksigen yang diperlukan diproleh dari Aerator yang mampu

menginjeksikan oksigen kedalam air limbah dengan yang cukup untuk kepentingan

perkembangan mikroorganisme.

Dalam persamaan diatas dengan jelas dapat dilihat untuk mendapatkan oksigen sesuai

kebutuhan diperlukan kerja aerator sesuai dengan kapasitas dan lama waktu bekerja

guna memenuhi kebutuhan Oksigen.

Dengan menggunakan standar baku mutu BOD, COD dan PH dalam keluaran

akhir sistem Instalasi pengolahan air limbah maka dapat dijadikan parameter kontrol

untuk dijadikan sensor terhadap perlu tidaknya Aerator bekerja guna memenuhi

kebutuhan oksigen. Hal ini perlu untuk menghindari penggunaan energi listrik yang

berlebihan. Dengan deminikian bila sistem sudah berumpan balik (Closed loop

system) maka dengan mudah dapat termonitoring baku mutu limbah dan dapat diatur

sesuai dengan range yang diijinkan. Model Output Input dalam hal ini seperti tampak

dalam gambar 3:

Gambar 3: Model Closed Loop Control System IPAL

IV. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari

penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol baku mutu limbah model output input

bekerja sehingga dapat meminimalkan penggunaan energy listrik pada pengolahan

limbah cair IPAL kota Denpasar.

Page 6: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

6

V. TUJUAN PENELITIAN

Mengetahui unjuk kerja sistem kontrol baku mutu limbah cair dengan model

output-input untuk minimalisasi penggunaan energi listrik di instalasi pengolahan

limbah cair IPAL kota denpasar.

VI. TINJAUAN PUSTAKA

A. PARAMETER PENTING DALAM PROSES LUMPUR AKTIF

( ACTIVATED SLUDGE)

Pada prinsipnya pengawasan dalam proses lumpur aktif yang digunakan dalam

Instalasi Pengolahan Air Limbah untuk memantau agar proses dapat berjalan sesuai

dengan kreteria yang direncanakan. Hal penting dalam target pengawasan adalah:

1. Melakukan pemeriksan dan menjaga konsentrasi Oksigen terlarut dalam

limbah dalam bak aerasi/lagoon.

2. Pengaturan jumlah lumpur aktif yang diresirkulasi dan yang dibuang.

Disamping kedua parameter diatas diperkenalkan juga parameter lain yang dapat

dijadikan dasar dalam pengawasan proses diantaranya:

1. F/M Ratio yaitu perbandingan antara substrat (F:food) terhadap

microorganisme (M). Dalam proses lumpur aktif convensional proses berjalan

baik bila F/M ratio berkisar 0,2 – 0,6 kg BOD/kg MLSS.

2. SVI (Sludge Volume Index) (SVI): yaitu Volume sludge yang mengendap 30

menit dalam 1 liter sample dibagi berat sludge kering per 1 liter sludge.

3. Ratio Resirkulasi (R): yaitu perbandingan antara debit lumpur yang

dikembalikan ke bak aerasi/lagoon terhadap debit limbah yang diolah.

4. Umur Lumpur (θc) yaitu jumlah masa microorganisme sebagai lumpur aktif

dibagi jumlah masa mikroorganisme yang dibuang setiap satuan waktu.

5. Waktu detensi (θ): yaitu Lamanya air limbah tinggal dalam bak aerasi/lagoon.

6. Volume Loading (VI) : yaitu masa BOD per meter kubik air limbah per hari.

7. Produksi lumpur (Px) : yaitu banyaknya lumpur yang dihasilkan dan yang

harus dibuang setiap hari.

8. Kebutuhan Oksigen (O2) : yaitu kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk

respirasi mikroorganisme dan oksidasi lainnya. Kebutuhan oksigen yang

Page 7: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

7

terlarut dapat dihitung berdasarkan BOD dan jumlah mikroorganisme (MLSS)

yang dibuang dari sistem lumpur aktif.

9. Kandungan Nutrien yang ada pada kandungan air limbah yang akan diolah

dalam hal ini Nitrogen (N) dan Phosphat (P).

Dalam penelitian yang akan dilakukan adalah mampu memberikan supply

Oksigen yang tepat guna kelangsungan penguraian yang dilakukan

mikroorganisme berdasarkan standar baku mutu terukur.

B. PERENCANAAN IPAL

Dalam desain atau perencanaan sistem Instalasi Pengolahan Air Limbah

ditentukan oleh beberapa faktor yaitu:

1. Debit air limbah

2. Aliran air limbah

3. Parameter pencemar (karakteristik) air limbah

4. Baku mutu air limbah

5. Ketersediaan lahan atau ruang

6. Ketersediaan biaya

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

Page 8: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

8

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. Industri yang aliran limbahnya seperti ini

misalnya adalah industri pembuatan tempe, tahu, rumah pemotongan hewan (RPH)

dan rumah pemotongan unggas (RPU).

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, amaka dalam air limbahnya akan ditemui kandungan bahan kimia

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

yang sama namun proses berbeda maka akan dihasilkan karakteristik air limbah yang

berbeda. Dengan bahan baku kedelai, industri tahu dan tempe menghasilkan

karakteristik air limbah yang berlainan. Kandungan bahan organik dan padatan dalam

Page 9: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

9

limbah tahu lebih banyak karena ada proses penghancuran kedelai dan penyaringan

bubur tahu. Jenis parameter pencemar utama dalam air limbah adalah bahan organik,

bahan an-organik, 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/alat pengolahan air limbah yang dapat digunakan untuk

mengurangi bahan pencemar pada air limbah, yaitu:

1. Bahan organik.

2. Bahan organik dapat diolah pada unit pengolahan biologi yang bersifat aerobik

ataupun anaerobik seperti kolam aerasi, kolam lumpur aktif, trickling filter,

dan biogas.

3. Bahan an-organik Bahan an-organik dapat diolah pada unit pengolahan kimia

dan biologi seperti pengendapan, pembubuhan bahan kimia, dan koagulasi-

flokulasi.

4. Minyak dan lemak Minyak dan lemak dapat diolah pada unit penangkap

minyak secara konvensional ataupun menggunakan pembubuhan udara

(floating system).

5. Mikroorganisme Cemaran mikroorganisme dapat dihilangkan pada unit

pengolahan biologi maupun kimia seperti kolam fakultatif atau clarifier-

tickener.

6. 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

7. 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

Page 10: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

10

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:

1. 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).

2. Kuantitas air limbah maksimum adalah volume air limbah terbanyak yang

diperbolehkan dibuang ke sumber air dalam setiap satuan bahan baku,

dinyatakan dalam satuan mter kubik per ton produk (m3/ton produk).

3. 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/kegiatan memiliki perbedaan

parameter bahan pencemar, kualitas dan beban pencemarannya. Untuk tu dalam

merancang desain IPAL perlu diperhatikan baku mutu ait limbah yang dipersyaratkan

untuk usaha/kegiatan tersebut. Secara umum, gabungan beberapa unit pengolahan

berupa penyaringan, pengendapan, pengolahan biologi dan pemanfaatan lumpur

(sludge) serta pemanfaatan gas/energi dapat dijadikan pilihan untuk instalasi

pengolahan air limbah kegiatan agroindustri.

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

Page 11: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

11

limbah. Beberapa kegiatan agroindustri seperti pengolahan kelapa sawit, karet, dan

gula memiliki lahan yang cukup luas karena biasanya berlokasi di dekat

perkebunannya. Namun demikian, agroindustri seperti pengolahan susu, kedelai,

rumah potong hewan, dll karena berlokasi di perkotaan atau dekat perkotaan

memiliki lahan yang minim untuk penggunaan instalasi pengolahan air limbah.

1. 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. Karenanya upaya meminimalkan volume limbah

menjadi aspek yang penting untuk menekan kebutuhan akan luasan lahan

yang besar. 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.

2. 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.

Selain itu, untuk menurunkan bahan pencemar yang tinggi juga

diperlukan beberapa peralatan sehingga kebutuhan ruang semakin banyak.

Ditambah lagi bila terdapat keragaman bahan pencemar yang menyebabkan

diperlukannya peralataperalatan yang khusus untuk menurunkan bahan

pencemar tersebut. Karenanya 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

Page 12: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

12

tingkat kemurnian tinggi, meniadakan kebocoran bahan dan air selama

proses, dan menerapkan segregasi limbah.

3. 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. Ada juga unit

pengolahan yang dapat dibangun vertikal atau memanfaatkan lahan di bawah

tanah. Unit seperti ini biasanya pengolahan secara anaerob seperti biogas,

anaerobic digester, dll.

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, dll), terbuat dari besi (trickling filter, RBC, anaerobic digester, dll), 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, dll), membayar biaya energi (listrik atau energi lainnya),

membayar tenaga kerja dan biaya uji laboratorium. Instalasi pengolahan air limbah

perlu dirawat agar beroperasi secara optimal. Banyak dari IPAL kegiatan agroindustri

yang tidak lagi beroperasi atau berfungsi optimal karena tidak menganggarkan

pembiayaan perawatan IPAL. Perawatan IPAL terdiri dari kegiatan pengecekan

fungsi alat dan bangunan serta perbaikan alat dan bangunan. Alat pengolahan biologi

yang relatif rendah biaya konstruksi, operasional dan perawatannya adalah biogas.

Alat ini dapat digunakan untuk mengolah limbah dengan bahan organik yang tinggi,

dan mengandung padatan tersuspensi. Biogas juga menghasilkan gas yang dapat

digunakan untuk menjalankan generator listrik, menyalakan kompor, patromax, alat

pemanas, dll, sehingga dapat menghemat biaya pembelian/pembayaran energi yang

Page 13: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

13

lain. Hasil samping dari biogas juga dapat diolah menjadi kompos yang memiliki

nilai ekonomi dan lingkungan yang baik karena dapat mensubstitusi pembelian pupuk

anorganik, dapat dijual kepada petani, dan merupakan pupuk yang ramah lingkungan.

G. DESAIN FUZZY LOGIC CONTROL

Fuzzy Logic Control terdiri dari empat komponen utama yaitu :

1) Fuzzifikasi

2) Fuzzy rule base

3) Fuzzy inference

4) Defuzzifikasi

Komponen Fuzzy Logic Control dapat dimodelkan seperti Gambar 4, sebagai

berikut :

Gambar 4. Sistem Fuzz Lgic Controller

H. LANGKAH-LANGKAH MEMBANGUN FUZZY LOGIC CONTROL

1. Menentukan nilai-nilai variabel input dan output.

2. Mendapatkan pengetahuan kontrol dengan analisis data.

3. Menetapkan fungsi keanggotaan untuk variabel input dan output fuzzy.

4. Menentukan aturan fuzzy.

5. Menyesuaikan fungsi keanggotaan dan aturan dengan memvariasikan skala

fungsi keanggotaan dan rule.

Page 14: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

14

VII. METODE PENELITIAN

Tahapan Penelitian:

No Tahapan penelitian Pelaksanaan Luaran

1 Perencanaan Sistem Control Baku Mutu

Limbah Cair Dengan Mod el Output Input

Dalam Rangka Optimasi Penggunaan

Energi Listrik merupakan suatu kajian dan

analisis dalam hal menentukan model

control system yang berumpan balik untuk

mengontrol baku mutu limbah cair yang

optimal.

Bulan I&II Tercipta system

control untuk

system berumpan

balik dalam proses

pengolahan

limbah cair

2 Persiapan Bulan III Proposal

3 Survey lapangan untuk persiapan

setting peralatan.

Melakukan pengukur data data

terkait seperti: Debit limbah cair,

PH, BOD, COD dan parameter lain

yang terkait baik sisi input maupun

sisi output. Secara kontinyu.

Bulan

IV,V,VI,VII

Data input output

secara riil

lapangan dapat

diketahui

4 Membuat Pemodelan system

Menyusun Blok Diagram

Menentukan Model Matematik

Menentukan Fungsi Transfer

Function (TF)

Membuat rangkaian control untuk

system loop tertutup (Closed Loop

System).

Bulan

VIII,IX

Tersedia Model

system loop

tertutup (Closed

Loop System)

5 Simulasi dengan masukan data lapangan Bulan X,XI

6 Rekomendasi akhir berdasarkan uji simulasi Bulan XII Rekomendasi,

perbaikan sistem

VIII. MANFAAT PENELITIAN

Penelitian ini bermanfaat bagi pembaca umum akan adanya pengetahuan

pengembangan system control non konvensional dan manfaat khusus bagi pengolahan

limbah cair IPAL kota Denpasar dapat meminimalkan pemakaian energy listrik.

IX. JADWAL PELAKSANAAN

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari 2014 hingga Desember 2014,

yang dibagi dalamempat tahap penelitian.

Page 15: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

15

X. PERSONALIA PENELITIAN

1. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : Ir. I Made Mataram MErg., MT

b. NIP : 19650820 199103 1 002

c. Golongan Pangkat : Pembina Tk. I, IV/b

d. Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

e. Jabatan Struktural : -

f. Fakultas : Teknik

g. Perguruan Tinggi : Universitas Udayana

h. Bidang Keahlian : Teknik Sistem Tenaga

i. Waktu untuk penelitian : 1 Tahun

2. Anggota Peneliti : 3 orang

XI. PERKIRAAN BIAYA PENELITIAN

1. Bahan dan Peralatan Penelitian

No Nama bahan Volume Biaya

Satuan Total Biaya

1 Kertas HVS A4 70 Gr 4 30.000 120.000

3 Tinta printer Laser 1 350.000 350.000

4 CDRW 10 3.000 30.000

5 Flash Disck 4 GB 1 64.000 64.000

6 Komunikasi/voucher isi ulang 4 100.000 400.000

Sub Total 1.000.000

No. Nama Peralatan Volume

Biaya/paket/

Satuan Total Biaya

1 Sewa Flow Meter 1 500,000 500,000

2 Sewa Ph Meter 1 1.000.000 1.000,000

3 Sewa BOD Indicator 1 1.000.000 1.000.000

4 Sewa COD Indicator 1 1.000.000 1.000.000

Sub Total 3.500.000

Page 16: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

16

2. Perjalanan

No Tujuan Volume Biaya

Satuan Total Biaya

1 Seminar 1 1.000.000 1.000.000

Sub Total 1.000.000

3. Lain-lain

No Uraian Kegiatan Volume

Harga

Satuan

(Rp.)

Total Biaya

(Rp.)

2 Pemaparan Hasil penelitian 1 500.000 500.000

3 Laporan Pendahuluan 10 50.000 500.000

4 Laporan Akhir 10 100.000 1.000.000

Sub Total 2.000.000

TOTAL 7.500.000

Page 17: PROPOSAL PENELITIAN Perencanaan Sistem Kontrol Baku Mutu ... · Berdasarkan pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana system kontrol

17

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, S, Operasi dan Pemeliharaan IPAL, 2007

Agus S, Optimasi Activated Sludge Unit (ASU) dalam rangka pemenuhan Baku

Mutu Limbah Cair (BMLC), Pertamina (Persero).

Benefield Larry D, Biological Process Design for Wastewater Treatment, Prentice

Hall Inc, Englewood Cliffs.

Mudrack K & Kunst S, Biology of Sewage Treatment and Water Pollution Control,

Ellis Horwood Limited New York.

Ogata K, Modern Control Engineering, Fourth Edition, Prentice Hall, New Jersey,

2002.

Sugiharto, Dasar Dasar Pengolahan Air Limbah, UI Press Jakarta, 1987

Timoty J. Ross, Fuzzy Logic With Engineering Applications, McGraw-Hill, Inc,

1995

Wesley Eckenfelder, Industrial Water Pollution Control, Second Edition, McGraw-

Hill Book Company, Singapore, 1989.