IPAL SKALA RUMAH TANGGA

Teknologi Pengelolaan Air LimbahDengan Sistem Setempat(On-Site System)Sistem IndividualTangki Septik Sistem Terpisah dengan Bidang PeresapanOleh :Bambang Supriatna F111 13 249Rahmat Syarif F111 13 252S1 Teknik Sipil UNTADPada saat ini mayoritas penduduk Indonesia, baik di perkotaan maupun di pedesaaan, masih menggunakan sistem pengolahan air limbah sistem setempat (on-site treatment) yang adalah fasilitas sanitasi yang berada didalam daerah persil (batas tanah yang dimiliki), berupa tangki septik, cubluk dan MCK. Pengolahan ini dipilih karena pengolahan air limbah sistem terpusat (off-site treatment) masih belum banyak tersedia di Indonesia.PENDAHULUAN

On-Site TreatmentOff-Site TreatmentSelain itu, sistem setempat (on-site system) juga tidak memerlukan biaya yang besar jika dibandingkan dengan sistem terpusat (off-site system). Karena lebih sederhana baik biaya pembangunan maupun operasional masih dapat ditanggung oleh para pemakainya, sehingga mudah diterima dan dimanfaatkan oleh masyarakat baik secara individual (keluarga) ataupun sekelompok masyarakat (komunal).

Berdasarkan pengguna fasilitas/sarana, teknologi/sistem dalam pengolahan air limbah terbagi 2 :Pengolahan Air Limbah Domestik Individual :tangki septik, cublukPengolahan Air Limbah Domestik Komunal :MCKDalam presentasi ini konsentrasi kami pada Sistem pengolahan air limbah sistem setempat (on-site) domestik individual.Pengolahan individual adalah pengolahan air limbah domestik yang dilakukan secara sendiri-sendiri pada masing-masing rumah terhadap air limbah yang dihasilkan, dengan diagram sistem penanganannya sebagai berikut:Pengolahan IndividualDapur (cucian)Kamar MandiAir Kotor (WC)Lemak (busa)LemakBahan organikBak kontrolBak KontrolSeptik tankBidang ResapanBangunan pengolahan air limbah domestik yang dilakukan secara individual terdiri atas :TANGKI SEPTIKBANGUNAN PERESAPANTangki Septik merupakan bangunan yang berfungsi sebagai penampung air kotor/tinja yang merupakan bahan organic, langsung dari WC atau Urinoir. Proses yang terjadi di dalam tangki septik tersebut adalah proses pembusukan / penguraian /perombakan bahan organik oleh mikro organisme yang memerlukan waktu minimum 3 hari. Proses tersebut meliputi:(i) aerobik(ii) anaerobicA. TANGKI SEPTIKTangki Septik Berdasarkan SNI 03 2398-2002Suatu ruangan yang berfungsi, menampung & mengolah air limbah Rumahtangga dengan kecepatan alir yang lambat, sehingga memberi kesempatan untuk terjadi pengendapan terhadap suspensi benda-benda padat & kesempatan untuk penguraian bahan-bahan organik oleh jasad anaerobik membentuk bahan-bahan larut air & gas.

Berdasarkan jenis air limbah yang masuk ke dalamnya, Tangki Septik terbagi 2 (dua), yaitu :

Tangki septik dengan sistem tercampur, yang menerima air limbah lumpur tinja dari kakus (black water) dan air limbah dari sisa mandi, mencuci ataupun kegiatan rumah tangga lainnya (grey water).

Tangki septik dengan sistem terpisah, yang hanya menerima lumpur tinja dari kakus saja (black water).

Jenis air limbah yang masuk akan menentukan dimensi tangki septik yang akan digunakan terkait dengan waktu detensi dan dimensi ruang-ruang (zona) yang berada di dalam tangki septikDalam presentasi ini konsentrasi kami pada Tangki septik dengan sistem terpisah.KLASIFIKASI AIR LIMBAH DOMESTIKLimbah Cair Rumah TanggaBerdasarkan karakteristikBlackwater (20%)Grey Water (80%) Berdasarkan sumbernyaToilet, WCBuangan dapur, tempat cuci, kamar mandiGOT/SALURAN DRAINASESEPTIC TANK/CUBLUKPadatan (black water) dan cairan (grey water) memerlukan dan harus diolah lebih lanjut karena banyak mengandung bibit penyakit atau bakteri patogen yang berasal dari kotoran (feces) manusia. Jika tidak diolah, maka dikhawatirkan air limbah dapat menularkan penyakit kepada manusia terutama melalui air (waterborne disease). Proses pengolahan air limbah domestik secara anaerobik di dalam tangki septik, dapat memisahkan padatan dan cairan di dalam air limbah. Cairan yang terolah akan keluar dari tangki septik sebagai efluen dan gas yang terbentuk akan dilepas melalui pipa ventilasi. Sementara lumpur yang telah matang (stabil) akan mengendap didasar tangki dan harus dikuras secara berkala setiap 2-5 tahun bergantung pada kondisi. Efluen dari tangki septik masih memerlukan pengolahan lebih lanjut karena masih tingginya kadar organik didalamnya. Berdasarkan jenis pengolahan lanjutannya untuk efluennya, tangki septik dibedakan menjadi :TANGKI SEPTIK dengan BIDANG RESAPANTANGKI SEPTIK dengan EVAPOTRANSPIRASITANGKI SEPTIK menggunakan FILTERTANGKI SEPTIK dialirkan pada SMALL BORE SEWERAGEDalam presentasi ini konsentrasi kami pada Tangki septik dengan Bidang Resapan.Perencanaan Tangki Septik (Sistem Terpisah)Bentuk tangki septik tidak berpengaruh banyak terhadap efisiensi degradasi material organik yang berlangsung didalamnya. Karenanya dapat digunakan tangki septik silinder ataupun persegi panjang. Silinder biasanya digunakan untuk pengolahan lumpur tinja kapasitas kecil dengan diameter min. 1,2 m dan tinggi 1,5 m (termasuk ambang batas) yang diperuntukkan untuk 1 KK.Secara umum, tangki septik dengan bentuk persegi panjang mengikuti kriteria disain yang mengacu pada SNI 03-2398-2002 -- tata cara perencanaan tangki septik dan sistem resapan yang memuat istilah, definisi, dan persyaratan yang berlaku bagi pembuangan air limbah rumah tangga untuk daerah air tanah rendah dan jumlah pemakai max. 10KK atau 50jiwa -- : Perbandingan panjang dan lebar adalah (2-3) : 1 Lebar tangki min. 0,75m Panjang tangki min. 1,5m Tinggi tangki min. 1,5m (tinggi air dalam tangki + tinggi ruang bebas/ free board 0,3m)1. Konstruksi Tangki Septiko Kedalaman minimum, h = 1,50m (termasuk ambang batas 0,3m)o Panjang minimum, l = 1,50 mo Lebar minimu, b = 0,75 mo Perbandingan panjang (l) : lebar (b) = 3 : 1 2 : 1

Bila panjang tangki lebih besar dari 2,4 m atau volume tangki lebih besar dari 5,6 m3, maka interior tangki dibagi menjadi 2 (dua) kompartemen yaitu kompartemen inlet dan kompartemen outlet.Beberapa ketentuan yang harus diperhatikan dalam perencanaan Tangki Septik:Dimensi Tangki Septik ditentukan berdasarkan jumlah pemakai yang akanmembebani Tangki Septik. Jumlah Pemakai max. 10 KK (1 KK=5 jiwa)Jumlah air kotor per kapita dapat digunakan dalam 1 hari sebesar 25 lt/orang.Waktu tinggal di dalam Tangki Septik, T minimum = 3 hariTerbuat dari bahan bangunan yang tahan terhadap asam, juga kedap airPipa penyalur air limbah harus dari bahan kedap air, kemiringan 2%, min. 4Belokan pipa > 45 dipasang clean out atau pengontrol pipaPipa inlet dan outlet dapat berupa sambungan T, tinggi outlet harus lebih rendah 5-10cm dari inlet.Lantai septic tank perlu dibuat miring kearah ruang lumpurPipa ventilasi 2, tinggi dari MT min. 25cm, untuk membuang gas hasil penguraianDibuat lubang pemeriksa untuk keperluan pengurasan dan keperluan lainnyaJarak tangki septik dan bidang resapan ke banguan 1,5m, ke sumur air bersih 10m, dan sumur resapan air hujan 5mPenutup tangki septik yang terbenam ke dalam tanah maksimum sedalam 0,4m

Gambar. Pendimensian Tangki Septik Sumber SNI 03-2398-2002

Gambar. Pendimensian Tangki Septik Sumber SNI 03-2398-2002Keterangan : 1) Lubang pemeriksaan; 2) Pipa udara (ventilasi); 3) Ruang bebas air; 4) Ruang jernih; 5) Kerak buih; 6) LumpurKesalahan dalam Perancangan Tangki Septik

Penempatan Pipa Outlet Sejajar Pipa Inlet

Penempatan Pipa Inlet sejajar Pipa Outlet

Pipa Inlet Lebih Rendah Dari Outlet

Bagian Dasar Tangki Rata2. Material Tangki SeptikPerlu diingat bahwa tangki septik harus dibuat kedap agar cairan yang berasal dari lumpur tinja tidak merembes keluar dari tangki sehingga berpotensi mencemari tanah dan air tanah di sekitarnya.Persyaratan teknis meliputi bahan bangunan harus kuat, tahan terhadap asam dan kedap air; bahan bangunan dapat dipilih untuk bangunan dasar. Penutup dan pipa penyalur air limbah adalah batu kali, bata merah, batako, beton bertulang, beton tanpa tulang, PVC, keramik, plat besi, plastik dan besi.3. Kapasitas Tangki SeptikDimensi Tangki Septik ditentukan berdasarkan jumlah pemakai yang akan membebani Tangki Septik.Penentuan dimensi tangki septik dapat dilakukan dengan 2 (dua) :PerhitunganTabel SNI 03-2398-2002Debit air limbah rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:Qrata-rata = (q x p) / 1.000 ..(1)Besarnya laju timbulan air limbah bergantung pada jenis air limbah yang akan diolah. Besarnya laju timbulan air limbah (q) bila tangki septik hanya menerima dari kakus saja (sistem terpisah) maka q adalah merupakan gabungan dari limbah tinja dan air penggelontoran yang besarnya antara (5-40) liter/orang/hari (Bintek, 2011):Dimana:Qrata-rata : debit/kapasitas rata-rata air limbah yang akan diolah tangki septik (m3/hari)q: laju timbulan air limbah (liter/orang/hari)p : jumlah pemakai (orang)PERHITUNGANWaktu detensi (Td) dibutuhkan agar padatan yang terkandung di dalam air limbah dapat terpisah dan mengendap pada dasar tangki septik. Waktu detensi min. untuk tangki septik dengan sistem terpisah:Dimana:Td : waktu detensi minimum (hari)q : laju timbulan air limbah (liter/orang/hari)p : jumlah pemakai (orang)Td = 2,5 0,3 log (p-q) 5 hari (2)Bila rencana lokasi pembangunan tangki septik berada relatif dekat dengan sumur atau sumber air dan tidak memungkinkan untuk menempatkan tangki septik lebih jauh lagi, maka waktu detensi yang digunakan sebaiknya 3 (tiga) hari. Waktu detensi ini digunakan dengan asumsi bahwa mikroba patogen akan mati bila berada di luar usus manusia selama 3 (tiga) hari.Di dalam tangki septik akan terbagi beberapa zona mengikuti proses degradasi yang terjadi. Zona Buih (scum) dan Gas untuk membantu mempertahankan kondisi anaerobik di bawah permukaan air limbah yang akan diolah. Zona ini disediakan setinggi (25-30) cm atau 20% dari kedalaman tangki. Zona Pengendapan sebagai tempat proses pengendapan padatan mudah mengendap (settleable). Volume zona pengendapan (Vpengendapan) ditentukan dengan persamaan:Vpengendapan = Qrata-rata x Td 37,5 cm .(4)Dimana:Qrata-rata : Debit air limbah rata-rata yang akan diolah (m/hari)Td : waktu detensi (hari)

Zona stabilisasi adalah zona yang disediakan untuk proses stabilisasi lumpur yang baru mengendap melalui proses pencernaan secara anaerobik (anaerobic digestion). Volume zona ini ditentukan berdasarkan kecepatan stabilisasi lumpur dan jumlah pemakai tangki septik. Volume zona stabilisasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5) yaitu:Vstabilisasi : Rs x p (5)Dimana:Rs : kecepatan stabilisasi = 0,0425 m/orangp : jumlah pemakai (orang)Vlumpur = Rlumpur x N x P ...(6)Dimana:Rlumpur: kecepatan akumulasi lumpur matang = (0,03-0,04) m3/orang/tahunN : frekuensi pengurasan (2-3) tahunp : jumlah pemakai (orang) Zona lumpur merupakan zona tempat terakumulasinya lumpur yang lebih stabil dan harus dikuras secara berkala. Volume zona lumpur bergantung pada kecepatan akumulasi lumpur, periode pengurasan dan jumlah pemakai tangki septik. Volume zona (V lumpur) ini dapat diketahui dengan persamaa sebagai berikut:Tabel SNI 03-2398-2002No.Jumlah Pemakai (KK)Zona Basah (m)Zona Lumpur (m)Zona Ambang Bebas(m)VolumeTotal(m)Dimensi Tangki SeptikPanjang (m)Lebar(m)Tinggi(m)120,40,900,31,600,81,31,0230,61,350,52,451,01,41,8340,81,800,63,201,01,52,1451,02,600,94,501,21,62,45102,05,251,58,701,61,73,2Tabel 1. Dimensi Tangki Septik Terpisah, Frekuensi Pengurasan 3 TahunSumber: SNI 03-2398-20021 KK = 5 jiwaB. BIDANG RESAPANBidang resapan merupakan unit yang disediakan untuk meresapkan air limbah ke dalam tanah, yang telah terolah atau terpisahkan padatannya (effluent) dari tangki septik. namun, masih mengandung bahan organik dan mikroba pathogenDengan adanya bidang resapan ini, diharapkan air olahan dapat meresap ke dalam tanah sebagai proses filtrasi dengan media tanah ataupun jenis media lainnya Terdapat 2 (dua) jenis bidang resapan yang dapat diaplikasikan bersama dengan tangki septik :Saluran PeresapanSumur Resapana. Tangki Septik Dengan SALURAN PERESAPAN Effluent dari tangki septik dialirkan secara gravitasi ke saluran peresapan. Saluran peresapan cocok digunakan pada lahan yang memiliki karakteristik :Kapasitas perkolasi tanah berkisar antara (0,5-24) menit/cm dan optimum 8 mnt/cmKetinggian muka air tanah min. 0,60m di bawah dasar rencana saluran peresap atau (1-2)m di bawah muka tanahAreal lahan harus tersedia cukup luas. Jarak horizontal dari sumber air (seperti sumur) 10mUkuran efektif butiran tanah maksimum 0,13mm

Untuk merencanakan dimensi Saluran Peresapan digunakan rumus :Q = A . DA = b . lD = v . pQ = b . l . DL = Q / (b . D)Dimana :A=luas bidang resapan (m)v=kecepatan meresap (m/hari)p=prosentase pori (%)L=panjang resapan = panjang pipa peresapan (m)Q=debit air kotor (m/hari)b=lebar peresapan (m), lebar efektif = 40 hingga 50 cmD=daya resap tanah (m/hari)Saluran Resapan

b. Tangki Septik Dengan SUMUR PERESAPAN Sumur resapan memiliki fungsi yang sama dengan saluran peresap dan terkadang dipasang secara seri pada ujung saluran peresap. Konstruksi sumur peresap cocok diterapkan untuk daerah dengan karaketristik :Kondisi tanah yang pada bagian permukaannya kedap air sedangkan pada bagian tengahnya tidak kedap air (porous) Kapasitas perkolasi tanah sebesar (3-12)mnt/cm. Sumur peresapan juga tepat untuk lokasi dengan lahan yang terbatasMuka air tanah yang dalam > 2,5m dari MT. Jarak MAT min. 0,6m namun disarankan >1,2m di bawah dasar konstruksi sumur peresapanTidak membutuhkan Areal yang luasUntuk merencanakan dimensi Peresapan Sumuran digunakan rumus :Q = A . DL = Q / (b . D)Dimana :A=luas bidang resapan (m)d=diameter sumur resapan (m)h=tinggi peresapan, ditentukan berdasarkan tinggi muka air tanah (m)L=panjang resapan = panjang pipa peresapan (m)Q=debit air kotor (m/hari)D=daya resap tanah (m/hari)Sumur Resapan