BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Transkripsi

1 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Pengumpulan Data Kondisi Umum Instalasi Pengolahan Air Limbah Instalasi pengolahan air limbah (IPAL) yang ada di Central Park menggunakan sistem pengolahan air limbah Enviro RBC. Proses ini menggunakan proses Fixed Bed Reactor (pertumbuhan melekat) sistem Rotating Biological Contactor (RBC). RBC didesain untuk mengolah limbah sebesar 850 m 3 / hari yang berasal dari unit retail. Sekarang ini IPAL ini mengolah limbah sebanyak 1300 m 3 /hari. Metode penentuan stasiun pengambilan sampel air dilakukan dengan cara purposive sampling yaitu penentuan stasiun pengamatan dilakukan dengan memperhatikan berbagai pertimbangan kondisi dan keadaan tempat penelitian seperti kondisidominan pemanfatan Intalasi Pengolahan Air Limbah, aktivitas pada lokasi penelitian yang diduga berpengaruh terhadap kualitas air hasil pengolahan air limbah. 47

2 48 Teknik pengambilan sampel air untuk pengukuran parameter fisik, kimia dan mikrobiologi pada masing-masing tempat penelitian dengan cara mengambil di bagian kanan, tengah dan kiri bak penampungan air hasil pengolahan air limbah pada kedalaman 30 cm kemudian dicampur sehingga menjadi komposit sampel Pengambilan sampel juga dilakukan pada outlet yang terdekat dengan STP Tabel 4.1 Variable yang diukur, analisanya dan alat yang digunakan No Variabel Satuan Metode Analisis Peralatan 1 ph - Elektrode glass ph meter 2 BOD5 Mg/L Winkler Cod meter 3 COD Mg/L Winkler Cod meter 4 ammoniac NH3-n Mg/L Winkler Cod Meter 5 Minyak &Lemak Mg/L Gravimetri Timbangan Analitik Gambar 4.1 Alat pengukur PH Meter

3 49 Gambar 4.2 Alat pengukur COD/BOD Pengolahan limbah di Central Park melalui beberapa proses dengan tahapan sebagai berikut : 1. Pretreatment berlangsung di Grease Trap Khusus air limbah yang berasal dari kichen atau restoran dilakukan pretretment untuk memisahkan miyak dan lemak yang ada di air limbah. Keberadaan minyak serta lemak ini akan mengganggu kontak antara bakteri dengan oksigen sehingga pengolahan air akan menjadi tidak efektif. Untuk itu di dalam grease trap, minyak dan lemak harus diambil secara rutin. Air limbah yang telah bebas minyak dan lemak kemudian masuk ke dalam sistem primary clarifier. 2. Primary Clarifier Di dalam primary clarifier terjadi pemisahan padatan, pengendapan awal dan flotasi. Sebagian besar padatan akan mengendap pada dasar bak primary clarifier dan sebagian akan mengapung berupa skim.

4 50 3. Pengolahan secara Biologis pada RBC Air limbah yang keluar dari primary clarifier selanjutnya akan dilakukan pengolahan secara biologis pada ENVIRO RBC. Senyawa polutan diurai oleh mikroorganisme yang tumbuh pada media yang berupa piringan (disk) atau biasa disebut juga sebagai biomas. Secara bertahap air limbah masuk ENVIRO RBC yang terbagi dalam 3 zone. Lubang masuk limbah ke dalam tangki steel poligon yang terletak secara diagonal pada jarak terjauh dari limbah dari STP. Limbah mengalir dari zone 1 ke zone 2 dan zone 3 secara zigzag. Pengaliran limbah pada tangki polygon terjadi secara gravitasikarena pada zone 3 tinggi muka air akan lebih rendah dibanding zone 2 dan zone pertama. Pada masing-masing zona, limbah diolah oleh biomass yang tumbuh pada disk bank yang terdapat pada zona itu dan selanjutnya mengalir pada zona berikutnya. Secara bergantian biomass yang tumbuh pada ENVIRO RBC akan mengalami kontak dengan oksigen di udara bebas pada waktu berada di atas air, dan pada saat berikutnya mengalami kontak dengan air dan senyawa polutan. Pada saat tersebut oksigen ditransfer ke badan air pada zone tersebut. Pertumbuhan biomass tertinggi terjadi pada disk bank di zona 1 dan secara berangsur berkurang pada zona berikutnya. Pada. Secara fisik biasanya pada zona 1 pertumbuhan biomass tebal dan sering berbentuk filament. Pada zona berikutnya biomass yang terbentuk lebih tipis dan kompak. Warna biomass pada zona 1 biasanya berwarna coklat tua sampai hitam. Pada zona 2-3 biasanya akan berwarna coklat samapai coklat mudah atau kecoklatan.

5 51 Air limbah yang keluar dari zona 3 biasanya sudah cukup jernih, tidak mengandung bahan tersuspensi serta mempunyai BOD rendah. Kadar BOD biasanya kurang lebih 20 ppm. Pada zone ini sebagian air akan disirkulasi kembali ke Primary Clarifier. Adapun tujuan dari sirkulasi ini adalah memberikan kontak langsung dari air yang mengandung BOD rendah dan kandungan O 2 yang cukup tinggi dengan air limbah fresh (BOD tinggi dan O 2 rendah). 4. Final Clarifier Air hasil olahan yang dilakukan secara biologis pada tahap 3, sudah cukup jernih, tidak mengandung bahan tersuspensi dan mempunyai BOD yang rendah. Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan akhir untuk menurunkan padatan tersuspensi yang masih terikut dalam aliran. Air yang tertampung pada Final Clarifier ini sudah memenuhi baku mutu air limbah sehingga bisa dibuang ke dalam saluran air kotor atau diolah dan dimanfaatkan lebih lanjut. 5. Desinfectan Penambahan desinfectan dilakukan pada air limbah yang akan dibuang ke badan air adalah untuk membunuh mikroorganisme pathogen yang berada di dalam effluent STP sehingga tidak menggangu ataupun membahayakan pemakai air effluent selanjutnya. Air effluent ini dapat digunakan kembali sebagai air flushing toilet atau air siram tanaman dengan terlebih dahulu dilewatkan pada sand filter dan carbon filter.

6 52 Gambar 4.3 Process Flow Diagram STP dari Enviro RBC Data Laporan Harian Effluent Limbah Data harian effluent limbah pada unit STP merupakan record jumlah limbah serta beban limbah yang masuk serta hasil olahan yang keluar RBC. Hasil kualitas air limbahmerupakan indikator bahwa proses pengolahan limbah yang diproses pada RBC berjalan sesuai perancangan awalnya. Data harian ini juga dapat digunakan sebagai acuan terhadap penyimpangan pada sistem. Pada penelitian ini data yang digunakan adalah data dari bulan Maret sampai bulan Juni 2016 (sampel 3 bulan operasi). Adapun hasil pengolahan limbah dinyatakan pada tabel berikut : dilampiran 1, lampiran 2, lampiran Batas Baku Mutu Limbah Domestik Baku mutu air limbah domestik adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar dan atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam air limbah domestik yang akan dibuang atau dilepas ke air permukaan. Nilai baku mutu limbah domestik untuk wilayah DKI dinyatakan pada Tabel 4.2 di bawah ini.

7 53 Tabel 4.2 Baku Mutu Limbah Cair Domestik menurut Peraturan Gubernur DKI No 122 Tahun 2005 No. Parameter Satuan Kadar Maksimum 1. Ph Amoniak mg/l BOD mg/l COD mg/l Minyak & Lemak mg/l Pengolahan Data Dalam perkembangan peruntukkan tenant yang ada di Central Park mengalami perubahan yang signifikan disesuaikan dengan hasil pemasaran yang diminati konsumen. Desain awal STP yaitu diperuntukkan untuk mengolah limbah dengan debit 850 m 3 / hari kini menjadi hampir mencapai 1300 m 3 /hari. Hal ini berdampak pada beban limbah yang harus diolah pada unit STP mengalami kelebihan beban yang jauh menyimpang dari desain awalnya. Dalam pengolahan data mengunakan metode statistic dengan mengunakan Microsoft excel kemudian di analisa dengan mengunakan diagram pareto dan diagram sebab akibat untuk mengetahui penyimpangan yang terjadi Efisiensi Pengolahan Limbah dan Penyimpangan Baku Mutu Limbah Bulan Maret Hasil pengolahan data dari hasil rekaman laporan harian bulan Maret, dinyatakan pada tabel-tabel berikut. Lampiran 4 15

8 54 Tabel 4.3 Resume Efisiensi Rata-Rata Penghilangan Limbah di Bulan Maret 2016 No. Parameter Efisiensi Rata-Rata Penghilangan Limbah (%) 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase 66 Gambar 4.4 Efisiensi Penghilangan Limbah di Bulan Maret 2016 Tabel 4.4 Resume Rata-Rata Tingkat Penyimpangan Nilai Ambang Batas Limbah di Bulan Maret 2016 No. Parameter Tingkat Penyimpangan Nilai Ambang Batas (%) 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase 138 Gambar 4.5 Tingkat Penyimpangan Nilai Baku Mutu Limbah Keluar STP di Bulan Maret 2016

9 Efisiensi Pengolahan Limbah dan Penyimpangan Baku Mutu Limbah Bulan April Hasil pengolahan data dari hasil rekaman laporan harian bulan April dinyatakan pada tabel-tabel berikut. Tabel 4.5 Resume Efisiensi Rata-Rata Penghilangan Limbah di Bulan April 2016 No. Parameter Efisiensi Rata-Rata Penghilangan Limbah (%) 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase 64 Gambar 4.6 Efisiensi Penghilangan Limbah di Bulan April 2016 Tabel 4.6 Resume Rata-Rata Tingkat Penyimpangan Nilai Ambang Batas Limbah di Bulan April 2016 No. Parameter Tingkat Penyimpangan Nilai Ambang Batas (%) 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase 144

10 56 Gambar 4.7 Tingkat Penyimpangan Nilai Baku Mutu Limbah Keluar STP di Bulan April Efisiensi Pengolahan Limbah dan Penyimpangan Baku Mutu Limbah Bulan Mei Hasil pengolahan data dari hasil rekaman laporan harian bulan Mei dinyatakan pada tabel-tabel berikut. Tabel 4.7 Resume Efisiensi Rata-Rata Penghilangan Limbah di Bulan Mei 2016 No. Parameter Efisiensi Rata-Rata Penghilangan Limbah (%) 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase 67 Gambar 4.8 Efisiensi Penghilangan Limbah di Bulan Mei 2016

11 57 Tabel 4.8 Resume Rata-Rata Tingkat Penyimpangan Nilai Baku Mutu Limbah di Bulan Mei 2016 No. Parameter Tingkat Penyimpangan Nilai Baku Mutu (%) 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase 135 Gambar 4.9 Tingkat Penyimpangan Nilai Baku Mutu Limbah Keluar STP di Bulan Mei Rata-rata Tingkat Efisiensi Pengolahan Limbah dan Penyimpangan Baku Mutu Limbah Sistem STP Tingkat efisiensi hasil pengolahan limbah dan penyimpangan baku mutu limbah untuk setiap parameternya dapat dilihat dari rata-ratanya pada tabel-tabel berikut.

12 58 Tabel 4.9 Tingkat Efisiensi Hasil Pengolahan Limbah pada STP No. Parameter Tingkat Penghilangan Limbah (%) Maret April Mei Rata-rata 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase Tabel 4.10 Tingkat Penyimpangan dari Baku Mutu Limbah pada STP No. Parameter Tingkat Penyimpangan Baku Mutu (%) Maret April Mei Rata-rata 1. Amoniak BOD COD Oil & Grase Diagram Pareto Tingkat Penyimpangan Baku Mutu Limbah pada Sistem STP Diagram Pareto adalah grafik batang yang menunjukan masalah berdasarkan urutan banyaknya kejadian. Kegunaan diagram pareto menurut Gasperz (1998) adalah untuk menentukan frekuensi relatif dari urutan pentingnya masalah-masalah atau penyebab-penyebab dari masalah yang ada dan memfokuskan perhatian pada isu-isu kritis dan penting melalui pembuatan ranking terhadap masalah-masalah atau penyebab-penyebab dari masalah itu dalam bentuk yang signifikan.

13 59 Pada data Tabel 4.24 yaitu tingkat penyimpangan parameter limbah dari nilai baku mutu standarnya selanjutnya kita urutkan nilainya dari yang tertinggi ke yang paling rendah. Data untuk pembuatan diagram pareto selanjutnya dibuatkan pada Tabel 4.25 berikut. Tabel 4.11 Rangking Penyimpangan Parameter Limbah dari Nilai Maksimum Baku Mutu Standar Tiap Parameternya No. Parameter Tingkat Penyimpangan dari Baku Mutu Prosentase 1. Amoniak % 2. Oil & Grase % 3. COD % 4. BOD 43 10% Gambar 4.10 Diagram Pareto Penyimpangan Nilai Baku Mutu Limbah Diagram Sebab Akibat Diagram sebab-akibat adalah suatu diagram yang menunjukan hubungan antara sebab dan akibat. Diagram sebab-akibat dipergunakan untuk menunjukan faktor-faktor penyebab (sebab) dan karakteristik kualitas (akibat) yang disebabkan oleh faktor-faktor penyebab itu.

14 60 RBC METODE ASUPAN LIMBAH Beban melebihi kapasitas desain Kurangnya waktu tinggal limbah Kurangnya kandungan oksigen Kesalahan program pada peralatan Tiingginya kandungan bahan organik Tingginya kandungan minyak dan lemak Baku mutu limbah tidak sesuai Skill tidak memadai MANUSIA Sikap jelek Kurang teliti LINGKUNGAN Suhu udara panas Asupan oksigen yang terbatas Gambar 4.11 Diagram Sebab- Akibat Terjadi Disperi Baku Mutu Limbah Hasil Braintstroming Penyimpangan Baku Mutu Limbah Permasalahan penyimpangan baku mutu limbah yang terjadi secara spesifik untuk masing-masing parameternya menunjukkan penyimpangan yang signifikan. Hal ini karena debit limbah yang sudah jauh melebih kapasitas awal (dari 850 m 3 /hari menjadi 1300 m 3 /hari). Oleh kareana itu pihak manajemen membentuk tim untuk menangani permasalahan tersebut. Hasil pertemuan Tim dan pihak Badan Pengolah Lingkungan Hidup Daerah (BPLHD) memberikan rumusan solusi sebagai berikut : 1. Harus dilakukan perbaikan sistem pengolahan limbah RBC secara menyeluruh. 2. Perlu penambahan volume grease trap. 3. Perlu penambahan disc pada RBC. 4. Memperbaiki neraca air. 5. Melakukan sampling ulang untuk inlet serta outlet setelah memperbaiki IPAL.

15 61 6. Ijin pembuangan air limbah akan disetujui jika semua parameter telah memenuhi baku mutu. Hasil braintstroming di atas dapat disimpulkan bahwa sistem IPAL pada STP Cetral Park harus dilakukan perbaikan desain Desain Ulang RBC Debit limbah yang ada sekarang sekitar 1300 m 3 /hari. Untuk melakukan perbaikan desain harus dilakukan antisipasi penambahan jumlah limbah yang diolah, maka desain baru didesain untuk mengolah limbah sampai 1600 m 3 /hari (sekitar excess 20 % dari debit limbah). Assumsi debit limbah 1600 m 3 /hari juga disesuaikan dengan spesifikasi ENVIRO RBC yang ada yaitu type RBC Assumsi yang digunakan untuk desain ulang adalah sebagai berikut : Debit limbah yang akan diolah adalah 1600 m 3 /hari dengan kandungan ammonia rata-rata 60 mg/l, RBC akan menghilangkan ammonia nitrogen (Total Ammonia Nitrogen/TAN) sebanyak 0,75 g TAN/m 2. hari (Miller dan Libey, 1985) Luas Permukaan Media RBC Ammonia yang dihasilkan dari limbah per hari adalah : Produksi ammonia = Volume limbah x Kandungan ammonia = 1600 m 3 /hari x 60 mg/l = 96 kg/hari

16 62 Luas permukaan media RBC yang dibutuhkan dihitung dengan formulasi sebagai berikut : Luas Permukaan Media = = = m Modul RBC Media RBC umumnya dibuat dari bahan plastik atau bahan polimer yang ringan seperti poly vinyl clorida (PVC), polypropylene (PP), polyethyle (PE). poly styrene dan lainnya. Media RBC dirakit dalam sebuah bentuk modul dalam berbagai type. Bentuk yang sering digunakan adalah type bergelombang, plat cekung-cembung ataupun plat datar. Gambar 4.12 Bentuk Modul Media RBC Assumsi diameter plat (disk) yang diproduksi secara komersial dipilih ukuran Φ 3 m, maka jumlah plat (disk) yang diperlukan adalah :

17 63 Luas area plat = π (jari-jari) 2 ( 2 sisi plat) = π (1,5) 2 (2) = 14,2 m 2 Maka jumlah plat yang dibutuhkan adalah : Jumlah plat = Luas Media RBC / Luas Plat = m 2 / 14.2 m 2 = 9014 plat Volume RBC Assumsi jarak antar plat/disk adalah 1 cm dan ketebalam plat 1 mm, maka panjang RBC dapat dihitung sebagai berikut : Panjang RBC = (Jumlah plat) (Tebal+Jarak Plat) = (9014) (1,1) cm = 9916 cm = 99,16 m Volume RBC = π (jari-jari) 2 ( Panjang RBC) = π (1,5) 2 (99,16) = 704 m 3 Menurut Easter (1992) volume tangki RBC direkomendasikan sebesar 2,14 kali volume RBC, maka volume tangki RBC 1507 m 3. Volume tangki RBC memiliki volume hampir 2 kali volume awal (756 m 3 ) Kecepatan Putaran Disk Kecepatan putaran disk didasarkan pada kecepatan peripheral disk yaitu 0,3 m/detik. Maka kecepatan putaran disk adalah:

18 64 RPM RBC = = 1,91 RPM Desain Grease Trap Desain grease trap menurut EPA (Environmental Protection Agency) Design Manual, didasarkan pada jumlah tempat duduk yang ada di tenantt resto. Data jumlah tenantt serta banyaknya tempat duduk disarikan pada Tabel 4.25 berikut. Tabel 4.12 Jumlah Tenant dan Banyak Tempat Duduk No Posisi Lantai Jumlah Tenant Jumlah Tempat Duduk 1 Lt. LG Lt. LGF Lt. UG Lt Lt Lt Lt Jumlah Total Volume Grease Trap = (D) x (GL) x (ST) x (HR/12) x (LF) Dimana : D = Jumlah tempat duduk. GL = Jumlah limbah per tempat duduk, normal 5 gallon. ST = Storage capacity factor. nilainya 1,7. HR = Jumlah jam buka. LF = Loading factor. nilainya 1,25.

19 65 Maka volume grase trap adalah ; Volume Grease Trap = (D) x (GL) x (ST) x (HR/2) x (LF) = x 5 x 1,7 x 10/12 x 1,25 = gallon. = liter. (1 gallon US = 3,785 liter) = 120,144 m 3.