Studi Evaluasi dan Efektifitas Instalasi Pengolahan Air Limbah pada Rumah Potong Hewan di Kabupaten Nganjuk

Transkripsi

1 Studi Evaluasi dan Efektifitas Instalasi Pengolahan ir Limbah pada Rumah Potong Hewan di Kabupaten Nganjuk Maya rtati Kirana¹, Riyanto Haribowo², Tri udi Prayogo² ¹Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas rawijaya ²Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas rawijaya Teknik Pengairan Universitas rawijaya-malang, JawaTimur, Indonesia Jalan MT. Haryono 167 Malang Indonesia STRK Studi ini membahas tentang faktor pencemar yang menyebabkan kualitas air limbah dari ouput IPL menjadi menurun dan mengetahui jumlah debit harus ditampung oleh IPL untuk kondisi 10 tahun selanjutnya. Evaluasi kualitas air limbah dilaksanakan menggunakan metode uji sampling dari inlet, outlet dan setiap bak pengolahan yang ada. Parameter-parameter kualitas air yang diuji adalah OD, COD, TSS, amonia, ph, minyak dan lemak.sedangkan analisa kapasitas tampungan direncanakan berdasarkan perhitungan debit keluaran dan proyeksi jumlah debit untuk 10 tahun kedepan. Kondisi eksisting IPL sekarang yaitu desain bak pemisah lemak dan bak lainnya belum memiliki plat penutup, bak pengendap awal dan pengendap akhir belum memiliki slope, kapasitas tampungan pada bak ekualisasi belum mencukupi dan suplai oksigen pada bak aerob masih belum kontinyu. Hasil evaluasi dari studi ini, pada bak pemisah lemak dilakukan penambahan plat penutup dengan tebal 0,05 m, bak ekualisasi ditambah waktu tinggal dari 1,5 jam menjadi 6 jam, bak pengendap awal dilakukan penambahan slope dengan kemiringan 0,02 m, bak anaerob dilakukan penambahan plat penutup setebal 0,05 m, bak aerob dengan merubah kapasitas suplai udara dan bak pengendap akhir dengan menambah waktu tinggal dari 1 jam menjadi 3 jam serta menambah slope dengan kemiringan 0,02 m. Kata kunci: IPL, Kualitas ir, Evaluasi, Kapasitas Tampungan STRCT The study discusses about pollutant factor that decreasing of the quality of wastewater in treatment plan s output and obtain the amount of discharge that collected by the wastewater treatment plan (WWTP)for 10 years prediction. Evaluation of waste water quality determined using sampling method in inlet, outlet, and other existing treatment tank. Water quality parameters which tested are OD, COD, TSS, monia, ph, Oil and Fat. Furthermore, the storage capacity analysis is planned based on the calculation of outflow and projected discharge for the next 10 years. The existing problem are; fatseparating tank uncovered, pre-settling tank and final settling tank have no slight slope, the capacity of equalization tank needs to be enlarged and oxygen supply in the aerob tank not continuous. s the result of this study; 0,05 m cover plate are added in fat-separating and anaerob tank, detention time in equalization tank is modified from 1,5 hours to 6 hours, 0,02 m slope is designed in pre-settling tank, air supply capacity is enlarge aerob tank, and 0,02 m slope is conduced in final-settling tank which is also improved by increasing detention time from 1 hours to 3 hours. Keywords: WWTP, Water Quality, Evaluation, Storage Capacity.

2 1. PENDHULUN Dewasa ini kebutuhan masyarakat terhadap produk industry semakin meningkat (termasuk produk industry peternakan khususnya pada produksi daging). Daging adalah salah satu produk industry peternakan yang dihasilkan dari usaha pemotongan hewan. Rumah Potong Hewan adalah suatu bangunan atau komplek bangunan dengan desain dan konstruksi khusus yang memenuhi persyaratan teknis dan higienis tertentu serta digunakan sebagai tempat pemotongan hewan. Selain menghasilkan produk yang bermanfaat bagi masyarakat, Rumah Potong Hewan juga memiliki dampak negative terhadap lingkungan sekitar yaitu air limbah yang dihasilkan oleh Rumah Potong Hewan tersebut. LimbahRumahPotongHewantergolonglimb ahorganik, yang berupadarah, feses, isi perut, rumen, lemak, danusus yang cukup tinggi. Kondisi Rumah Potong Hewan ini sudah dilengkapi dengan Instalasi Pengolahan ir Limbah (IPL), namun dapat dilihat limbah dari hasil pengolahan ini masih dalam keadaan kurang bersih. Hal ini dapat dilihat pada lampiran III mengenai beberapa hasil uji sampel dilaboratorium Perum Jasa Tirta I, bahwa baku mutu air limbah di Rumah Potong Hewan masih belum memenuhi bakumutu limbah Rumah Potong Hewan dengan 6 parameter yaitu (OD, COD, TSS, monia, Minyak & Lemak, ph yang sesuai dengan Peraturan Gubernur Jatim No 72 tahun Maka dari itu perlu adanya studi evaluasi pada IPL terutama pada setiap bak penampung dan system pengolahannya. Serta dengan adanya peningkatan permintaan jumlah daging yang setiap tahun terus meningkat, diharuskan Rumah Potong Hewan ini untuk meningkatkan juga jumlah pemotongan hewan setiap tahunnya. Dengan adanya peningkatan produksi tersebut, sehingga jumlah limbah yang dikeluarkan juga akan semakin meningkat pula. Oleh karena itu, perlu juga adanya analisa efektifitas penampungan debit pada IPL yang ada di Rumah Potong Hewan. Tujuan dari studi ini mengetahui faktor pencemar yang menyebabkan kualitas air limbah dari ouput IPL menjadi menurun dan mengetahui jumlah debit yang ditampung oleh bak di IPL dari pemotongan dengan adanya penambahan hewan ternak untuk 10 tahun kedepan. 2. METODOLOGI PENELITIN Lokasi yang dipilih untuk studi ini berada di Rumah Potong Hewan Nganjuk yang terletak di jalan Imam onjol No.09 Kelurahan Payaman Kecamatan Nganjuk Kabupaten Nganjuk. Peta lokasi sebagaimana pada gambar berikut. Gambar1. Lokasi RPH Nganjuk Sumber: Google Earth Rumah Potong Hewan memiliki denah Instalasi Pengolahan ir Limbah, sebagai berikut. Inlet Sapi Inlet Unggas 0,4m 0,75m Outlet Design Teknis Intalasi Pengolahan ir Limbah Rumah Potong Hewan Nganjuk Sebelum Evaluasi Gambar2. DenahIPL Rumah Potong Hewan Sumber: Dinas Peternakan Nganjuk 0,8m 3m Sungai Kuncir Kiri

3 Untuk mencapai tujuan yang diharapkan maka diperlukan suatu langkah pengerjaan secara sistematis. dapun langkah-langkah pengerjaan studi sebagai berikut: 1. Studi literatur. 2. Pengumpulan data-data. 3. Menghitung kadar setiap parameter dari hasil sampling air limbah. 4. Membandingkan hasil uji kualitas air dengan ketentuan baku mutu air limbah. 5. Memprediksikan jumlah hewan yang akan dipotong untuk 10 tahun kedepan 6. Memprediksikan jumlah debit yang akan ditampung masing-masing bak pada IPL. 3. HSIL DN PEMHSN Perhitungan Debit Hasil Pemotongan Debit pemotongan dari sapi dan unggas digunakan untuk menghitung jumlah air limbah yang akan ditampung IPL untuk 10 tahun kedepan. erikut rerata harian dan jam puncak debit yang keluar dari pemotongan sapi dan unggas. Tabel 1. Rerata dan jam puncak debit sapi Tanggal Jam Puncak RerataHaria n ,504 13, ,935 13, ,046 13, ,194 13, ,300 13, ,572 13, ,739 13,730 Sumber : Hasil Perhitungan Tabel 2. Rerata dan jam puncak debit unggas Tanggal Jam Puncak RerataHaria n ,918 4, ,805 4, ,748 4, ,777 4, ,812 4, ,717 4, ,806 4,334 Sumber : Hasil Perhitungan Prediksi Hewan Jumla sapi yang akan dipotong pada tahun 2016 yaitu ± 15 ekor per harinya. Sedangkan untuk jumlah unggas yang dipotong untuk tahun 2016 yaitu ± 50 kg. Dari pihak Dinas Peternakan kabupaten Nganjuk melakukan prediksi jumlah hewan per tahun. Dengan meningkatnya jumlah ternak yang dipotong, maka semakin besar pula jumlah debit yang dihasilkan untuk ditampung ke IPL nya. Prediksi jumlah debit dilakukan dengan melihat sedikit banyaknya jumlah hewan yang dipotong untuk 10 tahun kedepan. Tabel 3.Prediksi Debit daripemotongan Tahun debit per ekor (m 3 /ekor) jumlahternak (m 3 /hari) debit proyeksi (m 3 /hari) Sapi Unggas Sapi Unggas Sapi Unggas 0,876 0, Sumber : Hasil Perhitungan Evaluasi Per ak pada IPL Kualitas outlet dari IPL menunjukkan bahwa limbah yang keluar belum memenuhi baku mutu air limbah, hal ini dipicu oleh adanya kekurangan-kekurangan sistem dan desain bak yang tidak sesuai dengan kriteria perencanaan. Selain dari 14,892 2,174 16,644 2,657 18,396 3,140 20,148 3,623 21,900 4,106 23,652 4,589 25,404 5,072 27,156 5,555 28,908 6,038 30,660 6,521

4 kesalahan pada bak-bak pengolahan, hal ini juga disebabkan oleh adanya penambahan limbah unggas pada bak pengendap akhir yang hasil pengolahannya sudah memenuhi baku mutu air. a. ak Pemisah Lemak 0,4 m 0,4 m 0,4 m 0,4 m Ø : 11/2" 0,4 m 0,4 m 0,4 m 0,4 m 0,15 m ak Pemisah Lemak Tampak tas Pipa PVC : 4" Dinding Pemisah 1,50m Pipa Inlet : 4" 1,0 m Pipa Outlet : 4" Pipa PVC : 4" Dinding Pemisah ata dilapisi beton 1,0 m eton ertulang Tampak tas ak Pemisah Lemak 1,50m Potongan - Pipa PVC : 4" ata dilapisi beton 1,0 m eton ertulang ata dilapisi beton 1,10 m 1,10m eton ertulang ata dilapisi beton 1,10 m 1,10m eton ertulang Potongan - Potongan - Gambar 4.Desain barubak pemisah lemak b. ak Ekualisasi 0,75 m 2,1m Potongan - Gambar 3. Kondisi Eksisting ak Pemisah Lemak Kondisi eksisting bak pemisah lemak mampu menurunkan minyak & lemak sebesar 67,48%, sedangkan kriteria perencanaan menyebutkan minyak & lemak dapat diturunkan oleh bak pemisah lemak dengan efisiensi 80% (PPT, 2000). Faktor penyebab kurangnya efisiensi dari kinerja bak pemisah lemak yaitu dimana untuk desain bak ini tidak menggunakan system tertutup. Pada dasarnya lemak yang berasal dari hewan mengandung lemak jenuh yang dimana jika terkena udara akan menimbulkan ketengikan dan gumpalangumpalan dan mengendap (Winarno, F. 1973:45). Debit yang tertampung di bak4,4 m 3 /jam. Debit yang masuk2,5 m 3 / jam, hal ini menunjukkan bahwa debit yang ditampung lebih besar dari debit yang dikeluarkan oleh pemotongan, sehingga desain bak dengan dimensi sekarang masih mampu menampung debit prediksi untuk 10 tahun kedepan. Evaluasi bak ini hanya dengan menambahkan plat penutup pada bagian atas bak, seperti pada gambar berikut. 2,5 m 0,15 m Tampak tas ak Ekualisasi 1,7m eton ertulang Pompa Celup 0,75 m 2,1 m Potongan - 0,5 m 1,7 m eton ertulang 2,5 m Potongan - Gambar 5.Kondisi Eksisting ak Ekualisasi Fungsi bak ekualisasi yaitu menghomogenkan bahan organik dan mengatur fluktuasi debit. Dalam kriteria perencanaan bak ekualisasi menyebutkan waktu tinggal yang digunakan 4-10 jam, namun wakt tinggal pada keadaan dilapangan hanya 1,5 jam. Debit yang tertampung di bak2,3 m 3 / jam. Debit yang masuk2,5 m 3 / jam. Debit yang masuk > debit tertampung, sehingga perlu adanya penambahan desain. Serta penambahan waktu tinggal dimana setelah waktu tinggal yang dipilih yaitu 6 jam. Waktu tinggal yang dipilih : 6 jam Volume akekualisasi :Td (jam) x Q (jam) : 6 x 2,6: 15,6 m 3 Dimensi ak

5 2,0m 0,7m 0,71m Panjang : 4 m Lebar : 2 m Kedalaman : Volume aru : 17,6 m 3 erikut desain baru yang telah dilakukan evaluasi penambahan desain. 2,0m 2,1m Pada ketentuan perencanaan ditetapkan bahwa waktu tinggal yang digunakan 1,5-2,5 dan memiliki slope 0,001-0,002 m. Kapasitas tampungan bak ini masih mampu menampung debit yang keluar dari pemotongan. Debit yang tertampung di bak2,7m 3 /jam, Debit yang masuk2,5 m 3 / jam. Pipa PVC : 4" Ø : 1 1/2" 4,0 m Ø : 1 1/2" limbah dari bak ekualisasi Pipa PVC : 4" Ø 1 1/2" 1,7m Inlet dari pemisah lemak Tampak tas ak Ekualisasi Ø : 1 1/2" ata dilapisi beton eton ertulang 2,5 m Potongan - Tampak atas ak Pengendap wal limbah dari bak ekualisasi Ø : 1 1/2" 1,7m ata dilapisi beton eton ertulang 0,71m 2,0m Potongan - ata dilapisi beton 2,0 m Pasangan 1/2 ata 2,1 m 0,15 m Potongan - Submersible Pump eton ertulang Gambar 6. Desain baru bak ekualisasi c. ak Pengendap wal 1,7 m 0,5 m D Dinding Pemisah eton ertulang ata dilapisi beton Potongan - Gambar 8. Desain baru bak pengendap awal c. ak naerob- erob Tampak tas ak Pengendap wal 1,7m 0,71m 0,4m Pasangan 1/2 ata Potongan - eton ertulang C lower C 0,2m RUNG IOFILTER Media Sarang eton ertulang Tawon Dinding Pemisah Potongan - & C-C eton ertulang Potongan - Gambar 7. Kondisi eksisting bak pengendap awal ak pengendap awal berfungsi untuk mengendapkan atau menghilangkan kotoran padatan tersuspensi yang ada di dalam air limbah. Parameter yang terendapka dan dapat disisihkan disini yaitu TSS sebesar65% dan OD 35% (PPT, 2000). Setelah dilakukan pengujian kualitas air pada bak ini diperoleh efisiensi penurunan TSS (44%), OD (40%). eberapa faktor yang mempengaruhi kinerja bak pengendap awal yaitu waktu tinggal hanya 1 jam, desain bak tidak dilengkapi dengan slope. ak Pengendapan wal D Tampak tas ak naerob aerob 0,75m 0,1m 0,4m iofilter naerob Ruang iofilter lower iofilter erob Ruang iofilter ak Penampungan khir Media Sarang Tawon Media Sarang Tawon Pasangan 1/2 ata Pompa Sirkulasi Ruang erasi 3,5m Potongan D-D Gambar 9.Kondisi eksisting bak anerob aerob Di dalam proses pengolahan air limbah dengan system biofilter anaerob-aerob, reactor biofilter aerobic merupakan unit proses yang dipasang setelah proses biofilter anaerob. Pada zona biofilter ini memiliki dua ruangan yaitu yang kedua zona tersebut dipasang media sarang tawon 2,2m

6 untuk pengembangbiakan mikroba. Pada zona anaerob sistem kinerjanya yaitu tidak menggunakan tambahan udara, sehingga kondisi bak anaerob seharusnya dibuat secara tertutup. Di dalam zona aerob telah terpasang media sarang tawon dengan arah aliran dari atas kebawah sambil dihembus udara melalui diffuser dengan menggunakan blower udara. Namun, dilapangan pemasangan blower untuk proses ini tidak setiap saat digunakan, jika keadaan limbah sudah diperkirakan tidak baik (warna sudah pekat) maka blower akan digunakan, tetapi jika keadaan limbah masih dalam keadaan jernih, blower disimpan dan tidak dioperasikan. Tingkat penyisihan bahan organik oada kondisi anaerob yaitu untuk nilai OD 11%, sedangkan pada kondisi aerob 10%, hal ini disebabkan karena sistem operasi dan penggunaan desain yang tidak mengacu pada ketentuan perencanaan. Pada bak anaerob seharusnya bak ini menggunakan sistem tertutup sehingga tidak ada udara yang masuk, dan pada aerob seharusnya penambahan udara dilakukan secara kontinyu. erikut perhitungan pengoperasian blower udara untuk kondisi aerob. Kebutuhan oksigen : Kebutuhan oksigen didalam reactor sebanding dengan OD yang dihilangkan Kebutuhan oksigen : OD yang dihilangkan : 0,96 kg/hr Faktor keamanan ditetapkan ±2,0 untuk packing berupa plastic honey comb tube (Metcalf & Eddy, ) Kebutuhan oksigen teoritis: 2 x 0,96 kg/hr : 1,92 kg/hr Temperatur udara rata-rata : 28 o C erat udara pada suhu 28 o C : 1,1725kg/m 3 Diasumsikan jumlah oksigen didalam udara 23,18% Masa jenis udara dalam 28 o C PM ρa : R.T Keterangan : P : Tekananatmosfer : 1, N/m 2 M : MolUdara : 28,97 kg/kg-mol R: Konstanta gas : 8314 N.m/kg-mol.K Sehingga, ρa : (1, ^5 N/m^2) (8314 N.m/kg - mol.k) x (273,15 eton ertulang Tampak atas ak Pengendap akhir Potongan - 2,0m x (28,97 kg/kg - mol) Outlet Potongan - 30)K : 1,172 kg/m 3 Jadi, kebutuhanudarateoritis 1,92 kg/hr : 7,1 m 3 /hr 1,172 kg/m3 x 0,2318 gr O2/gr udara Kebutuhanudaraaktual Efisiensi blower udara yang dipakai di IPL Rumah Potong Hewan yaitu tipe rigid porous plastic tubes, single spriral roll yang mana efisiensi dari blower tersebut adalah 9-12% ((Metcalf & Eddy, ). efisiensi yang dipakai adalah 10%, maka: Kebutuhan udara aktual : jumlah kebutuhan udara teoritis Efisiensi blower (%) 7,1 : 0,1 : 71 m 3 /hr :50 liter/menit ak anaerob aerob memiliki volume yang sama karena keduanya memiliki persamaan dimensi. Volume8,2 m 3, Debit yang tertampung di bak2,7 m 3 / jam, Debit yang masuk2,5 m 3 / jam. Debit yang dapat ditampung > debit outlet pemotongan. d. ak Pengendap khir 2,0m eton ertulang Gambar 10.Kondisi eksisting bak pengendap akhir ak pengendapan akhir merupakan proses terakhir pada pengolahan IPL di RPH Nganjuk ini. ak pengendap akhir berfungsi untuk memisahkan atau mengendapkan kotoran padatan tersuspensi (TSS) yang ada di dalam air limbah agar air

7 2,0m olahan IPL menjadi jernih. Efisiensi pengendapan padatan tersuspensi (TSS) yaitu 85%, dan penghilangan kandungan COD dan OD yaitu 15% (PPT, 2002). Namun, setelah dilakukan ui kualitas air hasil dari pengolahan bak pengendap akhir didapat efisiensi pengurangan TSS (18%), OD (36%). Faktor dari kurangnya efisiensi pengurangan kadar TSS pada bak ini dikarenakan kurangnya waktu tinggal yang dibutuhkan di bak ini. Sedangkan untuk mengatasi sedimentasi pada bak ini juga belum sesuai dengan kriteria yang ditetapkan. Waktu tinggal yang dibutuhkan untuk mengendapkan TSS pada bak ini yaitu 2-5 jam. Oleh karena waktu tinggal sekarang masih kurang dari perencanaan maka perlu adanya penambahan waktu tinggal. Dengan adanya penambahan waktu tinggal, maka volume bak juga akan ditingkatkan. erikut desain baru bak pengendap akhir. dilakukan bersama sama. berikut desain saluran pembawa limbah unggas ke IPL. 5,49 m 0,2m 0,1m 0,07m 1,59m 1,59 m Tampak atas Saluran Limbah Unggas Potongan Memanjang Saluran Limbah Inlet Limbah Unggas 0,2m 0,1m 0,42m Tanah PVC 3" Pasir Potongan Melintang Saluran Limbah Gambar 12. Desain baru saluran pembawa limbah unggas Setelah dilakukan evaluasi pada IPL Rumah Potong Hewan Nganjuk, maka denah IPL setelah evaluasi akan mengalami perubahan dari sebelumnya. erikut denah IPL setelah adanya evaluasi. 2,1m 0,4m Tampak atas ak Pengendap akhir 1,7m 1,7m eton ertulang Potongan - 5,49 m Sungai Kuncir Kiri eton ertulang Potongan - Gambar 11. Desain baru bak pengendap akhir e. Pengalihan Sistem liran Limbah Unggas Pengolahan limbah unggas yang semula hanya diendapkan di bak pengendap dan langsung dibawa ke bak pengendap akhir dan langsung keluar bersama limbah sapi, hal ini salah satu faktor pemicu limbah keluaran dari IPL belum memenuhi baku mutu. Evaluasi ini mengubah sistem pengolahan limbah unggas dari yang sebelumnya hanya masuk ke bak pengendap saja, sekarang akan diubah ikut ke pengolahan pada IPL. dengan adanya kandungan bahan organik yang sama, maka pengolahan kedua limbah ini dapat 1,59 m Inlet Unggas Design Teknis Intalasi Pengolahan ir Limbah Rumah Potong Hewan Nganjuk Sesudah Evaluasi Gambar 12. Denah IPL Setelah Evaluasi 4. KESIMPULN DN SRN Kesimpulan Studi ini membahas mengenai faktor pencemar yang menyebabkan kualitas air limbah dari ouput IPL menjadi menurun dan mengetahui jumlah debit yang ditampung oleh bak di IPL dari pemotongan dengan adanya penambahan hewan ternak untuk 10 tahun kedepan. Saran 1. Seharusnya, setiap waktu dan setiap saat semua perlengkapan/sistem yang Outlet 3m

8 seharusny berjalan di pengolahan harus diaktifkan semua. Seperti contohnya, menyalakan blower pada bak aerasi, di bak pengendap awal harus dibuat ruang untuk pengendapan material-material yang terendapkan disana. 2. Dengan adanya perencanaan pengalihan system pengolahan limbah unggas, diharapkan akan segera diwujudkanny apembangunan saluran dan bak pengumpul guna pengalihan system pengolahan pada limbah unggas dengan bekerja sama dengan pemerintah. 3. Pemilik dari IPL Rumah Potong Hewan diharapkan untuk selalu mengecek kondisi dan system kinerja setidaknya sebulan sekali pada pengolahan limbah tersebut. DFTR PUSTK nonim Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 02 Tahun 2006 tentang aku Mutu ir Limbah agi Kegiatan Rumah Pemotongan Hewan, Jakarta : Kementerian Lingkungan Hidup. Metcalf, dan Eddy Wastewater Engineering Treatment and Reuse. Fourth Edition. International Edition. New York : McGraw-Hill Mark J. Hammer, Jr Water and Wastewater Technology. New Delhi: Prentice Hall. U.N. MHID Pencemaran ir dan Pemanfaatan Limbah Industri. Jakarta : CV. Rajawali. Tarigan, M.S, dan Edward Kandungan Total Zat Padat Tersuspensi (Total Suspended Solid) diperairan Raha, Sulawesi Tenggara. MKR SINS. VOL 7. NO Siregar, Sakti InstalasiPengolahan ir Limbah. Jakarta. Kanisius Soeparman,H.M&Suparmin.2002.Pembuan gan Tinja dan Limbah Cair.Jakarta: uku Kedokteran EGC Sugiharto Dasar-dasarPengelolaan ir Limbah. Jakarta : Universitas Indonesia Press.