BAB III TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 PENDAHULUAN Semakin banyak pertumbuhan penduduk di Indonesia yang pesat khususnya di kotakota besar telah mendorong peningkatan jumlah air limbah domestik (Supradata, 2005). Pada tahun 2013 jumlah penduduk di kota X mencapai jiwa dan menghasilkan timbulan air limbah domestik sebanyak m3/hari. Penanganan air limbah domestic oleh pemerinta kota adalah dengan membangun instalasi pengolahan air limbah (IPAL) X. IPAL X berfungsi untuk mengelolah air limbah rumah tangga dari kota X yang bertujuan untuk menurunkan tingkat pencemaran sungai-sungai di kota X dan disampin itu juga membantu mengurangi beban pencemaran yang masuk ke sungai. Jenis buangan rumah tangga yang di olah pada IPAL X adalah air limbah yang berasal dari kamar mandi, dapur dan pencucian. Salah satu konsekuensi dari ledakan jumlah penduduk adalah semakin besarnya volume air limbah domestik yang harus diolah dan dibuang ke badan air. Air limbah, terutama yang mengandung ekskreta manusia dapat mengandung patogen yang berbahaya dan oleh karena itu harus dikelola dan diolah dengan baik (Feacham et al., 1983). Kurangnya pengelolaan dan pembuangan air limbah yang memadai dapat menyebabkan morbiditas dan angka kematian yang tinggi. Menurut WHO (2005), sekitar 3 milyar orang tidak memiliki akses terhadap sanitasi yang memadai dan sekitar lima juta orang meninggal setiap tahun karena kurangnya sanitasi yang memadai. Sebagian besar orang-orang ini hidup di negara berkembang. Di banyak negara berkembang seperti di Indonesia, karena keterbatasan dana dan kompetisi dengan sektor pembangunan yang lain, pengelolaan air limbah biasanya menempati prioritas yang rendah. Kalaupun ada usaha pengelolaan air limbah, karena kurangnya dasar pengetahuan dan penguasaan teknologi, banyak negara berkembang 15

2 16 yang mengelola air limbahnya dengan meniru konsep dan teknologi pengelolaan air limbah dari negara maju. (Veenstra, 2000). Pengelolaan kualitas air merupakan salah satu prioritas dalam pengelolaan lingkungan di Indonesia. Air mempunyai karakteristik fisik dan kimiawi yang sangat mempengaruhi kehidupan organisme di dalamnya. Apabila terjadi perubahan kualitas perairan, terutama oleh bahan pencemaran lingkungan, maka keseimbangan hidup organisme yang ada di perairan tersebut bahkan kehidupan manusia pada khususnya dapat terganggu. Berdasarkan permasalahan itulah, pemerintah mulai serius mencanangkan program untuk mengelola air limbah, yakni dengan membentuk unit pengelola air limbah atau yang disebut Waste Water Treatment Plant (WWTP). Dalam penanganan pembuangan air limbah yang ada saat ini yaitu dengan membuang air limbah domestik langsung ke saluran drainase tanpa pengolahan terlebih dahulu. Untuk mencapai sanitasi yang lebih baik dan lengkap, maka diperlukan perencanaan untuk membangun Waste Water Treatment Plant (WWTP) untuk melayani penyaluran air limbah domestik di kota-kota besar di Indonesia. 3.2 PENGERTIAN LIMBAH DAN MACAMNYA Sanitasi Sanitasi adalah usaha kesehatan masyarakat yang menitikberatkan kepada pengawasan terhadap berbagai faktor lingkungan yang mempengaruhi derajat kesehatan manusia, jadi lebih mengutamakan usaha pencegahan terhadap berbagai faktor lingkungan sedemikian rupa munculnya penyakit dapat dihindari. Usaha sanitasi berarti suatu usaha untuk menurunkan jumlah bibit penyakit yang terdapat dalam bahan-bahan pada lingkungan fisik manusia sedemikian rupa sehingga derajat kesehatan manusia dapat terpelihara (Daryanto,2004) Limbah Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik ( rumah tangga, yang lebih dikenal sebagai sampah), yang

3 17 kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memilki nilai ekonomis. Sistem pengelolaan air limbah ada dua macam sistem yaitu sistem pembuangan air limbah setempat ( 0n site system) dan pembuangan terpusat (off site system) (Kodoati : 2008). 3.3 SISTEM WASTE WATER TREATMENT (WWTP) Sistem pengolahan limbah merupakan sebuah proses yang mengolah air buangan yang sudah tidak bisa dipakai lagi (disebut limbah ) untuk dapat dikembalikan ke siklus air di lingkungan sekitar sehingga dapat digunakan kembali sebagai air baku. Jika limbah yang diolah dapat langsung digunakan sebagai air bersih disebut reklamasi air (water reclamation). Pengolahan yang digunakan meliputi beberapa metode dalam sebuah infrastruktur sistem yang terintegrasi yang disebut Instalasi Pengolahan Air Limbah (waste water treatment plant, WWTP). Gambar 3.1 Waste Water Treatment Plant

4 KOMPONEN PENGOLAHAN AIR LIMBAH Instalasi pengolahan limbah secara garis besar terdiri atas 3 proses, yaitu Sparator Phase, Oxsidation dan Pholising Sparation Phase (Fase Pemisah) Pada proses fase pemisahan terjadi pengolahan limbah cair menjadi bentuk cairan dan padatan. Limbah padat yang dihasilkan akan diolah melalui proses oksidasi atau polishing pada tahap selanjutnya, padatan minyak dan lemak umumnya diolah melalui saponifikasi (penyabunan) dan padatan lumpur (sludge) diolah melalui proses dewatering. Adapun limbah cair yang dihasilkan akan diolah biasanya dengan sistem filtrasi yang disesuaikan dengan kualitas airnya. Secara garis besar, fase pemisahan terdiri atas 2 metode: a. Metode sedimentasi Metode sedimentasi merupakan proses pengendapan dengan gaya gravitasi untuk menghilangkan padatan terlarut (suspended solids) dari limbah. Terdapat 2 jenis cara yaitu (1) kolam pengendapan (sedimentation pond) dan (2) clarifier yaitu tanki yang dibangun dengan proses mekanis dapat menghilangkan padatan melalui proses sedimentasi secara kontinu, selain itu terdapat juga unit clarifier yang lebih komplek dengan menggunakan skimmer sebagai alat penghilang buih sabun (soap scum) dan padatan non-polar seperti minyak yang mengapung diatas permukaan air. Gambar 3.2 Sedimentation & Clarifier

5 19 b. Metode filtrasi Suspensi padatan koloid dalam limbah cair akan dihilangkan dengan proses filtrasi baik dengan filter pasir, karbon aktif, atau sistem membran. Metode filtrasi ini penting untuk mengurangi total padatan terlarut (TDS). Sistem bioreaktor membran sering juga digunakan untuk sistem pemulihan (recovery) dan sistem pemanfaatan kembali (reuse). MBR (Membrane Bio-Reactor) adalah kombinasi proses membran (mikrofiltrasi atau ultrafiltrasi) dengan sistem pertumbuhan bakteri dalam bioreaktor. MBR terdiri atas 2 konfigurasi: internal atau submerged MBR, dan external atau sidestream MBR. Perbedaan keduanya ada pada peletakan membran, dimana internal MBR berada dan didalam dan external BMR diluar sistem. Gambar 3.3 Metode Filtrasi Oxidation (Oksidasi) Proses oksidasi mengindikasikan jumlah senyawa organik dalam limbah. Dengan melakukan proses oksidasi maka nilai BOD dan COD dalam limbah dapat direduksi, serta toksisitas yang disebabkan oleh bahan pencemar dapat dikurangi sebelum dibuang ke lingkungan. Pengukuran BOD dan COD sangatlah penting untuk melihat karakteristik limbah yang akan diolah. a. BOD (Biochemical Oxygen Demand), adalah jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan mikroorganisme aerobik untuk menghancurkan materi organik dalam air (limbah) pada suhu tertentu (20 C) selama periode tertentu (5 hari), satuan BOD yaitu miligram O2 per liter. Total BOD lebih berpengaruh

6 20 terhadap jaring makanan (food web) dalam limbah, hal ini karena nilai BOD mengindikasikan seberapa banyak senyawa organik dalam limbah sebagai sumber makanan bakteri untuk dioksidasi oleh bakteri. Semakin tinggi nilai BOD maka semakin rendah oksigen terlarut dalam limbah karena dikonsumsi oleh bakteri. Limbah yang memiliki nilai BOD-nya tinggi biasanya mengandung nitrat dan fosfat tinggi yang berasal dari limbah makanan. b. COD (Chemical Oxygen Demand), adalah jumlah ketersediaan elektron dalam senyawa organik dalam air (limbah) untuk mereduksi oksigen terlarut dalam air. Hal ini perlu dibedakan dengan TOC (Total Organic Compound) yang mengukur jumlah total senyawa organik dalam air. Nilai TOC biasanya lebih besar dibandingkan COD karena tidak semua senyawa organik dapat teroksidasi. Adapun nilai COD akan lebih besar dibandingkan BOD karena tidak semua senyawa organik yang dapat teroksidasi mampu dioksidasi oleh bakteri sebagai sumber makanan. Pengukuran COD dengan cara mengoksidasi senyawa organik dengan senyawa pengoksidasi seperti potasium dikromat (V) dan potasium manganat (VII) menghasilkan karbon dioksida, air, dan ammonia. Umumnya, nilai COD dapat menentukan jumlah polutan organik dalam air permukaan atau air limbah, sehingga nilai COD sangatlah penting untuk menentukan kualitas air. Satuan yang digunakan yaitu miligram oksigen per liter larutan Proses untuk menurunkan BOD dan COD Beberapa proses dapat digunakan untuk menurunkan BOD dan COD pada limbah meliputi : 1. Koagulasi Koagulasi adalah proses pencamuran bahan kimia kedalam air agar kotoran dalam air yang berupa padatan resuspensi misalnya zat warna organik, lumpur halus, bakteri dan lain-lain dapat menggumpal dan cepat mengendap. 2. Flokulasi Flokulasi adalah proses pembentukan flok sebagai akibat gabungan dari koloidkoloid dalam air baku (air sungai) dengan koagulan. Pembentukan flok akan

7 21 terjadi dengan baik jika di tambahkan koagulan kedalam air baku (air sungai) kemudian dilakukan pengadukan lambat. 3. Equalisasi Equalisasi adalah bak untuk menampung air sebelum dilakukan pengolahan lebih lanjut. Proses equalisasi ini mempunyai tujuan untuk meminimumkan dan mengendalikan fluktuasi aliran limbah cair baik kualitas maupun kuantitas yang berbeda dan meng-homogenkan konsentrasi limbah cair dalam bak equalisasi, dan di bak equalisasi biasanya dipasang 2 buah motor aerator yang berguna untuk mencegah pembusukan, juga untuk mengaduk limbah cair sehingga limbah bersifat homogen dan juga supaya tidak terjadi pengen-dapan. 4. Aerasi Aerasi adalah suatu proses penambahan udara/oksigen dalam air dengan membawa air dan udara ke dalam kontak yang dekat, dengan cara menyemprotkan air ke udara (air ke dalam udara) atau dengan memberikan gelembung-gelembung halus udara dan membiarkannya naik melalui air (udara ke dalam air) Polishing Beberapa kondisi air limbah biasanya bersifat fluktuatif kualitasnya, sehinggu perlu dilakukan pengaturan parameter seperti ph atau perlakuan tambahan sebelum dibuang ke lingkungan. Polishing dilakukan tergantung dari hasil kualitas limbah setelah ditreatment sebelum dibuang (disposal) atau digunakan kembali (reuse). Kadang digunakan juga karbon filter untuk menghilangkan kontaminan dan pengotor yang yang masih ada dalam limbah dengan adsorpsi oleh karbon aktif. Setiap instalasi pengolahan limbah akan memperhatikan kualitas limbah dan keluarannya disesuaikan dengan regulasi setempat sebelum dibuang ke sungai atau danau. Di Indonesia setiap limbah baik dari rumah tangga perkotaan atau industri akan mengikuti Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014, tentang Baku Mutu Air Limbah. Tiap industri memiliki standar baku mutu air limbah yang berbedabeda dibedakan dengan jenis usahanya, akan tetapi jika jenis usahanya belum ditetapkan, pemerintah Indonesia memberlakukan standard yang umum sebagai berikut:

8 22 BAKU MUTU AIR LIMBAH BAGI USAHA DAN/ATAU KEGIATAN YANG BELU MEMILIKI BAKU MUTU AIR LIMBAH Tabel 3.1 Baku Mutu Air Limbah Beberapa equipment yang dapat dijadikan polishing meliputi : 1. Sand Filter Sistem filtrasi ini menggunakan media pasir silica yang di tumpuk di atas gravel, system sand filter berfumgsi sebagai penyaring/menghilangkan kotoran yang kasat mata (mis: kekeruhan, lumut dll.) 2. Karbon Aktif Filter

9 23 Sistem filtrasi ini menggunakan media arang, yang saat ini banyak di gunakan adalah arang ba-tubara dan batok kelapa, sistem ini berfungsi sebagai bau, warna, bahan organic termasuk sisa chlor. Biasanya Karbon aktif bisa bertahan sampai 1-2 tahun (tergantung influent). 3. Softener (Jika memakai system softener) Sistem filtrasi ini menggunakan media resin kation yang di aktifkan menggunakan garam, sistem ini berfungsi menghilangkan kesadahan (Ca dan Mg).Umur media mencapai bulan (tergantung influent). 3.5 LANGKAH DESAIN GAMBAR WWTP 1. Mempelajari Site Plan, ite Plan ini disebut juga rencana tampak, yaitu gambar dua dimensi yang menunjukan detail dari rencana yang akan dilkukan terhadap sebauh kaveling tanah. Site Plan sangat penting dalam mendesain karena bisa menjadi rumusan untuk perencanaan pembangunan. 2. Mebuat Gambar Pelaksana / Gambar Shop Drwaing, Gambar shop drawing adalah gambar detail yang disertai dengan ukuran dan bentuk detail sesuai acuan pelaksana dalam melaksanakan pekerjaan pembangunan di lapangan sesuai dengan gambar perencanaan yang sudah dibuat sebelumnya. 3. Menyesuaikan Gambar Pelaksana Dengan Kondisi Nyata di Lapangan, Sering kali apa yang sudah direncanakan oleh perencana tidak memungkinkan unuk di laksanakan di lapangan karena kondisi kenyataan ternyata berbeda atau bisa jadi ada perubahan bentuk struktur pekerjaan sebelumnya yang menyebabkan pekerjaan selanjutnya harus berubah,dsni lah tugas drafter untuk membuat gambar kerja yang dapat di laksanakan. 4. Menjelaskan Kepada Pelaksanaan Dilapangan / Surveyor, Gambar shop drawing yang sudah dibuat adakalanya kurang dipahami oleh pelaksanaan di lapangan baik dari segi bentuk detail struktur maupun ukuran bangunansehingga diperlukan kordinasi yang baik dengan pihak lapangan agar struktur bangunan yang dibuat sesuai dengan apa yang sudah direncanakan sebelumnya. 5. Membuat Gambar Akhir Pekerjaan /AsBuild drawing, Gambar asbuild drawing adalah gambar laporan hasil pelaksanaan yang sudah dibuat di lapangan untuk di jadikan pertanggung jawaban kepada pemilik projek atau owner, gambar asbuild drawing dibuat setelah pekerjaan selesai dan tidak ada perubahan dilapangan.