BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang. Salah satu sumber air baku bagi pengolahan air minum adalah air sungai. Air sungai

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Salah satu sumber air baku bagi pengolahan air minum adalah air sungai. Air sungai secara umum memiliki tingkat turbiditas yang lebih tinggi dibandingkan dengan air dari mata air. Hal ini juga sangat bergantung kepada jenis batuan yang dilaluinya selama perjalanan dari hulu sungai hingga muara. Turbiditas air pada umumnya ditimbulkan oleh: 1. Bahan-bahan tersuspensi di dalam air (ukuran partikel lebih besar dari 1 mikron) 2. Bahan-bahan koloid (ukuran antara 1 milimikron sampai 1 mikron) Turbiditas yang ditimbulkan oleh bahan-bahan tersuspensi sangat mudah dihilangkan dengan cara pengendapan. Sedangkan turbiditas yang diakibatkan oleh bahan-bahan koloid hanya dapat dihilangkan dengan proses koagulasi-flokulasi yang diikuti dengan proses pengendapan dan penyaringan dengan saringan pasir cepat. Di dalam air sungai, turbiditas biasanya disebabkan oleh kedua bahan tersebut, sehingga sebelum masuk pada proses koagulasi-flokulasi, air dialirkan terlebih dahulu ke bak pre-sedimentasi untuk mengendapkan bahan-bahan tersuspensi. Endapan bahan tersuspensi tersebut dapat dijadikan bahan timbunan setelah dipisahkan dari air (Darmasetiawan, 2001). 1

2 2 Sedangkan lumpur yang berasal dari proses pemisahan bahan koloid harus dilakukan terlebih dahulu beberapa proses, seperti proses pengentalan dan pemisahan cairan dengan padatan. Lumpur yang telah dipisahkan dari cairannya dapat dibuang ke lokasi landfill. PDAM Tirtanadi memiliki empat unit Instalasi Pengolahan Air (IPA), yaitu IPA Sunggal, IPA Deli Tua, IPA Limau Manis dan IPA Hamparan Perak. Selain itu juga ada 1 unit IPA yang dioperasikan oleh PT Tirta Lyonaise Medan, perusahaan patungan antara Lyonase des Eaux dengan PDAM Tirtanadi, yang menjual air produksinya kepada PDAM Tirtanadi dalam bentuk air curah. Di Instalasi Pengolahan Air (IPA) Deli Tua penanganan lumpur hasil proses pengendapan bahan koloid menjadi permasalahan yang cukup serius. Saat ini lumpur hasil proses tersebut dikumpulkan di kolam lumpur yang memiliki volume 4.581,26 m 3. Dalam satu hari rata-rata dihasilkan limbah cair sebanyak m 3 (Dokumen Pengelolaan Lingkungan PDAM Tirtanadi Instalasi Deli Tua, 2004). Di dalam kolam lumpur ini terjadi proses pemisahan cairan dan padatan, dimana cairannya dibuang ke sungai, sedangkan padatannya yang mengendap di dasar kolam dipompakan ke tempat penampungan akhir. Di kolam lumpur juga terjadi proses pengentalan lumpur, dimana dari Dokumen Pengelolaan Lingkungan (DPL) IPA Deli Tua tahun 2004, diperoleh data konsentrasi padatan lumpur yang masuk ke kolam tersebut rata-rata adalah 0,035% volume. Pada saat dipompakan ke tempat penampungan akhir konsentrasi lumpur menjadi 70% volume.

3 3 Dari hasil pemeriksaan uji Toxicity Charateristics Leaching Procedure (TCLP) tahun 2006 terhadap sampel lumpur dari IPA Deli Tua PDAM Tirtanadi yang dilakukan di laboratorium Pengendalian Dampak Lingkungan Kawasan Puspitek Serpong diperoleh hasil bahwa lumpur dari IPA Deli Tua tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun (B3) dan radioaktif, sehingga dapat dibuang ke lokasi landfill atau dijadikan tanah urug. Hasil uji TCLP limbah lumpur IPA Deli Tua dapat dilihat pada Tabel 1.1. Tabel 1.1. Hasil Uji TCLP Limbah Lumpur IPA Deli Tua No Parameter Satuan Metode Uji Limit Deteksi Hasil Analisis 1 Kadmium, Cd mg/l US EPA D1311 0,006 < 0,006 2 Kromium, Cr mg/l US EPA D1311 0,02 < 0,02 3 Tembaga, Cu mg/l US EPA D1311 0,02 < 0,02 4 Timbal, Pb mg/l US EPA D1311 0,06 < 0,06 5 Seng, Zn mg/l US EPA D1311 0,01 0,06 6 Arsen, As mg/l US EPA D ,56 7 Merkuri, Hg mg/l US EPA D1311 0,07 < 0,07 Sumber : IPA Deli Tua, PDAM Tirtanadi, 2006 Penampungan akhir lumpur adalah sawah masyarakat di sekitar lokasi IPA Deli Tua yang disewa untuk masa waktu tertentu. Permasalahan muncul akibat terbatasnya lahan penampungan akhir yang tersedia. Lahan yang disewa tersebut memiliki volume m 3 yang berarti hanya mampu untuk menampung lumpur untuk jangka waktu 51,18 bulan. Sayangnya lokasi yang dapat dijadikan penampungan akhir lumpur sangat terbatas. Untuk itu perlu dibuatkan suatu strategi yang baru di dalam mengatasi permasalahan pembuangan lumpur ini.

4 4 Salah satu alternatif bagi kondisi ini adalah dengan cara untuk memperoleh kembali alum yang terdapat di dalam lumpur, sehingga selain memperoleh kembali alum yang dibutuhkan di dalam proses penjernihan air sebagai koagulan, dapat juga mengurangi volume lumpur yang dibuang. Kualitas limbah inlet dan outlet sludge lagoon di IPA Deli Tua dapat dilihat pada Tabel 1.2. Tabel 1.2. Hasil Uji Limbah Inlet dan Outlet Sludge Lagoon No Parameter Satuan Baku Mutu Hasil Uji Lingkungan Inlet Outlet A. Fisika 1 Temperatur o C 38 27, Kekeruhan NTU ,2 3 Zat Padat Terlarut mg/ L ,4 80,1 4 Zat Padat Tersuspensi mg/ L ,7 B. Kimia 1 Ammonia Bebas (NH 3 N) mg/l 1 0,35 0,22 2 Besi Terlarut mg/ L 5 0,62 0,559 3 Kesadahan (CaCO 3 ) mg/l 59,76 60,76 4 Kromium (Cr +6 ) mg/l 0,1 0,035 0,027 5 Mangan Terlarut (Mn) mg/ L 2 0,184 0,206 6 Nitrat (sebagai No3.N) mg/ L 20 0,05 0,05 7 Nitrit (sebagai No2.N) mg/ L 1 0,000 0,000 8 ph 6,0-9,0 6,76 6,80 9 Seng (Zn) mg/ L 5 0,00 0,01 10 Tembaga (Cu) mg/ L 2 0,09 0,10 11 Aluminium (Al) mg/ L - 1,85 0, BOD mg/ L COD mg/l Sumber: IPA Deli Tua PDAM Tirtanadi, 2010 Satwika Desantina, 2008, dari Institut Teknologi Surabaya meneliti kemungkinan memperoleh kembali alum dari lumpur proses pengolahan air di IPA

5 5 Taman Tirta Sidoarjo dengan menambahkan asam sulfat dan memperoleh kembali alum dari lumpur sisa proses sedimentasi sebesar 78,84% dan dari lumpur sisa proses filtrasi sebesar 76,02%. ( 2545, tahun 2010). Goldman dan Watson (1975), menyebutkan bahwa pemanfaatan kembali alum dari lumpur memberikan sumbangan terhadap pengurangan biaya operasi IPA, dimana alum tersebut dapat dipergunakan kembali di dalam proses koagulasiflokulasi dengan mengurangi volume lumpur hasil pemisahan bahan-bahan koloid dari air sungai sampai 90%. Dalam percobaan ini asam yang digunakan adalah asam sulfat. Dari percobaan pemanfaatan kembali alum yang dilakukan oleh Water Resources Departement City of Durham, North Carolina tahun 1985, secara keseluruhan volume lumpur dapat dikurangi sebesar 75%. Pada percobaan ini juga menggunakan asam sulfat. Jika hal tersebut di atas dapat diterapkan di IPA Deli Tua, kemungkinan biaya pembelian tawas dapat dikurangi, selain volume lumpur yang harus dibuang menjadi berkurang. Saat ini kebutuhan tawas di IPA Deli Tua rata-rata sebesar 130 ton setiap bulannya dengan harga rata-rata Rp 1.750,- (seribu tujuh ratus lima puluh ribu rupiah,-) untuk setiap kilogram tawas. Selain Aluminium sulfat, Aluminium klorida juga digunakan sebagai koagulan pada proses pengolahan air bersih dan air limbah (Beddow, 2010). Direncanakan pada percobaan ini selain menggunakan asam sulfat dalam proses pengambilan kembali alum juga akan digunakan asam klorida, sehingga dapat dilakukan

6 6 perbandingan tingkat perolehan kembali alum dengan menggunakan kedua jenis asam ini. Selain itu juga dapat dilakukan perbandingan efektifitas koagulan yang dihasilkan di dalam proses penjernihan air Perumusan Masalah Dari uraian latar belakang di atas dapat dibuatkan suatu rumusan masalah sebagai berikut: 1. Asam mana yang lebih efektif digunakan untuk memperoleh kembali alum dari lumpur yang dihasilkan dari proses penjernihan air di IPA Deli Tua, H 2 SO 4 atau HCl. 2. Seberapa efektif alum yang diperoleh kembali dari lumpur tersebut digunakan sebagai koagulan pada proses penjernihan air dibandingkan alum dari larutan tawas Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui persentase alum yang diperoleh kembali dari lumpur yang dihasilkan pada proses penjernihan air di IPA Deli tua, untuk masingmasing proses dengan penambahan asam sulfat dan asam klorida. 2. Mengetahui efektifitas alum yang dihasilkan pada butir 1 di atas dalam proses koagulasi-flokulasi dibandingkan dengan larutan alum yang dibuat dengan cara melarutkan tawas di dalam air Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai:

7 7 1. Bahan masukan berupa informasi teknologi alternatif dalam pengelolaan lumpur proses penjernihan air. 2. Bahan masukan bagi IPA Deli Tua PDAM Tirtanadi Provinsi Sumatera Utara dalam mengatasi keterbatasan lahan penampungan akhir lumpur Ruang Lingkup Penelitian Penelitian dilakukan di laboratorium IPA Deli Tua PDAM Tirtanadi. Bahan yang digunakan adalah lumpur yang dihasilkan dari proses penjernihan air di IPA Deli Tua yang diambil pada saluran pembuangan lumpur ke kolam penampungan lumpur. Lumpur yang dibuang melalui saluran pembuangan lumpur ini merupakan campuran lumpur yang berasal dari unit clarifier dan filtrasi. Variabel yang diamati adalah: 1. Umur lumpur 1, 2 dan 3 hari, yang diambil dalam waktu bersamaan 2. Asam yang digunakan H 2 SO 4 1 N dan HCl 1N 3. ph larutan 1; 1,5; 2,; 2; 2,5; 3 Parameter uji adalah konsentarasi alum yang berhasil diperoleh kembali dari lumpur dan efektifitas alum tersebut sebagai koagulan. Untuk mengetahui efektifitas alum yang diperoleh kembali dari lumpur, dilakukan pembandingan hasil jar test yang menggunakan alum yang diperoleh kembali dari lumpur dengan hasil jar test yang menggunakan alum dari larutan tawas dengan dosis dimulai dari 30 ppm atau disesuaikan dengan turbiditas air baku hingga diperoleh dosis optimum dalam hal penurunan turbiditas air baku.