DESAIN ALTERNATIF INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH PUSAT PERTOKOAN DENGAN PROSES AEROBIK, ANAEROBIK DAN KOMBINASI ANAEROBIK DAN AEROBIK DI KOTA SURABAYA Ananta Praditya dan Mohammad Razif Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Desain Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 6 E-mail: razif@its.ac.id Sarana pusat perbelanjaan semakin bertumbuh pesat seiring dengan pertambahan penduduk. menuntut Pemerintah Kota untuk menyediakan Pusat pertokoan baik dari segi kualitas dan kuantitas. Selain itu, semakin cepat bertumbuhnya fasilitas khususnya Pusat pertokoan, semakin cepat juga dibutuhkan desain Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) yang disyaratkan untuk operasional Pusat pertokoan tersebut. Dari hasil desain didapatkan Kelebihan Biofilter Anaerobik: memiliki removal BOD yang tinggi 94%, Biaya operasional rendah. Kekurangannya: waktu tinggal pengolahan lama 4jam, biaya pembuatan bak tinggi Rp.649.7.9, luas lahan yang di gunakan besar 54,8 m. Kelebihan Biofilter Aerobik: waktu tinggal lebih singkat jam, biaya pembuatan Rp.878.34.85, luas lahan yang digunakan lebih kecil 4,8 m. Kekurangan: removal BOD rendah 85%, biaya operasional lebih mahal karena penggunaan blower. Kelebihan biofilter kombinasi: removal BOD yang tinggi 94%, biaya pembuatan lebih murah Rp.66.99.357. Kekurangannya: luas lahan yang digunakan besar 58,8 m, waktu tinggal lebih lama 36 jam. biaya oprasional cukup mahal karena penggunaan blower. Kata kunci : IPAL Pusat pertokoan, proses aerobik, proses anaerobik, kombinasi proses aerobik dan anaerobik I. PENDAHULUAN P usat Pertokoan merupakan fasilitas perbelanjaan dan hiburan. Di era modern keberadaan fasilitas tersebut sangat di harapkan oleh masyarakat untuk memenuhi kebutuhan primer maupun sekundernya. Oleh karena itu keberadaan Pusat pertokoan ini mempunyai kaitan yang sangat erat dengan keberadaan manusia yang berkumpul di kota kota besar dan metropolitan. Sejalan dengan pertumbuhan penduduk yang besar dan cepat diperkotaan, serta semakin meningkatnya pola komsumtif masyarakat, mendorong berkembangnya pembangunan Pusat pertokoan di perkotaan. Lokasi yang berada di tengah kota seringkali membuat sulit untuk melakukan pengolahan limbah karena keterbatasan lahan yang sedikit dan adanya persyaratan agar IPAL tidak berbau hingga tidak menggangu kenyaman masyarakat dan pengunjung. Untuk pengolahan air limbah kota dengan kapasitas besar umumnya menggunakan teknologi activated sludge. Namun untuk skala kecil seperti pusat pertokoan cara tersebut kurang sesuai karena penggunan lahan yang cukup besar. Tidak adanya standart teknologi yang compact untuk IPAL pada pusat pertokoan, menyebabkan setiap pusat pertokoan selalu membuat ipal sendiri, dan namun keadaanya seringkali kurang sesuai dengan kebutuhan pusat pertokoan tersebut. Untuk mengatasi hal ini di perlukan informasi instalasi teknologi pengolahan air limbah yang jelas. Dengan adanya informasi yang jelas maka pihak pengelola pusat pertokoan dapat memilih instalasi pengolahan air limbah yang sesuai dengan jumlah air limbah yang akan di olah sehingga layak secara teknis, ekonimis dan memenuhi standart lingkungan. II. METODE DESAIN Metode desain disusun untuk alternatif pengolahan air limbah secara anaerobik, aerobik dan kombinasi anaerobik aerobik untuk pusat pertokoan XYZ di Kota Surabaya. Tahapan desain dapat dilihat pada diagram alir desain Gambar.. Mencari studi literatur yang di gunakan untuk mendesain IPAL mulai dari air limbah secara umum, karakteristik air limbah,kuantitas dan kualitas air limbah jenis jenis IPAL yang ada serta karakteristik air limbah di Kota Surabaya.. Pengumpulan data sekunder berupa fasilitas yang tersedia di pusat pertokoan XYZ Surabaya dan data kualitas air limbah pusat perbelanjaan dari literature 3. Pengolahan data berupa pehitungan air bersih berdasarkan fasilitas yang tersedia, perhitungan air limbah dari 8% air bersih, pemilihan jenis IPAL berupa biofiler, desain DED dan perhitungan BOQ RAB. 4. Hasil dan pembahasan berupa perhitungan debit air limbah, perhitungan desain biofilter, perhitungan variasi debit dan perbandingan masing masing biofilter
Judul free board = 9 m = 8 m =,3 m Studi Literatur Pengumpulan Data Pengolahan Data Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Gambar. Diagram alir desain III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Debit Air Limbah Pusat Pertokoan XYZ Pada desain ini dihitung kebutuhan air bersih berdasarkan fasilitas yang tersedia pada pusat pertokoan XYZ. Debit air limbah berasal dari 8% air bersih dan didapat debit air limbah l/dt. Dalam desain ini di buat variasi debit l/dt, l/dt dan 3 l/dt. Penentuan variasi debit ini di pergunakan untuk melihat perbedaan desain berdasarkan peningkatan variasi debit dapat mempengaruhi dimensi bangunan. B. Perhitungan Desain IPAL Biofilter Dalam mendesain IPAL ini, aliran air limbah adalah sebagai berikut : Bak ekualisasi Septik tank Bak Biofilter (anaerobik,aerobik dan kombinasi) B. Bak Ekualisasi Bak equalisasi bukan merupakan suatu proses pengolahan. kegunaan dari bak ekualisasi adalah. sebagai penampung air limbah, sehingga membuat air limbah yang masuk dari berbagai sumber (toilet, restoran dll) dapat bercampur sehingga menghasilkan karakteristik air limbah yang bersifat homogen.. Menstabilkan debit yang masuk kedalam instalasi pengolahan air limbah akibat adanya variasi debit yang masuk Dihasilkan Dimensi Bak ekualisasi sebagai berikut: Volume bak = 36 m 3 Tinggi = m = 8 m Pompa yang digunakan untuk mengalirkan air limbah dari bak ekualisasi ke septik tank adalah pompa submersible non clogging. C. Septik Tank Septik tank berfungsi untuk sebagai penampungan air limbah & proses penghancuran kotoran kotoran yang masuk. Dari perhitungan dihasilkan dimensi Septik tank sebagai berikut : = m = 6 m Tinggi = m =,3 m = 4 cm Septik tank = 7 m D. Biofilter Anaerobik Dalam proses biofilter anaerobik, pada intinya adalah pola pertumbuhan yang terlekat yang memerlukan media untuk menempel, tumbuh dan berkembang biak tanpa menggunakan transfer oksigen pada prosesnya (dalam ruang tertutup dan adanya pipa ven untuk melepas udara yang di hasilkan dari proses). dengan urutan mengikuti alir gambar. BE P ST Anaerobik Gambar. bagan alir biofilter anaerobik Dimensi biofilter anaerobik adalah : =, m = m =,3 m = 4 cm Volume Media = 78 m 3 = buah Biofilter Anaerobik = 6 m E. Biofilter Aerobik Dalam proses biofilter aerobik, pada intinya adalah pola pertumbuhan yang terlekat yang memerlukan media untuk menempel, tumbuh dan berkembang biak dengan menggunakan transfer oksigen pada prosesnya, dengan bantuan blower sebagai penyuplai
3 oksigen pada reaktor. Dengan urutan mengikuti alir pada gambar 3. BE S ST Aerobik Gambar 3. Bagan alir proses biofilter aerobik Dimensi biofilter aerobik adalah : =,6 m =,8 m =,3 m = 4 cm Volume media =39, m 3 = buah Biofilter Aerobik = 3 m F. Kombinasi Biofilter Anaerobik Aerobik Dalam proses kombinasi biofilter anaerobikaerobik. Air limbah dari septik tank akan masuk kedalam reaktor anaerobik dengan di limpahkan secara up flow dan down flow. setelah itu air limbah dari biofilter anaerobik di limpahkan ke biofilter arobik dengan sistem upflow. pada biofilter aerobik di tambahkan blower sebagai peyuplai oksigen. pemilihan pengolahan anaerobik di awal adalah karena pengolahan anaerobik mampu meremoval beban organik yang tinggi. Dengan urutan alir mengikuti gambar 4. BE P ST Anaerobik aerobik Gambar 4. Bagan alir proses kombinasi anaerobik-aerobik Biofilter Anaerobik Dimensi biofilter anaerobik adalah : = 3,6 m =,8 m =,3 m = 4 cm Biofilter Anaerobik = 6 m Volume media Biofilter Anaerobik =78,3 m 3 = 4 buah Biofilter Aerobik Dimensi biofilter aerobik adalah : =,9 m = m =,3 m = 4 cm Volume Media Biofilter Aerobik =, m 3 = buah Biofilter aerobik G. Perbandingan Biofilter dengan variasi debit Perbandingan biofilter ini berdasarkan variasi debit ( l/dt, l/dt dan 3 l/dt) terhadap dimensi IPAL..9.3.6..8.6.6 l/dt l/dt 3 l/dt Gambar 5. Grafik perbandingan variasi debit air limbah biofilter anaerobik 4 3 l/dt l/dt 3 l/dt Gambar 6. Grafik perbandingan variasi debit air limbah biofilter aerobik 5 3..5...3..5.7 9.6 6.4 4.4 3.6. 3..5.8.3 l/dt l/dt 3 l/dt Gambar 7. Grafik perbandingan variasi debit air limbah kombinasi biofiter aerobik
4 5 9.6 6.4 4.4 3.6. 3..5.8.3 l/dt l/dt 3 l/dt Gambar 8. Grafik perbandingan variasi debit air limbah kombinasi biofilter anaerobik aerobik (bak anaerobik) 3.7.3.8.9..9.4.7 l/dt l/dt 3 l/dt Gambar 9. Grafik perbandingan variasi debit air limbah kombinasi biofilter anaerobik aerobik (bak aerobik) Pada Gambar 5-9 terlihat bahwa kenaikan variasi debit berpengaruh terhadap dimensi IPAL, kenaikan yang terjadi konstan pada panjang dan lebar. sedangkan untuk luas lahan mengalami kenaikan kali lebih besar terhadap kenaikan kali debit. H. Kelebihan dan Kekurangan masing masing biofilter Berdasarkan perhitungan dengan debit l/dt, di tentukan masing masing kelebihan dan kekurangan dari tiap IPAL, sehingga dapat di tentukan mana yang lebih cocok untuk di pilih. Biofilter Anaerobik. Mampu mengolah air imbah yang memiliki beban organik yang tinggi, karena BOD removal sebesar 96%. Waktu tinggal untuk pengolahannya lebih lama antara 4-48 jam, digunakan 4 jam 3. Biaya oprasionalnya lebih murah karena tidak menggunakan blower 4. Biaya pembuatan Rp.649.7.9 5. Volume Biofilter cukup besar yang digunakan 78.3 m 3 6. lahan biofilter yang digunakan 6 m 7. Dimensi Biofilter P x L X T adalah, x x 3 8. BOD out 3 mg/l 9. yang digunakan adalah. COD out 9 mg/l Biofilter Aerobik. Mengolah air limbah untuk beban organik yang tidak terlalu tinggi, karena BOD removal sebesar 85%. Waktu tinggal pengolahanya lebih pendek antara -4 jam, digunakan jam 3. Biaya oprasioalnya lebih mahal karena penggunaan blower untuk tiap bak 4. Biaya pembuatan lebih murah Rp.878.34.85 5. Volume Biofilter cukup kecil 39, m 3 6. yang digunakan kecil 3 m 7. Dimensi Biofilter P x L x T adalah,6 x,8 x 3 8. BOD out 9 mg/l 9. yang digunakan buah COD out 38 mg/l Biofilter Kombinasi Anaerobik-Aerobik. Mengolah air limbah untuk dengan beban organik yang tinggi karena BOD removal sebesar 94%. Waktu tinggal pengolahanya cukup lama untuk anaerobik 36 jam 3. Biaya oprasional lebih murah karena hanya mengunakan blower dengan kapasitas kecil 4. Biaya pembuatan Rp.66.99.357 5. Volume Biofilter cukup kecil 89,5 m 3 6. yang digunakan kecil 3 m 7. Dimensi Biofilter P x L x T untuk bak anaerobik adalah 3,6 x,8 x 3. Untuk Bak aerobik 8. BOD out 6 mg/l 9. yang digunakan buah COD out 7 mg/l Kelebihan dan kekurangan masing masing IPAL disajkan dalam gambar - sebagai berikut : 4 3 9 9 38 6 7 anaerobik aerobik kombinasi BOD out COD out Gambar. Perbandingan tiap IPAL berdasarkan BOD dan COD out
5 78.3 6 89. 39. 3 3 Anaerobik Volume (m3) Aerobik Kombinasi Gambar. Perbandingan IPAL berdasarkan volume dan luas lahan IV KESIMPULAN Dari hasil perhitungan yang telah di lakukan dapat di ambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :. DED, BOQ dan RAB dari IPAL Pusat pertokoan untuk Proses Anaerobik adalah sebagai berikut : a. DED : Volume media 78,3 m3,, m, m, Tinggi 3m dan buah b. BOQ menghasilkan RAB : Rp.649.7.9. DED, BOQ dan RAB dari IPAL Pusat pertokoan untuk Proses Aerobik adalah sebagai berikut : a. DED : Volume media 39, m3,,6 m,,8 m, Tinggi 3m dan buah b. BOQ menghasilkan RAB : Rp.878.34.85. DED, BOQ dan RAB dari IPAL Pusat pertokoan untuk Kombinasi Proses Aerobik-Anaerobik. a. DED : Untuk Bak Anaerobik, Volume media 78,3 m3, 3,6 m,,8 m, Tinggi 3m dan 4 buah. Untuk Bak Aerobik, Volume media, m3,,9 m, m, Tinggi 3m dan buah b. BOQ menghasilkan RAB: Rp.66.99.357 DAFTAR PUSTAKA [] Eckenfelder W.W. (). Ind.Water PollutionControl. 3rd Edition. McGraw Hill, Inc Singapore [] Mara, D.(975). Sewage Treatment In Hot Climate. John Wiley &Sons, Inc.USA [3] Metcalf, and Eddy. (3). Wastewater Engineering Treatment Disposal and Reuse. 3rd Edition. McGraw Hill, New York. [4] Said, N. I & Wahjono H.D. (999). Alat Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga Semi Komunal Kombinasi Biofilter Anaerob dan Aerob. Direktorat Teknologi Lingkungan Deputi Bidang Teknologi Informasi Energi Material dan Lingkungan. BPPT. Jakarta [5] Sasse, L.(998).Decentralisasi Wastewater Treatment in Developing Countries. BORDA.German [6] Wang, L. K., Aulenbach, D.B., VanDyke, J.P. (). Jiminy Peak, Hancock, Massachusetts Wastewater Treatment Plant : The First RBC-Flotation-UV Wastewater ment Plant in The USA. Handbook of Environmental Engineering. Volume : Flotation Technology