1 EVALUASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH POTONG HEWAN DI KELURAHAN MABAR HILIR KECAMATAN MEDAN DELI TUGAS AKHIR ALFI RONIADI 06 0404 059 BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK USU 2013
i KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah Evaluasi Pengolahan Air Limbah Rumah Potong Hewan Di Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, terutama kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MS, ME, selaku Dekan Fakultas Teknik. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Syahrizal ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing I yang berperan penting sebagai orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini.
ii 5. Bang Zaid Perdana, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang berperan penting sebagai orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini. 6. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, Bang Ivan Indrawan ST, MT, dan Kak Emma Patricia, ST, M.Eng, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Bapak/Ibu staf pengajar serta pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 8. Bapak Ahmad Prayudi, SE, MM, sebagai Direktur Umum dan Keuangan/SDM Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan di Kota Medan beserta seluruh staf yang telah memberikan ijin dan arahan kepada penulis untuk melakukan penelitian. 9. Bapak Ading, sebagai Kabag. Produksi/Mutu dan Ka. Unit Pelayanan RPH L/K Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan di Kota Medan yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini. 10. Teristimewa penulis mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda tercinta Suhardiono, SKM, M.Kes dan Ibunda Sarra Newari Hasibuan (Almh) yang telah memberikan bimbingan, dukungan, perhatian dan doanya selama ini serta kakak saya Rizka Agustina, S.Hut dan adik saya Astri Septiarini, SKG yang selalu memberikan semangat.
iii 11. Adinda tercinta Verany Yunita Harahap, S.Ked, yang telah memberikan semangat, perhatian yang tulus dan doa yang tiada henti. 12. Teman-teman seperjuangan stambuk 06. Terimakasih kepada semuanya telah menjadi bagian hidup yang sangat berarti bagi penulis. 13. Abang/kakak stambuk 03, 04, 05 dan adik-adik stambuk 07, 08, 09. Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan terima kasih. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Januari 2013 Hormat Saya Alfi Roniadi
iv ABSTRAK Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan berperan dalam melayani masyarakat dalam hal pemotongan hewan, pengadaan, dan penyaluran daging yang sehat dan bermutu. Jenis hewan yang termasuk dalam kegiatan PD RPH ini antara lain sapi/kerbau, babi, kambing/domba. Limbah RPH tergolong limbah organik karena mengandung protein, lemak, dan karbohidrat yang cukup tinggi sehingga berpotensi sebagai pencemar lingkungan. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengevaluasi sarana bangunan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di Rumah Potong Hewan Medan dengan cara menganalisis penyaluran air buangan dengan memuat perhitungan dan pendimensian tiap unit bangunan IPAL di RPH Medan dan menganalisis dimensi saluran dan kondisi tiap-tiap unit pengolahan di lokasi studi apakah masih memadai atau perlu pengembangan, serta menganalisis kualitas air limbah buangan dilihat dari tinggi rendahnya tingkat pencemaran pada tiap parameternya. Rincian masing-masing efisiensi reduksi BOD, COD, TSS, minyak dan lemak, NH 3 -N dan ph pada IPAL RPH Medan adalah : Kolam K-3 40 % dan kolam K-4 50 %. Dari hasil studi yang dilakukan, kualitas BOD effluent yakni sebesar 112,54 mg/l, kualitas COD effluent sebesar 1579,39 mg/l, kualitas TSS effluent sebesar 680 mg/l, kualitas minyak dan lemak effluent sebesar 130 mg/l, kualitas NH 3 -N effluent sebesar 3,061 mg/l, kualitas ph effluent sebesar 6,52 mg/l sehingga kita dapat mengetahui bahwa kadar BOD, COD, TSS serta minyak dan lemak pada limbah cair RPH Medan belum memenuhi standar yang ditetapkan Permenlh Nomor 2 Tahun 2006 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Kegiatan Rumah Potong Hewan. Sedangkan kadar NH 3 -N dan ph pada limbah cair RPH Medan sudah memenuhi standar yang ditetapkan. Dari report tahunan RPH diketahui adanya peningkatan jumlah hewan yang dipotong yang berdampak pada peningkatan volume limbah cair sebesar 123 m 3 /hari. Analisis berupa perhitungan efektifitas dan efisiensi terhadap peningkatan volume limbah dibandingkan dengan dimensi unit pengolahan IPAL yang ada pada saat ini, kualitas kandungan air buangan dan tahapan pengolahan yang kemudian dievaluasikan terhadap parameter-parameter yang berlaku pada limbah cair sebelum akhirnya limbah tersebut dibuang ke saluran penduduk. Dari hasil evaluasi yang dilakukan, untuk kapasitas 123 m 3 /hari ada beberapa unit pengolahan yang harus didesain ulang agar sistem pengolahan dapat berlangsung efektif. Kata Kunci : RPH Medan, Air Limbah
v DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiv DAFTAR SIMBOL... xv BAB I. PENDAHULUAN... 1 1.1.Latar Belakang.... 1 1.2.Perumusan Masalah... 3 1.3.Pambatasan Masalah.... 3 1.4.Tujuan.... 4 1.5.Manfaat... 4 1.6.Metodologi Penelitian... 5 1.7.Sistematika Penulisan... 7 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 8 2.1. Limbah... 8 2.1.1. Pengolahan Secara Fisika... 9
vi 2.1.2. Pengolahan Secara Kimia... 14 2.1.3. Pengolahan Secara Biologi... 19 2.2. Limbah Rumah Potong Hewan... 21 2.3. Parameter Air Limbah... 22 2.4. Analisis Kualitas Air Olahan... 24 2.5. Parameter Air Limbah Rumah Potong Hewan... 25 2.6. Dampak Negatif Air Limbah Rumah Potong Hewan... 28 2.7. Jenis-jenis Pengolahan Air Limbah... 30 2.8. Kewajiban RPH dalam Pengolahan Air Limbah... 33 2.9. Baku Mutu Lingkungan... 34 2.10. Pengolahan Air Limbah RPH dengan Cara Elektrokoagulasi Aliran Kontinyu... 36 2.11. Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichornia crasspes (Mart) Solm) Sebagai Teknik Alternatif dalam Pengolahan Biologis Air Limbah Asal Rumah Potong Hewan... 37 2.12. Kualitas Air Sumur Gali di Sekitar Rumah Potong Hewan... 39 2.13. Dasar-dasar Aliran dalam Saluran Terbuka... 42 2.13.1. Klasifikasi Saluran... 44 2.13.2. Tipe Aliran... 44 2.13.3. Aliran Seragam (Uniform Flow)... 45 2.13.4. Rumus Chezy... 46 2.13.5. Rumus Manning... 47 2.13.6. Rumus Stricker... 48 2.13.7. Head Turun (hf)... 48
vii 2.13.8. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Nilai Kekasaran Saluran... 49 BAB III. GAMBARAN UMUM LOKASI STUDI DAN METODOLOGI PENELITIAN... 52 3.1. Sejarah Singkat Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan 52 3.2. Lokasi Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan... 53 3.3. Sarana dan Prasarana... 54 3.4. Sumber-sumber Limbah Cair Rumah Potong Hewan Medan... 55 3.5. Kondisi Eksisting... 56 3.6. Metode Analisis Pengukuran Kualitas Air Limbah RPH... 60 3.6.1. Pengukuran BOD dengan Metode Titrimetri... 60 3.6.2. Pengukuran COD dengan Metode Spektrofotometri... 63 3.6.3. Pengukuran TSS dengan Metode Gravimetri... 64 3.6.4. Pengukuran Minyak dan Lemak dengan Alat Ekstraktor Soxhlets... 66 3.6.5. Pengukuran Ammoniak dengan Metode Spektrofotometri Secara Fenat... 67 3.6.6. Pengukuran ph dengan Alat ph Meter... 68 3.7. Metodologi Penelitian... 71 3.7.1. Tempat dan Waktu Penelitian... 71 3.7.2. Rancangan Penelitian... 72 3.7.3. Pelaksanaan Penelitian... 72 3.7.3.1. Teknik Pengumpulan Data... 72
viii 3.7.3.2. Pengolahan dan Analisis Data... 73 3.7.4. Variabel yang Diamati... 74 BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN.... 75 4.1. Sistem Pembuangan Air Limbah RPH... 75 4.1.1. Kolam Pengendapan Limbah Padat (Jeroan)... 77 4.1.2. Kolam Pengendapan Limbah Cair... 77 4.1.3. Kolam Oksidasi... 77 4.2. Hasil Pemeriksaan Laboratorium Air Limbah Rumah Potong Hewan Medan... 78 4.3. Evaluasi Kolam K-1 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan) dari Ruang Pemotongan Sapi (Cara Hidrolik) dan Babi... 86 4.4. Evaluasi Kolam K-2 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan) dari Ruang Pemotongan Sapi (Cara Ditembak) dan Kambing... 89 4.5. Evaluasi Kolam K-3 Pengendapan Limbah Cair... 92 4.6. Evaluasi Kolam K-4 Oksidasi (Kontrol)... 96 4.7. Evaluasi Parit Pembuangan (Out)... 99 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN..103 5.1. Kesimpulan... 103 5.2. Saran.104
ix DAFTAR PUSTAKA......106
x DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Proses Pengolahan Limbah Cair Secara Fisika.... 9 Gambar 2.2. Proses Pengolahan Limbah Cair Secara Kimia... 14 Gambar 2.3. Proses Pengolahan Limbah Cair Secara Biologi.. 19 Gambar 2.4. Sket Kolam Oksidasi 32 Gambar 2.5. Saluran Terbuka dan Tertutup.. 42 Gambar 2.6. Garis Kemiringan Hidraulis dan Energi... 43 Gambar 2.7. Penurunan Rumus Chezy Untuk Aliran Seragam pada Saluran Terbuka..... 46 Gambar 3.1. Lokasi Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan..54 Gambar 3.2. Ruang Pemotongan Hewan.. 56 Gambar 3.3. Kandang Hewan Sebelum Dipotong.... 57 Gambar 3.4. Kolam Pengendapan Limbah Padat (Jeroan)... 57 Gambar 3.5. Kolam Pengendapan Limbah Padat (Jeroan)... 58 Gambar 3.6. Kolam Pengendapan Limbah Cair.... 58 Gambar 3.7. Kolam Oksidasi (Kolam Kontrol).... 59 Gambar 3.8. Parit Pembuangan. 59
xi Gambar 4.1. Tahapan Proses Pengolahan Limbah Cair di RPH Medan..75 Gambar 4.2. Skema Jaringan Pengolahan Limbah Cair di RPH Medan...76 Gambar 4.3. Skema Interaksi Biologik dalam Kolam Oksidasi 78 Gambar 4.4. Kolam K-1 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan).... 87 Gambar 4.5. Kolam K-2 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan).... 90 Gambar 4.6. Kolam K-3 Pengendapan Limbah Cair....... 92 Gambar 4.7. Kolam K-4 Oksidasi (Kontrol)..... 97 Gambar 4.8. Parit Pembuangan (Out)...101 Gambar 4.9. Saluran Penghubung Kolam K-4 Oksidasi (Kontrol) dengan Parit Pembuangan.....102
xii DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Baku Mutu Air Limbah Kegiatan Rumah Potong Hewan 25 Tabel 2.2. Persentase Penurunan Nilai ph, BOD, dan COD Air Limbah RPH Pesanggaran dengan Perlakuan Eceng Gondok. 38 Tabel 2.3. Hasil Pemeriksaan Fisik Air Sumur Gali di Sekitar RPH Medan 40 Tabel 2.4. Hasil Pemeriksaan Kualitas Kimia Air Sumur Gali di Sekitar RPH Medan... 41 Tabel 2.5. Hasil Pemeriksaan Kualitas Mikrobiologi Air Sumur Gali di Sekitar RPH Medan.. 41 Tabel 2.6. Koefisien Manning 47 Tabel 3.1. Sumber Limbah Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan 55 Tabel 4.1. Hasil Pemeriksaan Kadar BOD Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli. 80 Tabel 4.2. Hasil Pemeriksaan Kadar COD Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli. 81 Tabel 4.3. Hasil Pemeriksaan Kadar TSS Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli 81 Tabel 4.4. Hasil Pemeriksaan Kadar Minyak dan Lemak Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Del 82 Tabel 4.5. Hasil Pemeriksaan Kadar Ammoniak (NH 3 -N) Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli... 83
xiii Tabel 4.6. Hasil Pemeriksaan Kadar ph Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli 83 Tabel 4.7. Hasil Pemeriksaan Kadar Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli. 85 Tabel 4.8. Perbandingan E rencana dengan E real pada kolam K-3.. 92 Tabel 4.9. Perbandingan E rencana dengan E real pada kolam K-3... 95 Tabel 4.10. Perbandingan E rencana dengan E real pada kolam K-4. 99 Tabel 4.11. Perbandingan E Rencana dengan R real pada parit pembuangan..100
xiv DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Skema Jaringan Pengolahan Limbah Rumah Potong Hewan Medan Lampiran B Hasil Tes Laboratorium Sampel Limbah Cair Lampiran C Permohonan Izin Pengambilan Data dan Penelitian Dari Dekan Fakultas Teknik Lampiran D Surat Keterangan Telah Mengadakan Penelitian dari Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan
xv DAFTAR SIMBOL BOD = Biochemical oxygen demand COD = Chemical oxygen demand TSS Q V n R S = Total suspended solid = Debit (m 3 /det) = Kecepatan aliran (m/s) = Koefisien Manning = Jari-jari hidraulik (m) = Kemiringan dasar saluran A = Luas basah (m 2 ) P = Keliling basah (m 2 ) b y Tr = Lebar saluran (m) = Tinggi aliran (m) = Waktu tinggal (jam) E = Efisiensi pengolahan (%) So S = Influent (mg/l) = Effluent (mg/l)