PERENCANAAN SUBSURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLAND PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI AIR KEMASAN (STUDI KASUS : INDUSTRI AIR KEMASAN XYZ) Oleh : Zulisnaini Sokhifah 3306 100 105 Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Nieke Karnaningroem, MSc
PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Ruang Lingkup Tujuan Manfaat 2
TINJAUAN PUSTAKA Subsurface Flow System (SSF) merupakan rawa buatan dengan aliran di bawah permukaan tanah. Air limbah mengalir melalui tanaman yang ditanam pada media yang berpori, misalnya batu pecah, kerikil, dan tanah yang berbeda, ((Novotny dan Olem dalam Putri, 2007). 3
TINJAUAN PUSTAKA Canna sp Cyperus papyrus Kingdom Divisi Sub-divisi Kelas Famili Spesies Divisi Kelas Sub kelas Ordo Famili Genus Spesies : Plantae : Spermatophyta : Angiospermae : Monocotyledonae : Cannaceae : Canna sp : Magnoliophyta : Liliopsida/monocotyledoneae : Commelinidae : Cyperles : Cyperaccae : Cyperus : Cyperus papyrus 4
GAMBARAN UMUM WILAYAH PERENCANAAN Kegiatan Proses Produksi Industri Air Limbah Industri Lokasi Pembuangan Air Limbah Industri 5
KEGIATAN PROSES PRODUKSI INDUSTRI Air Baku Pompa Storage Tank Pompa Buffer Tank Filter 5 m, 1 m Ozonisasi Finish Tank Produk air minum 6
AIR LIMBAH INDUSTRI Galon Kosong Visual Control Pemilahan Pencucian Air Limbah 7
LOKASI PEMBUANGAN AIR LIMBAH INDUSTRI Pencucian Galon 8
METODOLOGI Perencanaan Subsurface Flow Constructed Wetland pada Pengolahan Air Limbah Industri Air Kemasan (Studi Kasus : Industri Air Kemasan XYZ) Identifikasi Masalah Studi Literatur: Surface Active Agents (Surfactants), wastewater treatment plant, wetlands, karakteristik air limbah Pengambilan Data A C 9
METODOLOGI A C Data Primer : - Debit - Karakteristik air limbah Data Sekunder : - Proses produksi - Denah lokasi industri Penelitian Pendahuluan Persiapan Alat dan Bahan Pengoperasian Reaktor Subsurface Flow Constructed Wetland (SSFCW) Reaktor SSFCW dengan tanaman Canna Sp Reaktor Kontrol Reaktor SSFCW dengan tanaman Cyperus papyrus 10 B C
METODOLOGI B C Analisis Akhir Parameter Penelitian (Kualitas Air Limbah: MBAS, TKN, Total P, Rasio C/N) Perencanaan Subsurface Flow Constructed Wetland di Lapangan Perhitungan Bill Of Quantity dan Rencana Anggaran Biaya Kesimpulan dan Saran 11
GAMBAR REAKTOR Reaktor SSFCW dengan Tanaman Canna 12
GAMBAR REAKTOR Reaktor SSFCW dengan Tanaman Cyperus 13
GAMBAR REAKTOR 14 Reaktor Kontrol SSFCW
Karakteristik Air Limbah Parameter Satuan Konsentrasi Baku Mutu (SK Gub Jatim No. 45 Tahun 2002) COD mg/l O 2 64 100 BOD mg/l O 2 30 50 Total P mg/l 1,42 0.2* TKN mg/l 22,83 7** Surfaktan mg/l 2,63 0.2* Kekeruhan NTU 4 25** Temperatur 0 C 29 38 ph - 8,42 6-9 Rasio C/N - 44,88 - Keterangan : * Peraturan Daerah Jawa Timur No. 2 Tahun 2008 ** Kriteria dan Standard Kualitas Air Nasional 15
% Removal 100 80 60 40 20 Grafik Removal Total Phosphat Pengamatan I Pengamatan II Pengamatan III Jenis Tanaman I II III SSFCW Canna 53 70 74 SSFCW Cyperus 32 41 88 SSFCW Kontrol 68 93 87 0 SSFCW Canna SSFCW Cyperus Jenis Tanaman SSFCW Kontrol Prosentase removal total phosphat tertinggi adalah pada reaktor SSFCW kontrol sebesar 93% 16
% Removal 100 80 60 40 20 0 Grafik Removal MBAS SSFCW Canna SSFCW Cyperus SSFCW Kontrol Pengamatan I Pengamatan II Pengamatan III Jenis Tanaman I II III SSFCW Canna 85 21 46 SSFCW Cyperus 84 18 2 SSFCW Kontrol 76 26 27 Jenis Tanaman Prosentase removal MBAS tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 85% 17
% Removal 100 80 60 40 20 Grafik Removal TKN Pengamatan I Pengamatan II Pengamatan III Jenis Tanaman I II III SSFCW Canna 7 33 81 SSFCW Cyperus 15 44 55 SSFCW Kontrol 41 55 72 0 SSFCW Canna SSFCW Cyperus SSFCW Kontrol Jenis Tanaman Prosentase removal TKN tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 81% 18
% Removal 100 80 60 40 20 0 Grafik Removal Rasio C/N Pengamatan I Pengamatan II Pengamatan III Jenis Tanaman I II III SSFCW Canna 95 80 58 SSFCW Cyperus 93 85 68 SSFCW Kontrol 89 40 32 SSFCW Canna SSFCW Cyperus SSFCW Kontrol Jenis Tanaman Prosentase removal rasio C/N tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 95% 19
Analisis Perencanaan Kelebihan Tidak menimbulkan bau Tidak menimbulkan sarang nyamuk Efisiensi removalnya besar Memberikan proteksi thermal yang baik Detention time (td) lebih cepat Kekurangan Biaya konstruksi yang dibutuhkan mahal Biaya operational dan maintenance mahal Transfer oksigen lebih kecil - - Lahan yang dibutuhkan tidak terlalu luas - 20
Dimensi Pengolahan Air Limbah a) Dimensi Bak Pengumpul b) Kebutuhan Pompa c) Pipa Inlet Subsurface Flow Constructed Wetland d) Unit Subsurface Flow Constructed Wetland e) Bak Penampung f) Pipa Outlet Subsurface Flow Constructed Wetland 21
Dimensi Bak Pengumpul Panjang (L) = 1,55 m Lebar (w) = 0,77 m Kedalaman (h) = 0,5 m Freeboard (fb) = 0,2 m 22
Kebutuhan Pompa Debit (Q) = 0,001 m 3 /detik Perhitungan Head Pompa H H s H H 2 v 2g Diperoleh Head Pompa = 0,86 m Daya Pompa 0,021 Kw p l 23
Pipa Inlet Subsurface Flow Constructed Wetland Kecepatan pipa inlet sebesar 0,5 m/detik Berdasarkan rumus d 4Q v Diperoleh diameter pipa inlet = 0,05 m (2 inchi) 24
Pipa inlet berlubang dengan jumlah lubang di pipa inlet sebanyak 23 lubang Debit air limbah setelah melewati percabangan sebesar 0,0005 m 3 /detik Berdasarkan rumus Q v 1 2 4 lub ang Diperoleh diameter lubang pipa inlet = 0,7 cm d 25
Unit Subsurface Flow Constructed Wetland Dimensi unit SSFCW Panjang (L) = 7 m Lebar (w) = 2,3 m Ketebalan media = 0,45 m 26
Bak Penampung Dimensi bak penampung Panjang (L) = 1,32 m Lebar (w) = 0,66 m Kedalaman (h) = 0,5 m Freeboard (fb) = 0,2 m 27
Pipa Outlet Subsurface Flow Constructed Wetland Berdasarkan rumus hf 0,2785 Q C D 2,63 1,85 L S L 0,2785 Q C D 2,63 1,85 Diperoleh diameter pipa outlet SSFCW 8 cm (20 inchi) 28
Bill Of Quantity (BOQ) a) BOQ pekerjaan penggalian tanah b) BOQ pekerjaan pengurugan pasir yang dipadatkan c) BOQ pekerjaan beton d) BOQ pekerjaan pengurugan tanah kembali e) BOQ pasir, kerikil, dan tanaman pada SSFCW f) BOQ pompa, perpipaan dan aksesorisnya 29
BOQ pekerjaan penggalian tanah Volume galian tanah bak pengumpul = 6,2 m 3 Volume galian tanah unit SSFCW = 117,6 m 3 Volume galian tanah bak penampung = 4,94 m 3 Volume total galian tanah = (6,2 + 117,6 + 4,94) m 3 = 128,74 m 3 30
BOQ pekerjaan pengurugan pasir yang dipadatkan Volume pasir urug bak pengumpul = 0,12 m 3 Volume pasir urug unit SSFCW = 1,61 m 3 Volume pasir urug bak penampung = 0,09 m 3 Volume total pasir urug = (0,12 + 1,61 + 0,09) m 3 = 1,82 m 3 31
BOQ pekerjaan beton Perhitungan lantai kerja beton o Volume lantai kerja beton bak pengumpul = 0,06 m 3 o Volume lantai kerja beton unit SSFCW = 0,8 m 3 o Volume lantai kerja beton bak pengumpul = 0,04 m 3 Volume total lantai kerja beton = (0,06+0,8+0,04) m 3 = 0,9 m 3 32
BOQ pekerjaan beton Perhitungan dinding beton o Volume dinding beton bak pengumpul = 1,26 m 3 o Volume dinding beton unit SSFCW = 4 m 3 o Volume dinding beton bak penampung = 1,03 m 3 Volume total dinding beton = 6,3 m 3 Volume untuk pekerjaan beton = 0,9 + 6,3 = 7,2 m 3 33
BOQ pekerjaan pengurugan tanah kembali Volume urugan tanah bak pengumpul = 4,1 m 3 Volume urugan tanah unit SSFCW = 99,6 m 3 Volume urugan tanah bak penampung = 3,3 m 3 Volume total urugan tanah = (4,1 + 99,6 + 3,3) m 3 = 107 m 3 34
BOQ pasir, kerikil, dan tanaman pada SSFCW Volume pasir = 4,025 m 3 Volume kerikil = 3,22 m 3 BOQ tanaman pada SSFCW dengan luas unit SSFCW sebesar 16,32 m 2 dibutuhkan tanaman canna sebanyak 132 batang. 35
BOQ pompa, perpipaan dan aksesorisnya Material Satuan Jumlah Pompa unit 1 Pipa 2 inchi meter 16 Pipa 20 inchi meter 1 Gate valve unit 1 Check valve unit 1 Knee 90 0 unit 3 Tee 2 x2 x2 unit 1 Reducer-increaser 1 x 2 unit 1 36
RAB (SNI 7394:2008) a) Pekerjaan penggalian tanah biasa b) Pekerjaan pengurugan pasir dengan pemadatan c) Pekerjaan beton berstruktur dengan tipe K-225 (1 PC : 2 PB : 3 KR) d) Pekerjaan pembesian 10 kg e) Pekerjaan bekisting f) Pekerjaan pengurugan tanah kembali g) Pekerjaan pengurugan pasir dan kerikil pada SSFCW h) Pompa, pipa, dan aksesorisnya Total RAB = Rp 11.833.782,- 37
Operational dan Maintenance a) Biaya kebutuhan listrik b) Biaya tanaman canna c) Biaya pembersihan media 38
GAMBAR DESAIN Denah Unit Pengolahan Air Limbah 39
GAMBAR DESAIN Tampak Samping Unit Pengolahan Air Limbah 40
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan a) Efisiensi penyisihan kandungan pencemar air limbah (% removal) yaitu : Prosentase removal total phosphat tertinggi adalah pada reaktor SSFCW kontrol sebesar 93% Prosentase removal MBAS tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 85% Prosentase removal TKN tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 81% Prosentase removal rasio C/N tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 95% 41
KESIMPULAN DAN SARAN b) Desain Unit Pengolah Air Limbah yang yaitu : - Bak Pengumpul dengan dimensi : Panjang = 1,55 m Lebar = 0,77 m Tinggi = 0,7 m - Unit SSFCW dengan dimensi : Panjang = 7 m Lebar = 2,3 m Tinggi = 0,7 m - Bak Penampung dengan dimensi : Panjang = 1,32 m Lebar = 0,66 m Tinggi = 0,7 m 42
KESIMPULAN DAN SARAN Saran Perlu direncanakan variasi jenis tanaman pada subsurface flow constructed wetland yang dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan dan dapat meremoval kandungan limbah. Perlu direncanakan variasi media pasir pada subsurface flow constructed wetland, sehingga diketahui kemampuan removal kandungan limbah oleh jenis media pasir yang berbeda. 43
44