BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Sewon dibangun pada awal Januari 1994 Desember 1995 yang kemudian dioperasikan pada tahun 1996. IPAL Sewon dibangun di lahan seluas 6,7 Ha yang berlokasi di dusun Cepit, Pendowoharjo, Sewon, Bantul. Parameter desain IPAL Sewon ditunjukkan pada Tabel 1.1. IPAL Sewon difungsikan untuk mengolah limbah rumah tangga (kamar mandi, air cucian, WC dan dapur). Pengolahan secara biologis dilakukan dengan unit laguna aerasi fakultatif dan lumpurnya (sludge) diolah dengan unit sludge drying bed. Alur proses pengolahan limbah domestik pada IPAL Sewon ditunjukkan pada Gambar 1.1. Instalasi pengolahan limbah ini bertujuan untuk mencegah bibit penyakit yang ditimbulkan oleh kotoran kotoran yang mencemari air permukaan. Limbah kota yang telah diolah dalam instalasi pengolahan akan dialirkan ke sungai Bedog melalui sebuah pipa beton dan kanal saluran terbuka. Sungai Bedog termasuk dalam pengendalian saluran limbah golongan II yang dinyatakan dalam Pergub DIY No 07 tahun 2010 tentang Baku Mutu Limbah Cair dengan BOD 5 keluaran berada dibawah 50 mg/l.. Gambar 1.1. Skema Proses Pengolahan Air Limbah 1
2 Tabel 1.1. Parameter Desain IPAL Sewon, Bantul Tolok Ukur Desain Satuan Nilai Total penduduk yang dilayani jiwa 110.000,00 Jumlah sambungan rumah tangga unit 17.330,00 Jumlah sambungan non rurnah tangga unit 4.360,00 Total jumlah sambungan unit 18.420,00 Rata-rata kapasitas pengolahan m 3 /hari 15.500,00 Debit puncak l/detik 356,00 Bahan BOD influen kg/detik 5.103,00 Konsentrasi BOD influen mg/l 332,00 Penggunaan BOD pada dasar kolam fakultatif % 90,00 Desain sisa BOD mg/l 232,00 Konsentrasi BOD effluen mg/l 30,00 40,00 Kolam fakultatif waktu penyimpanan hidrolik hari 5,50 kolam fakultatif kedalaman efektif m 4,00 Kolam fakultatif: Efisiensi transfer oksigen dari aerator kg O 2 /jam 1,60 Kolam maturasi: waktu penyimpanan hidrolik hari 1,00 Kolam maturasi: kedalaman efektif m 1,50 Produksi Lumpur l/cap/tahun 30,00 Interval pengurasan tahun 1,00 2,00 Sumber: Design Study Report on the Project for The Construction of Yogyakarta STP, Jan. 1993, JICA Sesuai data desain, IPAL Sewon diperkirakan memproduksi lumpur sebanyak 30 l/cap/tahun, sedangkan sesuai data eksisting pada tahun 2014 produksi lumpur IPAL Sewon dengan kapasitas layanan ±50% dari kapasitas terpasang/terbangun mencapai 1.086,66 m 3 per tahun atau setara dengan 3 m 3 untuk setiap harinya. Penyedotan lumpur dilakukan setiap 6 (enam) bulan atau dua kali dalam setahun. Akumulasi lumpur setiap bulannya dapat disajikan pada Tabel 1.2. Produksi lumpur ini cukup banyak sehingga diperlukan penanganan lebih lanjut.
3 Tabel 1.2. Akumulasi Produksi Lumpur IPAL Sewon No Bulan (2014) Volume Lumpur (m3) Akumulasi Volume Lumpur (m3) 1 Januari 348,575 348,575 2 Februari 131,700 480,275 3 Maret 0,000 480,275 4 April 0,000 480,275 5 Mei 0,000 480,275 6 Juni 0,000 480,275 7 Juli 0,000 480,275 8 Agustus 86,840 567,115 9 September 67,154 634,269 10 Oktober 0,000 634,269 11 November 0,000 634,269 12 Desember 452,397 1.086,666 Sumber : Balai IPAL D.I. Yogyakarta Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Sewon direncanakan hanya untuk mengolah air limbah domestik yang berasal dari WC, kamar mandi, dapur dan cuci. Pada kenyataannya limbah dari industri kecil atau industri rumah tangga juga masuk ke IPAL Sewon (Febriyanto, 2014) sehingga menimbulkan adanya kandungan logam berat pada air limbah yang pada akhirnya bermuara di endapan lumpur pada unit instalasi pengolahan limbah. IPAL Sewon memiliki sistem proses pengolahan yang bersifat konvensional yaitu pengolahan secara fisik dan biologi sehingga limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) atau dalam hal ini adalah logam berat tidak mampu diproses dengan baik. Logam berat yang ada dalam air limbah tidak dapat terurai dan akan berpindah tempat sebagai endapan lumpur (sludge). Hal ini ditunjukkan oleh hasil uji lumpur IPAL Sewon oleh Balai Besar Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit Yogyakarta yang dilakukan pada bulan Mei dan Agustus tahun 2013 serta bulan Februari dan Mei tahun 2014, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1.3.
4 Tabel 1.3. Hasil Uji Lumpur IPAL Sewon No Parameter Satuan Mei 2013 Agustus 2013 Hasil Uji Feb 2014 Mei 2014 Baku Mutu Bapedal Kep- 04/09/1995 1 Timbal (Pb) mg/kg 75,837 14,094 86,813 24,370 300,000 2 Kadmium (Cd) mg/kg < 0,717 1,276 <0,717 1,233 5,000 3 Tembaga (Cu) mg/kg 348,654 347,822 747,553 232,855 100,000 4 Krom (Cr) mg/kg 19,320 tidak diuji 17,833 <0,002 250,000 5 Seng (Zn) mg/kg 1.482,729 1.349,445 1.043,112 477,151 500,000 6 Cobal (Co) mg/kg 7,119 tidak diuji 8,976 tidak diuji 50,000 7 Phosfor (P) mg/kg 363,777 5.185,716 1.752,957 3.591,608 8 Kalium (K) mg/kg 1.329,997 836,448 tidak diuji 846,843 9 Nitrogen (N) % tidak diuji 0,890 tidak diuji 0,990 10 Kadar air % 9,540 4,300 15,790 2,690 Sumber : Laporan Hasil Uji BBTKLPP Yogyakarta, 2013-2014 Sebelum diketahui adanya logam berat pada lumpur IPAL Sewon, lumpur yang dihasilkan digunakan oleh para petani sebagai pupuk tanaman, tetapi setelah diketahui bahwa sludge hasil pengolahan pada IPAL Sewon mengandung logam berat maka tidak diizinkan untuk dimanfaatkan sebagai pupuk pertanian. Lumpur yang dihasilkan oleh IPAL Sewon termasuk kategori limbah bahan berbahaya dan beracun (limbah B3) karena mengandung logam berat. Menurut PP 18/1999 jo PP 85/1999 tentang pengelolaan limbah B3, pengertian limbah B3 adalah setiap limbah yang mengandung bahan berbahaya dan/atau beracun yang karena sifat dan/atau konsentrasinya dan/atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan dan/atau merusakkan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lain. Setelah diketahui bahwa lumpur yang dihasilkan oleh IPAL Sewon mengandung logam berat maka lumpur tersebut hanya didiamkan saja di unit sludge drying bed tanpa ada penanganan lebih lanjut, padahal di dalam lumpur tersebut mengandung limbah B3 sehingga akan mencemari tanah dan air
5 tanah di sekitarnya. Adapun kriteria limbah B3 menurut PP 18/1999 jo PP 85/1999 diantaranya adalah mudah meledak, mudah terbakar, reaktif, beracun, infeksius, korosif dan toksik. Logam berat termasuk bahan reaktif, beracun, infeksius, korosif dan toksik sehingga dikategorikan sebagai bahan berbahaya beracun (B3). Lumpur IPAL Sewon mengandung logam berat yang bersifat reaktif, korosif dan beracun. Jika konsentrasinya melebihi baku mutu maka diperlukan penanganan lebih lanjut. Untuk meminimalisasi dampak yang ditimbulkan oleh logam berat pada IPAL Sewon, maka dilakukan penelitian untuk mengkaji proses immobilisasi logam berat pada lumpur IPAL Sewon, yaitu logam berat akan diperangkap dalam media padat agar tidak lepas ke lingkungan. Sedangkan media padat sebagai produk dari proses immobilisasi tersebut diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai material bangunan yang mana bisa berupa paving blok dan atau batako sehingga akan lebih bermanfaat. Selain yang diuraikan di atas, lumpur IPAL Sewon juga mengandung bahan organik, bahan volatile, Natrium, Posfor dan Kalium. Natrium, Posfor dan Kalium dibutuhkan oleh tanaman. Bahan volatile akan hilang jika dilakukan pembakaran pada suhu tinggi, sehingga akan mengurangi berat dan volume dari lumpur IPAL Sewon. Kandungan bahan volatile pada lumpur IPAL Sewon ditunjukkan oleh hasil uji pendahuluan yang dilakukan di Laboratorium Kualitas Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia sebagaimana pada Tabel 1.4. Tabel 1.4. Hasil Uji Kandungan Volatile Suspended Solid (VSS) pada lumpur IPAL Sewon No Parameter Uji Satuan Hasil Uji 1 Kadar Volatil % 32,60 2 Kadar Air % 31,20 3 Kadar Abu % 63,70 Sumber : Laboratorium Kualitas Lingkungan FTSP UII, 2014
6 1.2 Rumusan Masalah Secara garis besar rumusan masalah yang akan dicarikan solusinya sebagai target keberhasilan dalam penelitian ini adalah : a. Apakah proses immobilisasi logam berat dengan pembuatan paving blok dan batako berpotensi untuk mengurangi mobilitas logam berat yang terkandung dalam lumpur IPAL Sewon dan apakah konsentrasi logam Pb, Cu dan Zn yang terlepas setelah dilakukan immobilisasi masih memenuhi baku mutu yang ditetapkan? b. Bagaimana pengaruh substitusi lumpur IPAL Sewon terhadap kualitas paving blok dan batako yang dihasilkan? c. Apakah paving blok yang dibuat dengan campuran lumpur IPAL Sewon memiliki nilai kuat tekan, nilai keausan dan penyerapan air yang memenuhi syarat? d. Apakah batako yang dibuat dengan campuran lumpur IPAL Sewon memiliki nilai kuat tekan dan penyerapan air yang memenuhi syarat? e. Berapa kadar substitusi lumpur yang potensial untuk mendapatkan paving blok dan batako yang masih memenuhi standar mutu? f. Berapa luas paving blok dan batako yang dapat dihasilkan dalam satu kali periode penyedotan lumpur IPAL Sewon? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah : a. Mengetahui bahwa proses immobilisasi logam berat dengan pembuatan paving blok dan batako berpotensi untuk mengurangi mobilitas logam berat yang terkandung dalam lumpur IPAL Sewon serta mengetahui apakah konsentrasi logam Pb, Cu dan Zn yang terlepas masih memenuhi baku mutu. b. Mengetahui pengaruh substitusi lumpur IPAL Sewon terhadap kualitas paving blok dan batako yang dihasilkan. c. Untuk mengetahui sifat fisik paving blok, yaitu nilai kuat tekan, nilai keausan dan penyerapan air yang dihasilkan dari paving blok yang dibentuk dari lumpur IPAL Sewon.
7 d. Untuk mengetahui sifat fisik batako, yaitu nilai kuat tekan dan penyerapan air yang dihasilkan dari batako yang dibentuk dari lumpur IPAL Sewon. e. Untuk mengetahui kadar substitusi lumpur yang potensial agar diperoleh paving blok dan batako yang masih memenuhi standar mutu. f. Mengetahui luas paving blok dan batako yang dapat dihasilkan dalam satu kali periode penyedotan lumpur IPAL Sewon. 1.4 Manfaat Penelitian. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain sebagai berikut : a. Meningkatkan nilai tambah bagi lumpur IPAL Sewon, limbah yang awalnya dikelompokkan dalam Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) menjadi bahan tidak berbahaya dan bermanfaat. b. Dapat meminimalkan kandungan unsur-unsur logam berat, sehingga mengurangi pencemaran lingkungan dan memberikan solusi terhadap persoalan lingkungan hidup di Indonesia secara berkelanjutan. c. Sebagai bahan rekomendasi bagi Balai IPAL D.I. Yogyakarta agar lumpur IPAL diolah lebih lanjut untuk mengurangi pencemaran lingkungan. 1.5 Batasan Masalah Sesuai dengan tujuan penelitian, agar penelitian ini lebih jelas dan terarah maka penulisan ini dibatasi dalam beberapa hal antara lain: a. Lumpur yang digunakan pada penelitian ini adalah lumpur kering yang diambil dari unit sludge drying bed di Balai IPAL D.I. Yogyakarta. b. Proses immobilisasi dengan media padat (paving blok dan batako) dilakukan secara manual. c. Pengujian benda uji dilakukan di laboratorium, meliputi uji kuat tekan, keausan (khusus paving blok), penyerapan air dan uji TCLP. d. Uji TCLP hanya dilakukan terhadap logam berat Timbal (Pb), Tembaga (Cu) dan Seng (Zn). e. Data Sekunder didapatkan dari Balai IPAL Sewon D.I. Yogyakarta.
8 f. Semen yang digunakan adalah semen Portland yang biasa digunakan untuk bangunan perumahan dengan merk Tiga Roda. g. Pasir yang digunakan adalah pasir sungai Progo. h. Tidak dilakukan analisa ekonomi. 1.6 Keaslian Penelitian Sepanjang pengetahuan penulis, belum ada penelitian yang mengkaji tentang immobilisasi logam berat yang terkandung dalam lumpur yang ada di IPAL Sewon. Tapi ada penelitian tentang lumpur IPAL yang pernah dilakukan di IPAL Sewon dan terkait dengan penelitian ini yaitu seperti dikutip dalam Jurnal Ilmiah, Sanitasi, Volume 4 Nomor 1 Hal 1-50, Yogyakarta, 2012. Penelitian tentang pemanfaatan lumpur IPAL Sewon sebagai campuran pembuatan batu bata. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh dari variasi campuran tanah liat dan lumpur, yaitu 3:1, 2:2, 1:3 dan 0:4, terhadap kuat tekan batu bata yang dihasilkan melalui eksperimen dengan rancangan post-test with control group. Adapun sebagai pembanding adalah batu bata yang dibuat oleh pengrajin. Dari masing-masing variasi campuran dan pembanding, diukur kuat tekan 10 batubata di laboratorium konstruksi. Hasil : Secara deskriptif, batu bata kelompok kontrol kuat tekannya paling tinggi, sedangkan di antara kelompok perlakuan, perbandingan 3:1 kuat tekannya tertinggi namun turun 16,9 % dibanding batubata kontrol. Hasil analisis dengan uji t-test bebas pada derajat kepercayaan 95 % menunjukkan bahwa kuat tekan di antara ke empat variasi campuran berbeda secara signifikan, tetapi semakin banyak campuran lumpur yang digunakan, kuat tekannya akan semakin rendah. Karena kuat tekan batu bata yang tertinggi di antara kelompok perlakuan masih belum memenuhi standar SII-0021-78 yaitu 25 kg/cm 2, maka disarankan agar batu bata yang dibuat dengan campuran lumpur ini tidak digunakan untuk bangunan yang berpenghuni atau bangunan yang memiliki berat atau tekanan yang tinggi.