STUDI ANALISIS KEBUTUHAN AIR SEKTOR NON- DOMESTIK KATEGORI INDUSTRI KECIL DI SENTRA PENGRAJIN BATIK MOTIF MEDAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil Oleh: WAHYU RAMDANI SIREGAR 11 0404 031 BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
ABSTRAK Manusia sebagai makhluk yang berbudaya memerlukan air untuk kehidupan sehari-hari seperti memasak, mencuci, mandi dan lain sebagainya. Seperti yang kita ketahui berbagai kegiatan tersebut dapat menimbulkan polusi air yang salah satu penyebabnya adalah pencemaran air melalui limbah pabrik. Jumlah pengrajin batik di Jalan Bersama Gang Musyawarah ada 10 pengrajin batik dan masih mengandalkan air sumur yang terkadang tidak mencukupi sehingga harus menggunakan air PDAM. Hal tersebut tentu akan menambah beban biaya produksi batik sehingga sulit bagi UMKM batik yang notabenenya masih tradisional tersebut untuk berkembang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengurangan kandungan parameter limbah dan kebutuhan air yang digunakan dalam proses produksi batik setelah menggunakan air dari proses daur ulang. Proses daur ulang terdiri dari 3 tahapan, yakni pemisahan, pengendapan dan penyaringan. Air yang dihasilkan dari proses daur ulang kemudian digunakan kembali dan dihitung anggaran biayanya. Tahap pemisahan menggunakan proses elektrokoagulasis dimana dalam prosesnya listrik digunakan sebagai pemisah antara limbah dan air bersih. Pengendapan berlangsung selama 1x24 jam dengan tujuan agar limbah dan air bersih terpisah dengan sempurna. Selanjutnya limbah yang telah menggumpal namun masih bercampur dengan air di saring didalam bak penyaringan. Jumlah kebutuhan air untuk proses produksi batik sebesar 45 m 3 perbulan Dari penelitian diperoleh kebutuhan air untuk proses produksi batik sebesar 45 m 3. Untuk mendaur ulang pemakaian air perharinya diperlukan dimensi bak elektrokoahgulasi sebasar1,5x0,5x0,5 m dan bak pengendap sebesar 1,7x1x0.9 m. Air yang telah didaur ulang mengalami penurunan terhadap parameter limbahnya dengan kadungan COD, BOD, TSS, TDS dan PH masingmasing sebesar 14.19 mg/l, 4.54 mg/l, 14 mg/l, 1815 mg/l, 6.7. Air yang telah menurun parameter limbahnya dapat digunakan kembali dalam proses produksi batik dan mencukupi kebutuhan penggunaan air. Kata kunci: Kebutuhan air, Elektrokoagulasi, daur ulang, limbah i
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum. Wr. Wb. Alhamdulillah, puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulisan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam ke atas baginda Rasulullah Muhmmad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas kami sehari hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dalam Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik. Adapun judul skripsi yang diambil adalah: Studi analisis kebutuhan air sektor non domestik kategori industri kecil di sentra pengerajin batik motif medan Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu : 1. Ayahanda Elpin riswan siregar S.E dan Ibunda Nurlaili hasibuan S.IP tercinta yang telah banyak berkorban moril dan materiil, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat. ii
2. Bapak Ir. Alferido selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan, masukan, dukungan dalam bentuk waktu dan pemikiran untuk membantu saya menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Bapak Ir. Teruna Jaya M.Sc. selaku koordinator bidang studi Teknik Sumber Daya Air. 6. Bapak Ivan Indrawan, ST. MT, dan Kak Riza Inanda Siregar, ST. MT. selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini. 7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. 9. Abang kandungku dan kakak kandungku Ahmad ansyari siregar S.H M.H dan Elisya fitri S.Farm yang telah menjadi inspirasi dan semangat, serta membantu finansial penulis. 10. Teman yang selalu memeberikan semangat Putri Zhafira chuznita dan Dika Swandana yang membantu dalam penelitian ini 11. Abang/kakak dan teman-teman seperjuangan di Sipil USU bang robi, bang putra, bang sutan, bang ibnu, bang ozik, musdi, topik, win, eky, aldo, iii
barly, dian, imfim, ilham, kobol, rae, budi, bara, rendra, tandem, suped, hilman, yogi, serta kawan-kawan seperjuangan angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Medan, 2017 Penulis Wahyu Ramdani Siregar 11 0404 031 iv
DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR NOTASI... x BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 4 1.3. Batasan Masalah... 5 1.4. Maksud dan Tujuan Penelitian... 5 1.5. Manfaat Penelitian... 6 1.6. Sistematika Penulisan... 6 1.7. Jadwal Kegiatan Penelitian... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 8 2.1. Umum... 8 2.2. Sumber Air Baku... 8 2.3. Kebutuhan Air Bersih... 11 v
2.4. Standar Baku Mutu Limbah Cair... 19 2.5. Standar Kualitas Air Baku... 21 2.6. Instalasi Pengolahan Air (IPA)... 24 2.6.1 Kriteria perencanaan unit koagulasi (pengaduk cepat)... 25 2.6.3 Kriteria perencanaan unit flotasi (pengapungan)... 26 2.7. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)... 28 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 39 3.1. Tempat dan Waktu... 39 3.2. Sentra Pengrajin Batik Motif Medan... 40 3.3. Metodologi Penelitian... 42 3.3.1. Jenis Penelitian... 42 3.3.2. Kerangka Penelitian... 42 3.3.3. Tahapan Penelitian... 43 3.4. Metode Analisis Kebutuhan Air... 44 3.5. Metode Daur Ulang Limbah Cair Batik... 44 3.6. Metode Perhitungan Biaya... 45 BAB IV... 46 ANALISIS DAN PEMBAHASAN... 46 4.1. Analisis Kebutuhan Air... 46 4.1.1. Kebutuhan Air Proses Produksi... 46 4.1.2. Suplai Air untuk Proses Produksi... 47 vi
4.2. Analisis Daur Ulang Limbah Cair... 47 4.2.1. Analisis Kondisi Limbah Cair Batik... 47 4.2.2. Analisis Proses Elektrokoagulasi... 49 4.2.3. Analisis Proses Pengendapan... 53 4.2.4. Analisis Proses Filtrasi... 54 4.3 Analisis Dimensi Pengolahan Limbah... 57 4.3.1 Analisis Bak Elekrokoagulasis... 57 4.3.2 Analisis Bak Pengendap... 57 4.4 Analisis Biaya Produksi... 57 4.4.1 Analisis Biaya dengan Suplai Air dari PDAM... 57 4.4.2 Analisis Air dengan Suplai Air Daur Ulang... 58 4.4.3 Analisis Perbandingan Biaya dengan Suplai Air PDAM dan Daur Ulang. 58 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 59 5.1. Kesimpulan... 59 5.2. Saran... 60 DAFTAR PUSTAKA... 61 Lampiran vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Limbah cair hasil proses pewarnaan dan pelontoran batik... 3 Gambar 1. 2 Limbah cair langsung dibuang ke saluran drainase... 3 Gambar 2. 1 Unit instalasi pengolahan air... 24 Gambar 3. 1 Lokasi pengerajin ardhina batik motif medan... 39 Gambar 3. 2 Ardhina Batik Motif Medan... 40 Gambar 3. 3 Manajemen Produksi Ardhina Batik Motif Medan... 40 Gambar 4. 1 Rekening tagihan air PDAM... 47 Gambar 4. 2 Sampel Limbah... 48 Gambar 4. 3 Hasil penyaringan... 49 Gambar 4. 4 Bak elektrokoagulasi... 52 Gambar 4. 5 Proses elektrokoagulen... 52 Gambar 4. 6 Proses elektrokoagulen pada material anoda katoda... 53 Gambar 4. 7 Bak pengendap... 53 Gambar 4. 8 (a) Limbah sebelum mengalami pengendapan. (b) Limbah sesudah mengalami pengendapan... 54 Gambar 4. 9 Bak Filtrasi... 55 Gambar 4. 10 (a) Proses pencucian material. (b) Material filtrasi yang sudah bersih... 56 Gambar 4. 11 Limbah yang telah mengalami proses filtrasi... 56 viii
DAFTAR TABEL Tabel 1. 1 Jadwal kegiatan penelitian... 7 Tabel 2. 1 Penentuan Tingkat Layanan Air Baku... 14 Tabel 2. 2 Kategori kebutuhan air non-domestik... 17 Tabel 2.3 Kebutuhan air non-domestik kategori I... 18 Tabel 2.4 Kebutuhan Air Non Domestik Kota Kategori II, III dan IV... 19 Tabel 2.5 Kebutuhan Air Non Domestik Kota Kategori V... 19 Tabel 2.6 Kebutuhan Air Domestik Kota Kategori lain... 19 Tabel 2. 7 Kualitas Air Baku... 21 Tabel 2. 8 Komponen Unit Pengolahan Air... 25 Tabel 2. 9 Kriteria perencanaan unit koagulasi (pengaduk cepat)... 25 Tabel 2. 10 Kriteria perencanaan unit flokulasi (pengaduk lambat)... 26 Tabel 4. 1 Hasil Analisa Penurunan Kandungan Parameter Limbah... 49 ix
DAFTAR NOTASI A a B b C c d e G h I i K L L c m N n P p = luas = koefisien = lebar = koefisien = koefisien run off = koefisien = tinggi hujan; diameter = angka dasar logaritma = koefisien kemencengan = tinggi; hulu = indeks hujan = intensitas curah hujan; nomor indeks = faktor frekuensi; variabel reduksi = panjang = jarak dari titik pengeluaran sampai pusat daerah aliran = koefisien atau eksponen = hujan normal; jumlah = koefisien kekasaran Manning; koefisien atau eksponen; bilangan = hujan; probabilitas kejadian pada tahun sembarang; keliling basah = tekanan; porositas; probabilitas terhitung x
Q = volume atau laju debit atau limpasan Q S q = volume aliran permukaan = debit q p R S S x = debit puncak = radius hidrolik; tingkat curah hujan = kesalahan standar = standar deviasi s T r = kemiringan = periode ulang atau interval ulang t t c = waktu = waktu konsentrasi V v X X x Y y μ Ʃ σ = volume tambatan permukaan = kecepatan = variabel = nilai rata-rata X = jarak; konstanta atau eksponen; faktor bobot = variabel = jarak vertical; variasi tereduksi pada analisis frekuensi = nilai rata-rata = penjumlahan = deviasi standar xi