Perencanaan Instalasi Pengolahan Air Limbah.docx

PERENCANAAN INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL) INDUSTRI KERUPUK KULIT

Nama

: Aodita Utami Mahardhika Wati

Nim

: 17250791

YAYASAN LINGKUNGAN HIDUP YOGYAKARTA INSTITUT TEKNOLOGI YOGYAKARTA JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN PROGRAM STUDI S1 TEKNIK LINGKUNGAN

PERENCANAAN INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL) INDUSTRI KERUPUK KULIT

A. PENDAHULUAN Air limbah industri adalah air yang berasal dari rangkaian proses produksi suatu industri yang mengandung komponen yang berasal dari proses produksi tersebut dan apabila dibuang ke lingkungan tanpa pengelolaan yang benar akan dapat mengganggu badan air penerima (Moertinah, 2010). Kualitas limbah menunjukkan spesifikasi limbah yang diukur dari jumlah kandungan bahan pencemar di dalam limbah yang terdiri dari berbagai parameter.

Semakin

kecil

jumlah

parameter

dan

konsentrasinya,

menunjukkan semakin kecilnya peluang untuk terjadinya pencemaran lingkungan (Kristanto, 2004). Air limbah banyak mengandung nutrien yang dapat merangsang pertumbuhan mikroorganisme dengan komposisi air limbah pada umumnya 99,9% air dan 0,1% padatan. Padatan yang terdapat dalam limbah cair terdiri dari 70% padatan organik dan 30% padatan nonorganik (Sugiharto, 1987). Air limbah

banyak mengandung nutrien yang dapat merangsang

pertumbuhan mikroorganisme dengan komposisi air limbah pada umumnya 99,9% air dan 0,1% padatan. Padatan yang terdapat dalam limbah cair terdiri dari 70% padatan organik dan 30% padatan non-organik (Sugiharto, 1987). Limbah cair kerupuk kulit menghasilkan kontaminan yang berpotensi mencemari badan air dan belum memenuhi standar baku mutu air karena masih mengandung kadar BOD, COD, TSS, pH, minyak dan lemak, NH3, Sulfida (S) dan Krom (Cr) yang masih tinggi. Menurut Moertinah (2010), kandungan BOD yang tinggi dapat menyebabkan turunnya oksigen perairan, keadaan anaerob (tanpa oksigen), sehingga dapat mematikan ikan dan menimbulkan bau busuk. Berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 18(b) Tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun bahwa dengan meningkatnya pembangunan di segala bidang, khususnya pembangunan di bidang industri, semakin meningkat pula jumlah limbah yang di hasilkan

termasuk yang berbahaya dan beracun yang dapat membahayakan lingkungan hidup dan kesehatan manusia. Pembangunan IPAL merupakan salah satu upaya terencana untuk meningkatkan pengolahan dan pembuangan limbah yang akrab lingkungan. Tujuan dari perencanaan pembangunan IPAL ini adalah untuk mendapatkan desain IPAL yang efektif dan sesuai dengan limbah cair dari kerupuk kulit, sehingga dapat menjadikan masukan kepada pengolahan industri maupun pihak yang terkait untuk melakukan pengolahan terhadap air limbah yang dihasilkan dari proses produksi kerupuk kulit. Sehingga air limbah yang dibuang dapat diterima oleh badan air. B. METODE 1. Pengambilan Sampel dan Analisa Kualitas Air Limbah a. Pengambilan Sampel Pengambilan sampel menggunakan metode Grab Sampling dengan satu kali pengulangan, yang dilakukan langsung pada 3 titik sumber limbah yaitu pencucian dan perebusan bahan jagal, serta pencucian bahan pabrik, dengan menggunakan botol sampel BL 1000 ml. b. Analisa Kualitas Air Limbah Analisa ini dilakukan untuk memperoleh kualitas air limbah buangan industri. Penentuan parameter uji didasarkan pada Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013. 2. Penentuan Model IPAL Perencanaan IPAL pada industry kerupuk kulit ini mengacu pada desain IPAL industri penyamakan kulit yaitu pada penelitian BPPT (2004). Hal tersebut dikarenakan bahan utama dari proses pembuatan kerupuk kulit yaitu kulit yang salah satunya diperoleh dari industri penyamakan kulit

3. PEMBAHASAN

1. Pengukuran Debit Limbah Pengukuran debit dilakukan pada saat proses pembuangan air limbah di saluran pembuangan sebanyak 5 kali pengulangan guna mendapatkan hasil yang lebih akurat. Pengukuran dilakukan dengan memanfaatkan kecepatan aliran dan dimensi dari saluran. Panjang saluran ditentukan sepanjang 1 meter. Psal (m) I 1 II 1 III 1 IV 1 V 1

Asal tkayu v (m2) (dtk) (m/dt) 0.0157 4.9 0.20 0.0157 5.2 0.19 0.0157 6.4 0.16 0.0157 4.6 0.22 0.0157 4.7 0.21 Debit rata-rata 3

Q (m3/dt) 0.0032 0.0030 0.0025 0.0034 0.0033 0.0031

- Debit (Q) = 0.0031 m /dt - Waktu produksi (t) = 5 jam/hari Maka debit harian limbah kerupuk kulit: Qharian = 0.0031 x 60 x 60 x 5 = 55.55 m3/hari 2. Perencanaan dan Perhitungan Desain IPAL 3. a. Bar Screen

Pada tahapan ini tidak ada parameter yang dapat tereduksi dikarenakan pada hanya mampu menyaring limbah padat yang berukuran besar. Sehingga beban air limbah masih sama dengan kadar influent yang masuk ke IPAL. Banyaknya celah/bukaan antar batang: b

0.25

nc=

=7.14 ≈ 8 celah

= (B+D)

(0.0025 + 0.010)

Jumlah batang = nc – 1 = 8 – 1 = 7 batang Lebar bukaan efektif : 7 × 0.025=0.175 m. Panjang batang bar yang terendam

d sin 60°

0.1

= 0.866 = 0.115 m

0.25 m

0,115m

b. Bak Pemisahan Minyak dan Lemak Tahapan ini mampu mengurangi kontaminan minyak dan lemak dengan perkiraan efisiensi yang tinggi yaitu 99,5% dengan asumsi waktu tinggal yang direncanakan mampu mengendapkan minyak dan lemak pada air limbah. Serta diperkirakan juga mampu mengurangi kadar TSS dengan efisiensi yang kecil yaitu 5%.

Dimensi dan volume bak V = Q x td = 2.31 x 1 = 2.31 m3 Diambil: - Panjang - Lebar - Kedalaman - Jagaan 0.8M

(p) (l) (h)

= 2.4 m =1m =1m = 0.5 m

0.8M

0.8M

0.15M

1.0M

c. Bak Ekualisasi Pada bak equalisasi mampu mengurangi kadar TSS dengan efisiensi yang kecil yaitu diperkirakan 15%. Dimensi dan volume bak V = Q x td = 2.31 x 2 = 4.63 m3

W X

Diambil: - Panjang - Lebar - Jagaan Maka kedalaman h = Vol =

(p) = 2 m (l) = 1.5 m = 0.5 m

4.63 = 1.54 m = 1.6 m

p×l2× 1.5

 pipa inlet dan outlet : 4 inci Pompa outlet : submersible pump Kemiringan dasar

: 0.02

d. Bak Koagulasi dan Flokulasi 1) Bak Koagulasi V = Q x td = 2.31 x 4060 = 1.54 m3 Diambil: - Panjang (p) - Lebar (l) - Jagaan Maka kedalaman Vol

1

=1m = 1m = 0.5 m .54

h = = 1.54 m ≈ 1.6 m p×l = 1×1 Pembubuhan Koagulan

Senyawa = Natrium Hidroksida (NaOH) dalam bentuk cairan. Reaksi kimia dalam air limbah yang mengandung Cr3+ ditambah dengan hidroksida Na, maka krom tersebut akan terendap sebagai Cr(OH)3. Reaksi : Cr3+ + 2NaOH  Cr(OH)3 + 2Na

2) Bak Flokulasi V = Q x td = 2.31 x 1 = 2.31 m3 Diambil: - Panjang - Lebar - Jagaan

(p) (l)

=1m = 1m = 0.5 m

Maka kedalaman h

=

Vol 2 .31 = 2.31 m p×l = 1×1

e. Bak Pengendap Awal Bak pengendapan awal ini ditujukan untuk mengandapkan krom dan padatan tersuspensi yang berasal dari bak koagulasi dan flokulasi dengan efisiensi yang tinggi yaitu 90%, serta mampu mengurangi kadar BOD dan COD dengan efisiensi yang cukup yaitu 40% dan 35%. f.

Dimensi dan volume bak V = Q x td = 2.31 x 2 = 4.63 m3 Diambil: Diameter Tinggi silinder Tinggi kerucut Tinggi jagaan Tebal dinding Jagaan

= 1.8 m =1m = 0.7 m = 0.3 m = 15 cm = 0.5 m

Maka : Vtot = Vsilinder + Vkerucut = 2.5 + 2.37 = 4.92 m3

F.

Bak Aerasi Bak aerasi diperkirakan mampu mereduksi beban pencemar dengan efisiensi yang tinggi yaitu 95% untuk parameter BOD, COD, NH3, dan S, dan 10% untuk TSS. Hal tersebut dikarenakan pada bak aerasi diberikan pasokan oksigen berlebih untuk menguraikan zat pencemar. Pada bak ini pH kembali netral. Hal

tersebut disebabkan munculnya senyawa asam yang berasal dari reaksi oksidasi sulfide. Dimensi dan volume bak V = Q x td = 2.31 x 2 3 = 4.63 m Diambil: Panjang Lebar Kedalaman Tinggi jagaan Tinggi ruang lumpur Jagaan

=2m =2m = 1.2 m = 0.3 m = 0.3 m = 0.5 m

Sehingga volume bak desain: V

=pxlxh = 2 x 2 x 1.2 = 4.8 m3

Blower udara yang diperlukan Blower Tipe = JQT 750C Diffuser Tipe = D215 Diffuser udara disc (piringan) Reaksi penguraian Amonia dan Sulfida - Reaksi Nitrifikasi: NH4+ + 1.5 O2  NO2- + 2H+ + H2 + 0.5 O2  NO3 - Reaksi Oksidasi Sulfur: S2- + ½ O2 + 2H+  S + H2O 2S + 3 O2 + 2 H2O  2H2SO4

g. Bak Pengendapan Akhir Bak pengendapan akhir ini ditujukan untuk mengandapkan padatan tersuspensi yang berasal dari bak aerasi dengan efisiensi

yang tinggi yaitu 90%, serta mampu mengurangi kadar BOD dan COD dengan efisiensi yang cukup yaitu 40% dan 35%. Dimensi dan volume bak V = Q x td = 2.31 x 2 = 4.63 m3 Diambil: Diameter = 1.8 m Tinggi silinder =1m Tinggi kerucut = 0.7 m Tinggi jagaan = 0.3 m Tebal dinding = 15 cm Jagaan = 0.5 m Maka : Vtot = Vsilinder + Vkerucut = 2.5 + 2.37 = 4.92 m3

c. Hasil Pengolahan (Effluent) Kualitas effluent dari proses pengolahan air limbah industri kerupuk kulit yaitu beberapa parameter effluent baku mutu air limbah, antara lain BOD, NH3, dan S (Tabel 3). Maka diperlukan pengolahan tambahan untuk menurunkan lagi kadar zat pencemar tersebut dalam air limbah.

d. Upaya Pemenuhan Srandar Baku Mutu a. Pengolahan Tambahan Pengolahan tambahan digunakan agar semua parameter yang terolah

diperkirakan

mampu

mengeluarkan

effluent

yang

memenuhi baku mutu yang telah ditentukan. Berdasarkan analisis didapatkan pengolahan tambahan yang sesuai yaitu penambahan blower pada bak aerasi dengan cara menaikkan faktor aman pada kebutuhan udara. b.

b

Faktor aman awal

= 1,2 (1 blower)

Faktor aman baru

=2

(2 blower )

Hasil Pengolahan Tambahan (Effluent) Kualitas effluent dengan pengolahan tambahan ini diperkirakan semua parameter telah memenuhi baku mutu air limbah berdasarkan Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013 dan Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 Dan didapatkan skema dari perencanaan IPAL

4. PERENCANAAN BIAYA Pada pemilihan desain IPAL maka dipilih desain dengan perencanaan pengolahan tambahan menggunakan 2 blower pada bak aerasi, dikarenakan selisih harga yang tidak terlalu signifikan dengan desain awal, namun semua parameter effluent diperkirakan sudah mampu memenuhi baku mutu air limbah dan layak dibuang ke badan air.

.E. KESIMPULAN Berdasarkan perencanaan dan perhitungan desain IPAL industri kerupuk kulit di Kelurahan Sembung, maka didapatkan IPAL yang efektif dalam mengolah limbah cair dengan melalui beberapa tahapan pengolahan, antara lain bar screen, bak pemisah minyak dan lemak, bak koagulasi, bak flokulasi, bak pengendapan awal, bak aerasi, serta bak pengendapan akhir. Denga desain. IPAL tersebut diperkirakan mampu menurunkan kontaminan lebih dari 90%, sehingga effluent dari pengolahan layak untuk dibuang ke badan air.

5. DAFTAR PUSTAKA BPPT. 2004. Kulit. Jurnal

Petunjuk Teknis Pengolahan Limbah Industri dipublikasikan. Jakarta : Kelair BPPT.

Ginting, P. 2007. Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri. Bandung: Yrama Widya. Gubernur Jawa Timur. 2013. Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Industri dan Kegiatan Industri Lainnya. Surabaya : Gubernur Jawa Timur. Kristianto. (2004).

Ekologi

Industri. Yogyakarta: Andi.

Moertinah, Sri. 2010. Kajian Proses Anaerobik Sebagai Alternatif Teknologi Pengolahan Air Limbah Industri Organik Tinggi. Dalam Jurnal Riset Teknologi Pencegahan dan Pencemaran Industri Vol.1 No. 2. Semarang: Balai Besar Teknologi Pencegaha. Republik Indonesia. 1999. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 1999 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya Dan Beracun. Lembag Negara RI Tahun 1999. Jakarta :Sekretariat Negara. Spellman, Frank R. 2008. Water and Wastewater Treatmen Plant Operations (Second Edition). Florida : CRC Press LLC. Sugiharto. 1987. Jakarta : UI-Press.

.

Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah.