5. Hasil dan Pembahasan
5.1. Proses Pengolahan Limbah Cair PT. SIER
Proses pengolahan limbah yang ada pada PT. SIER adalah dengan menggunakan proses fisika dan biologi tanpa menggunakan atau menambahkan bahan kimia. Awal mula prosesnya adalah air limbah yang berasal dari pabrik – pabrik di kawasan Industri Estaste Rungkut dialirkan kedalam saluran air limbah atau Manhole, yang terpasang sepanjang jalan di dalam kawasan industri, melalui bak kontrol yang berada di halaman depan setiap pabrik atau perkantoran.
Gambar 1. Bak Kontrol Gambar 2. Manhole
Selanjutnya seluruh air limbah tersebut mengalir secara gravitasi menuju ke pusat IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) milik PT. SIER. Seluruh air limbah masuk kedalam bak equalisasi yang juga berfungsi sebagai bak pengendap pertama, melaui bak kolektor (rumah pompa) sebagai tempat penampung awal, yang pengoperasian pompanya menggunakan level control switch. Lamanya air pada bak pengendap pertama selama pengamatan adalah 2 – 5 jam, hal ini dimaksudkan adalah untuk mengendapkan padatan tersuspensi secara gravitasi.
9 10 8 7 11 12 16 15 10 6 5 4 3 1 2
UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI PROSES PERJALANAN AIR LIMBAH INDUSTRI
KETERANGAN 1. Pabrik 2. Perkantoran 3. Bak Kontrol
4. Sistem Saluran Air Limbah 5. Rumah Pompa 6. Bak Pengendap Pertama 7. Oxydation Ditch 8. Bak Pengendap Akhir 9. Bak Pembagi Lumpur 10. Bak Pengering Lumpur 11. Bak Effluent 12. Kolam Indikator 13. Thickener 14. Filter Press
15. Instalasi Pembakar Sludge ( Rotary Klin )
16. Open Channel Flow Monitor ( OPCF ) Badan Air Lumpur Kering Air Limbah PPLI Bogor 13 14
Berikut skema gambar diagram alir proses pengolahan limbah yang dimiliki oleh PT. SIER (Persero):
Sebelum dilakukan proses pengolahan secara biologi terlebih dahulu air limbah harus terlebih dahulu melewati proses fisika dimana untuk proses ini limbah yang masuk ditampung dulu pada sumur pengumpul yang ada pada rumah produksi. Sebelumnya kotoran –kotoran seperti potongan – potongan kayu, plastik, dan sebagainya yang berasal dari limbah asal (perusahaan) sudah dipisahkan olehscreening yang ada di dalam saluran saat menuju ke IPAL, dalam hal ini screening yang dimiliki oleh PT. SIER (Persero) adalahBar Screen dimana fungsi dari Bar Screenini adalah untuk mencegah meluapnya air limbah pada saat terjadi clogging (kebuntuan) pipa selain itu screening ini dapat menghemat biaya operasi (tenaga kerja).
Selanjutnya baru limbah tersebut dikumpulkan didalam sumur pengumpul (basah) yang ada pada rumah produksi. Pada rumah produksi ini terdapat dua sumur yaitu sumur basah dan sumur kering. Untuk sumur basah fungsinya adalah mengumpulkan limbah yang berasal dari kawasan industri yang ada di Rungkut, dimana sumur ini berbentuk lingkaran serta mempunyai kedalaman 10 meter dengan diameter 5 meter. Sumur basah ini dilengkapi dengan pipa yang berdiameter 400 – 600 mm yang berguna sebagai tempat masuknya air limbah dari berbagai pabrik yang ada di sekitar kawasan Rungkut Industri.
Proses yang terjadi pada bak pengendap pertama atauPrimary Settling Tank sama seperti proses sedimentasi, dimana pada proses yang terjadi di dalam bak ini adalah mengendapkan partikel – partikel padat yang tersuspensi dalam asam/zat cair dengan menggunakan pengaruh gravitasi, yang dilakukan dengan cara mengendapkan partikel – partikel tersuspensi yang lebih berat daripada air, cara ini adalah yang paling sering digunakan dalam pengolahan air.
Untuk sumur kering (Dry Well) ini berada dibawah rumah pompa, didalamnya terdapat empat pompa yang bekerja secara bergantian serta otomatis untuk mengalirkan air limbah ke dalam bak pengendap pertama (Primary Settling Tank). Kekuatan tiap – tiap pompa pada pada sumur kering ini mampu mengalirkan dengan debit 60 lt/ detik, untuk jenis pompa itu adalah Vertical Centrifugal Pump, yang digerakkan oleh motor listrik 11 Hp dengan voltase 380 volt. Sedangkan peralatan lain yang ada pada rumah pompa adalahCraneyang berfungsi untuk mengangkat kotoran.
Limbah yang ada pada sumur pengumpul tadi kemudian dialirkan menuju bak pengendap pertama untuk proses lebih lanjut. Fungsi dari bak pengendap pertama ini adalah :
1. Mengendapkan zat padat tersuspensi secara gravitasi. 2. Menyaring kotoran yang terapung
3. Sebagai tempat homogenisasi air limbah sebelum masuk areaoxidation ditch. 4. Pemerataan beban hidrolisis sehingga tidak terjadi shock loading pada proses
Gambar 6. Bak Pengendap Pertama (Primary Settling Tank)
Bak pengendap pertama berbentuk persegi panjang dengan ukuran 40 meter dan lebar 10 meter serta mempunyai tinggi pinggir 1,6 meter dan tinggi untuk bagian tengah 3 meter bak pengendap pertama juga dilengkapi buffle serta tiga bak kecil yang mempunyai fungsi – fungsi tertentu, bak pertama ini dilengkapi dengan :
1. Meter air yang menghubungkan dengan baling – baling yang fungsinya untuk mengetahui debit air (influent) dengan jelas.
2. Penyekap (skimmer) yang berjumlah dua buah terpasang secara simetris. Fungsinya adalah untuk menyekap benda – benda partikel yang terapung. Misalnya : plastik, busa detergen, minyak dan partikel lain.
3. Pompa yang dipasang pada bagian bak besar (bak pengendap pertama) yang berfungsi untuk mengalirkan partikel terapung dan lumpur hasil dari pengendapan ke bak pengering lumpur.
Bahan pencemar yang dapat dipisahkan pada tahap ini terdiri dari 100% benda – benda mengapung, 60,5% - 65% padatan tersuspensi dan 30 – 35% bahan – bahan organik. Pada tahap ini beban pencemar dapat diturunkan sebesar 30% sehingga effluent
dari bak pengendap pertama sementara (Overflow Primary Settling Tank) menuju unit pengolahan biologis dengan BOD 400 – 500 ppm.
Secara keseluruhan untuk tahap proses pengolahan secara fisika instalasi pengolahan limbah milik PT. Surabaya Industrial Estate Rungkut (SIER) sudah mengacu kepada pedoman milik Siregar (2005) dan SuE (1998) dimana dikatakan bahwa proses pengolahan fisika antara lain pengolahan dengan menggunakan screen, sieves, dan filter; pemisahan dengan memanfaatkan gaya gravitasi (sedimentasi atau oil/water separator), serta flotasi, adsorpsi, danstripping.
Untuk proses biologi dilakukan pada kolam oksidasi (oxidation ditch) dimana terdapat empat bak oksidasi yang mampu mengolah limbah sebanyak 10.000 m³, dimana satu bak oksidasi dilengkapi dengan empat Mammoth rotor yang penggunaannya ditentukan oleh tingkat pencemaran yang terjadi serta debit air limbah yang masuk. Bak oksidasi yang ada pada PT. SIER ini berbentuk lingkaran elips dengan kapasitas 2500 m³, panjang 232 m, kedalaman air 2 m, volumetric loading 0,48 Kg BOD/m³ hari, detensi 24 jam dandissolved solid> 1.
Gambar 7. Kolam Oksidasi Gambar 8. Mammoth Rotor
Fungsi dari kolam oksidasi (oxidation ditch) antara lain adalah : 1. Sebagai tempat pencerna bahan organik oleh bakteri
2. Sebagai tempat pencampur bahan organik dengan oksigen
3. Sebagai tempat terjadinya pertukaran gas dari air ke udara/ sebaliknya 4. Sebagai tempat terjadinya proses flokulasi yang menghasilkan lumpur aktif.
Sedangkan Mammoth rotor sendiri mempunyai fungsi untuk mendispersikan oksigen ke bak oksidasi dan sebagai pengaduk serta menstabilkan aliran limbah cair sehingga tidak timbul endapan lumpur non aktif. Seperti aerasi yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan polutan dengan menggunakan mikroorganisme (bakteri) mammoth rotor juga menentukan proses sedimentasi yang diakibatkan oleh lumpur. Sedimentasi sendiri bertujuan untuk memisahkan mikroorganisme setelah proses aerasi. Hal ini sependapat dengan SuE (1998) yang mengatakan bahwa proses aerasi merupakan pengolahan air dengan cara mengolahnya dengan udara yang bertujuan untuk menambahkan O2, penurunan CO2 dan menghilangkan H2 dan CH4 serta berbagai senyawa organik yang bersifat valatif yang berkaitan untuk rasa dan bau serta untuk mereduksi bahan – bahan tersuspensi (kekeruhan) dari dalam air dan dapat juga berfungsi untuk mereduksi kandungan organisme (pathogen) tertentu dalam air.
Di dalam kolam oksidasi/ bak aerasi ini terjadilah proses biologis, dimana mikroorganisme tersebut berperan aktif dalam proses biodegrable polutan menjadi senyawa – senyawa yang lebih sederhana, pada kondisi tersebut mikroorganisme tumbuh dan berkembang, dan membentuk biological floc, dan sering disebut activated sludge (lumpur aktif).
Setelah melewati proses biologi yang ada pada kolam oksidasi (oxidation ditch) air limbah yang telah diolah pada bak oksidasi yang waktu deteksinya ± 8 – 20 jam dilimpahkan ke bak distribusi (Distribution Box), kemudian air limbah ditransfer ke bak
pengendap akhir (Clarifier), namun sebelum ditransfer ke bak pengendap akhir air limbah harus melalui proses pemisahan antara partikel cair dengan partikel zat padat agar partikel zat padat tersebut tergabung kedalam lumpur yang masih aktif.
Gambar 9. Bak Distribusi Lumpur (Distribution Box)
Bak pendistribusian ini berbentuk bak – bak yang luas totalnya 28,8 m², dengan panjang 7,2 m, lebar 4 m, dan rata – rata kedalaman 2,3 m. Adapun fungsi dari bak distribusi tersebut adalah :
1. Sebagai penampung sementara limbah cair dari bak oksidasi yang akan dimasukkan ke bak pengendap terakhir.
2. Pengembalian dari bak pengendap akhir yang berupa lumpur aktif diolah dan di recyclekembali ke bak oksidasi.
Bak distribusi ini dilengkapi dengan pompa setrifugal yang berfungsi untuk mengalirkan lumpur yang akan dibuang ke bak yang berfungsi untuk mengalirkan lumpur yang akan dibuang ke bak pengering lumpur di bak oksidasi sebagaireturn sludge.
Dari hasil akhir proses pengolahan limbah yang ada pada PT. SIER (Persero) yang menentukan layak atau tidaknya air dibuang adalah melalui proses di bak pengendap akhir, dimana proses pengendap akhir ini berfungsi untuk mengendapatkan
lumpur yang masih terdapat pada proses oksidasi. Bak ini berbentuk lingkaran, terbuat dari beton semen dan tepinya dikelilingi saluran/parit untuk pembuangan ke sungai dengan hasil air yang mempunyai parameter standar yang diinginkan.
Air limbah yang sudah terproses dan terbentuk biological floc, akan mengalir ke pengendap akhir/ clarifier melalui bak pembagi lumpur/ distribution box untuk proses pengendapan, dipisahkan antara air/effluent dan biological flocnya, sehingga air hasil proses yang telah netral akan memenuhi baku mutu air limbah keputusan Gubernur Jatim No. 45 tahun 2002 tentang baku mutu limbah cair bagi kegiatan usaha lainnya di Jawa Timur.
Gambar 10. Bak Pengendap Akhir (Clarifier)
Untuk kriteria desain pada bak pengendap akhir (Clarifier) yang ada pada Instalasi Pengolahan Limbah adalah :
1. Diameter bak 25 m 2. Kedalaman tepi 2,5 m 3. Kedalaman tengah 3 m 4. Kemiringan dasar 2,24 m 5. Volume 640 m³.
Untuk bak pengendap akhir ini juga dilengkapi dengan alat pengumpul lumpur (Scrubber Bridge) yang berfungsi untuk membersihkan lumpur yang ada didalam bak tersebut, dengan cara berputar mengelilingi bak pengendap dengan kecepatan 30 menit/ putaran. Gerakan alat pengumpul lumpur yang lambat ini memang bertujuan untuk mengeruk lumpur ke posisi tengah dasar bak pengendap akhir dan juga bertujuan untuk mencegah agar gelombang air tidak terjadi, karena jika terjadi gelombang air maka hal ini dapat mengganggu proses terjadinya sedimentasi (pengendapan). Sedimentasi sendiri mempunyai arti sebagai salah satu proses pemisahan padatan dan cairan menjadi cairan bening dan slurry lebih pekat karena adanya gaya gravitasi yang bekerja pada padatan tersebut.
Kemampuan padatan mengendap yang terjadi pada bak pengendap akhir (clarifire) dipengaruhi oleh sifat fisis, ukuran dan bentuk partikel (butiran padatan). Sifat fisis fluida, konsentrasi padatan dan kecenderungan butir – butir padatan berinteraksi satu dengan yang lainnnya. Berdasarkan hal tersebut maka tipe pengendapan menjadi empat macam yaitu :discrete particle,flocculant,hindered,compression.
Disinilah flok yang terbentuk di parit oksidasi akan mengendap secara gravitasi menjadi lumpur aktif yang akan dialirkan kembali pada return sludge, sedangkan air jernih dialirkan ke badan air penerima (sungai).
Untuk meratakan pendistribusian air dalam bak pengendap akhir ini dilakukan dengan cara mengalirkan melalui pipa inlet yang diletakan dibagian tengah bak. Selanjutnya proses pengendapan berlangsung secara gravitasi yaitu dengan adanya aliran yang berputar sehingga flok – flok lumpur yang sudah terbentuk akan mengendap di
bagian tengah bak pengendap akhir. Untuk air yang berada diatas lumpur akan dialirkan secara gravitasi melaluiOver Flow Weirmenuju sungai Tambak Oso.
Sebelum hasil akhir dari pengolahan limbah dibuang ke sungai Tambak Oso harus ditampung dalam kolam badan air. Dalam kolam badan air tersebut air buangan dihitung debit airnya melalui debit air yang masuk. Perhitungan ini dilakukan untuk membandingkan debit air yang masuk (sebelum pengolahan) harus sama dengan debit yang dikeluarkan (sesudah pengolahan) agar proses pengolahan air limbah berjalan sempurna.
Gambar. 11 Open Chanel Flow Monitor
Setelah air tertampung dalam kolam badan air maka sebelum air tersebut dibuang ke sungai Tambak Oso, kualitas air dari hasil pengolahan perlu ditinjau terlebih dahulu. PT. SIER (Persero) selaku pihak instalasi pengolahan air limbah telah membangun kolam indikator dimana didalam kolam tersebut terdapat bioindikator yaitu ikan, jenis ikan yang digunakan sebagai bioindikator adalah ikan nila. Kolam tersebut dapat memberikan indikasi yang terjadi terhadap air limbah hasil pengolahan
Gambar. 12 Kolam Indikator
Berdasarkan parameter kualitas air ditentukan oleh pH dan suhu, bila pH normal (pH 6- 9) dan suhu sekitar 30 – 35 ºC dan parameter kimia kualitas air ditentukan oleh COD, BOD dan DO. Untk kadar COD sebesar 100 ppm, kadar BOD sebesar 50 ppm dan kadar DO lebih dari 1 ppm maka makhluk hidup (ikan) tersebut dapat hidup secara bebas. (Gambar. 9).
Dari hasil pengamatan yang dilakukan oleh penulis selama mengikuti praktek di Instalasi Pengolahan Air Limbah PT. Sier (Persero) Rungkut, Surabaya. Untuk sisa lumpur yang mengendap pada bak pengendap air selanjutnya dibuang ke dalam bak pengering lumpur.
Bak pengering lumpurnya sendiri mempunyai bentuk persegi panjang, bagian dasar dari bak pengering lumpur ini mempunyai kemiringan dua arah serta dilengkapi dengan lapisan penyaring yang terdiri dari lapisan pasir kasar setebal 20 cm dan lapisan kerikil (batu kerikil yang digunakan berdiameter 1 – 1,5 setebal 6 cm dan batu kerikil berdiameter 1,5 – 2 dan 4 – 6 setebal 8 cm). Lapisan penyaring ini berfungsi untuk memisahkan lumpur dengan airnya, setiap dilakukannya penyaringan pasir harus ditambahkan karena pasir tersebut akan berkurang pada saat dilakukan pengerukan lumpur yang telah kering. PT. SIER (Persero) memiliki dua macam bak pengering lumpur yaitu :
1. Bak pengering lumpur primer yang berjumlah 17 buah dengan ukuran tiap bak 10 x 5 m², berfungsi untuk mengeringkan lumpur yang berasal dari bak pengendap pertama.
2. Bak pengering lumpur sekunder yang berjumlah 19 buah dengan ukuran tiap bak 10 x 20 m², berfungsi untuk mengeringkan lumpur yang berasal dari bak distribusi yaitu lumpur gabungan dari bak oksidasi dan bak pengendap akhir.
Lumpur yang dihasilkan dari bak pengendap pertama dan gabungan dari bak oksidasi serta bak pengendap akhir adalah merupakan hasil penguraian secara biologis oleh mikroorganisme. Lumpur yang masuk ke bak pengering lumpur akan mengalami proses filtrasi. Air hasil proses filtrasi dialirkan menuju kali Tambak Oso sebagai effluent, sedangkan lumpur dikeringkan secara fisik dengan batuan sinar matahari.
5.2. Perbandingan Kandungan Logam Berat