INDUSTRI TEPUNG IKAN
]]]]
O l e h
:
NOVE ADI WIRATA
0952010002
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
JATIM
INDUSTRI KECAP
Oleh :
NOVE ADI WIRATA
0952010002
Telah diperiksa dan disetujui
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional”Veteran” Jawa Timur.
Mengetahui Ketua Program Studi
Dr. Ir. Munawar, MT NIP. 19600401 198803 1 00 1
Menyetujui Pembimbing
OKIK H.C., ST, MT NIP. 3 7507 99 0172 1
Laporan Tugas Perencanaan ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana (S-1), tanggal
...
Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas Perencanaan
Bangunan Pengolahan Air Buangan (PBPAB) Tepung Ikan ini dengan baik.
Tugas perencanaan ini merupakan salah satu persyaratan bagi setiap
mahasiswa Jurusan Teknik Lingkungan , Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan,
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur untuk mendapatkan
gelar sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, kami telah banyak memperoleh
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini
penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmatnya tugas ini dapat
terselesaikan dengan lancar.
2. Ir. Naniek Ratni J.A.R., M.Kes selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
3. Dr. Ir. Munawar Ali, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran” Jawa Timur .
4. Okik H.C., ST, MT selaku Sekertaris Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Pembangunan
5. Okik H.C., ST, MT selaku Dosen Pembimbing tugas PBPAB yang telah
membantu, mengarahkan dan membimbing hingga tugas perencanaan ini
sehingga dapat selesai dengan baik.
6. Firra Rossariawari, ST dan Ir. Yayok Suryo P, MS selaku dosen mata
kuliah PBPAB.
7. Kedua orang tuaku, keluargaku, mahayu widiastuti, yang telah membantu
material, doa, serta support yang tidak pernah habis buat saya.
8. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan angkatan 2009 yang secara
langsung maupun tidak langsung telah membantu hingga terselesainya
tugas ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dan yang tidak dapat saya sebutkan
satu per satu.
Penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan
tugas perencanaan ini, untuk itu saran dan kritik yang membangun akan penyusun
terima dengan senang hati. Akhir kata penyusun mengucapkan terima kasih dan
mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam penyusunan laporan ini
terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang dipahami.
Surabaya, Mei 2013
DAFTAR TABEL...iii 2.1 Karakteristik Limbah Industri ... 4
2.2 Bangunan Pengolahan Air Buangan ... 8
2.2.1. Pengolahan Pendahuluan (Pre Treatment) ... 9
2.2.2. Pengolahan Pertama (Primary Treatment)... 13
2.2.2.1. Proses Fisik...13
2.2.2.2. Proses Kimia...17
2.2.3. Pengolahan Sekunder (Secondary Tretment) ... 25
2.2.3.1. Proses Biologi Secara Aerobik...25
2.2.3.2. Proses Biologi Secara Anerobik...34
2.2.3.3. Proses Biologi Dengan Bio Film...40
2.2.3.4. Nitrifikasi dan Denitrifikasi...44
2.2.4. Pengolahan Tersier (Tertiary Treatment)... 47
2.2.5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment) ... 50
2.4 Profil Hidrolis………58
BAB III DATA PERENCANAAN 3.1 Data Karakteristik Limbah ... 61
4.2.11. Activated Sludge.. ...73
4.2.12. Bak Pengendap II ( clarifier )... ...74
4.2.13.Sludge Drying Bed...75
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 76
5.2 Saran ... 77
DAFTAR PUSTAKA ... ix
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
Permasalahan lingkungan hidup akan muncul dimasyarakat apabila tidak
segera memikirkan dan mengusahakan keselamatan dan keseimbangan lingkungan.
Demikian juga di Indonesia, permasalahan lingkungan hidup seolah-olah seperti
dibiarkan menggelembung sejalan dengan intensitas pertumbuhan industri, walaupun
industrialisasi itu sendiri sedang menjadi prioritas dalam pembangunan. Tidak kecil
jumlah korban ataupun kerugian yang justru terpaksa ditanggung oleh masyarakat
luas tanpa ada kompensasi yang sebanding dari pihak industri.
Walaupun proses perusakan lingkungan tetap terus berjalan dan kerugian yang
ditimbulkan harus ditanggung oleh banyak pihak, tetapi solusinya yang tepat tetap
saja belum bisa ditemukan. Bahkan di sisi lain sebenarnya sudah ada perangkat
hukum yaitu Undang-Undang Lingkungan Hidup, tetapi tetap saja pemecahan
masalah lingkungan hidup menemui jalan buntu. Hal demikian pada dasarnya
disebabkan oleh adanya kesenjangan yang tetap terpelihara menjanga antara
masyarakat, industri dan pemerintah termasuk aparat penegak hukum.
Industri Tepung Ikan merupakan industri yang berbahan baku ikan, Selain
menghasilkan produk, Industri Tepung Ikan juga menghasilkan limbah cair yang
mengandung parameter seperti BOD, COD, TSS, Sulfida, dan amonia, dengan
konsentrasi yang cukup tinggi sehingga bila dibuang secara langsung ke badan air
penerima dapat menimbulkan pencemaran.
Pada tugas “ Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan” ini proses pengolahan terutama dilakukan terhadap bahan buangan yang bersifat cair ( air
diadakan suatu penanganan, pengolahan maupun pengelolaan secara khusus agar air
buangan tidak mencemari lingkungan saat dibuang langsung ke badan air, sesuai
dengan Surat Keputusan Gubernur Jawa Timur No. 45 Tahun 2002 tentang Baku
Mutu Limbah Cair Bagi Industri atau Kegiatan Industri Tepung Ikan.
I.2. Maksud Dan Tujuan
I.2.1. Maksud
Adapun maksud dari tugas perencanaan ini adalah menentukan dan
merencanakan jenis pengolahan air buangan Industri Tepung Ikan sesuai karakteristik
air buangannya termasuk hal-hal yang terkait didalamnya, seperti layout dan
pengoperasiannya, agar diperoleh suatu kualitas air buangan yang sesuai standart
baku mutu yang berlaku.
I.2.2. Tujuan
Tujuan dari tugas perencanaan ini adalah mahasiswa dapat merancang
bangunan pengolahan air limbah Industri Tepung Ikan sesuai dengan
karakteristik yang ditentukan, agar sesuai dengan standart baku mutu yang ada
didalam Surat Keputusan Gubernur Jawa Timur no.45 Tahun 2002.
I.3. Ruang Lingkup
Ruang lingkup tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan
Industri Tepung Ikan meliputi :
2. Diagram alir bangunan pengolahan limbah
3. Spesifikasi bangunan pengolahan limbah
4. Perhitungan bangunan pengolahan limbah :
a. Pre Treatment
c. Secondary Treatment
Activated Slude
Clarifier II
d. Tertiary Treatment
Sludge Driying Bed
5. Gambar banguna pengolahan limbah
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Karakteristik Limbah
Setiap industri mempunyai karakteristik yang berbeda, sesuai dengan
produk yang dihasilkan. Demikian pula dengan industri tepung ikan mempunyai
karakteristik limbah industri tekstil yang berbeda, menurut Keputusan Gubernur
Jawa Timur No. 45 Tahun 2002 limbah cair industri tekstil mempunyai
karakteristik dan baku mutu antara lain :
a. BOD ( Biologycal Oxygen Demand )
BOD ( Biologycal Oxygen Demand ) adalah jumlah oksigen yang
digunakan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi zat – zat organic
pada kondisi standar.
Kandungan BOD5 air buangan Industri Tepung Ikan ini adalah
3500 mg/l, sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan BOD5
yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 100 mg/l.
( Sakti A. Siregar, 2005 “Instalasi Pengolahan Air Limbah”, Kanisius,
Yogyakarta, hal 106 )
b. COD ( Chemical Oxygen Demand )
Kandungan COD air buangan Tepung ikan ini adalah 8500 mg/l,
sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan COD yang
COD ( Chemical Oxygen Demand ) adalah banyaknya oksigen
yang dibutuhkan dalam kondisi khusus untuk menguraikan benda organic
dengan menggunakan oksidator kimia yang kuat ( potassium dikromat ).
( Syed R. Qasim, 1985, “Wastewater Treatment plant”, CBS College
Publishing, hal 39 )
c. Sulfida ( H2S )
Kandungan H2S air buangan Industri Tepung ikan ini adalah 60
mg/l, sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan H2S yang
diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 0,8 mg/l.
Hidrogen sulfida, H2S, adalah gas yang tidak berwarna, beracun,
mudah terbakar dan berbau seperti telur busuk. Gas ini dapat timbul dari
aktifitas biologis ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan
tanpa oksigen (aktifitas anaerobik), seperti di rawa, dan saluran
pembuangan kotoran. Gas ini juga muncul pada gas yang timbul dari
aktivitas gunung berapi dan gas alam.
Hidrogen sulfida juga dikenal dengan nama sulfana, sulfur hidrida, gas
asam (sour gas), sulfurated hydrogen, asam hidrosulfurik, dan gas limbah
(sewer gas). IUPAC menerima penamaan "hidrogen sulfida" dan
"sulfana"; kata terakhir digunakan lebih eksklusif ketika menamakan
campuran yang lebih kompleks.
d. NH3-N ( Ammonia Total )
Kandungan Ammonia air buangan Industri Tepung ikan ini adalah
75 mg/l, sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan Ammonia
yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 5 mg/l.
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya
senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau
amonia).
Walaupun amonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan
nutrisi di bumi, amonia sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak
kesehatan.
( www.wikipedia.org )
Gambar 2.3. Struktur Kimia Ammonia
( www.wikipedia.org )
e. pH
Nilai pH air buangan Industri Tepung ikan ini adalah 12,
sedangkan baku mutu yang mengatur besar nilai pH yang diperbolehkan
dibuang ke lingkungan adalah sebesar 6 - 9.
pH adalah derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat
keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Yang
dimaksudkan "keasaman" di sini adalah konsentrasi ion hidrogen (H+)
Nilai pH berkisar dari 0 hingga 14. Suatu larutan dikatakan netral
apabila memiliki nilai pH=7. Nilai pH>7 menunjukkan larutan memiliki
sifat basa, sedangkan nilai pH<7 menunjukan keasaman.
Nama pH berasal dari potential of hydrogen. Secara matematis, pH
didefinisikan dengan
pH = − log10[H + ]
Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas
lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila
keasamannya rendah.
Selain mengunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat
diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit /
konduktivitas suatu larutan.
( www.wikipedia.org )
f. TSS ( Total Suspended Solid )
TSS ( Total Suspended Solid ) dalam air limbah seperti pasir, liat,
dan bahan organic. TSS jika dibuang ke badan air akan meningkatkan
kekeruhan dalam air dan jika berada didasar perairan akan mengganggu
proses perkembangbiakan hewan – hewan air. Standart Baku Mutu TSS
yang diijinkan adalah 30 mg/lt. TSS yang dihasilkan pada Industri Tekstil
ini adalah sebesar 12000 mg/l.
( Syed R. Qasim, 1985, “Wastewater Treatment plant”, CBS College
II.2. Bangunan Pengolahan Air Buangan
Bangunan Pengolahan Air Buangan mempunyai kelompok tingkat
pengolahan, pengolahan air buangan dibedakan atas:
II.2.1. Pre Treatment (Pengolahan Pendahuluan)
Proses pengolahan yang dilakukan untuk membersihkan dan
menghilangkan sampah terapung dari pasir agar mempercepat proses pengolahan
selanjutnya. Unit proses pengolahannya meliputi, antara lain:
a) Screening
Screening biasanya terdiri-dari batang pararel, kawat atau grating,
perforated plate dan umumnya memiliki bukaan yang berbentuk bulat atau persegi
empat.
Secara umum peralatan screen terbagi menjadi dua tipe yaitu screen kasar
dan screen halus.
Dan cara pembersihannya ada dua cara yaitu secara manual dan mekanis.
Perbedaan screen kasar dan halus adalah pada jauh dekatnya jarak antar bar
screen.
Prinsip yang digunakan bahan padat kasar dihilangkan dengan sederet
bahan baja yang diletakan dan dipasang melintang arah aliran.
Screen berfungsi untuk :
1. Menyaring benda padat dan kasar yang ikut terbawa atau hanyut dalam air
buangan supaya benda-benda tersebut tidak menggangu aliran idalam
2. Mencegah timbulnya kerusakan dan penyumbatan dalam saluran
pembawa.
3. Melindungi peralatan seperti pompa, valve dan peralatan lainnya.
Gambar 2.4. Screening (Metcalf&Eddy,317)
b) Comminutor
Yaitu mesin penghalus/pemarut, berfungsi untuk menghancurkan padatan
kasar yang lolos dari screening, sehingga padatan tersebut mempunyai ukuran
kecil dan seragam serta tidak mengganggu instalasi dan proses selanjutnya.
Comminutor terdiri dari tabung berongga, terbuat dari besi tuang yang berputar
secara kontinyu pada sumbu vertikalnya dengan/sumber tenaga dari motor listrik.
Tabung ini merupakan suatu saringan yang mempunyai gigi-gigi pemotong yang
Bahan-bahan padat yang tertahan dimuka tabung yang bergerak oleh aliran
air buangan akan dibawa oleh tabung ke sisi stasioner, dimana padatan dihaluskan
dengan kerjasama antara batang pemotong dan gigi pemotong.
Comminutor dipasang khusus dalam ruangan yang terbuat dari beton, tepat
dibawah comminutor terdapat saluran yang menghubungkan saluran di hulu dan
di hilir.
Pemeliharaan rutin comminutor hanya terbatas pada pelumasan dan
penggantian gigi pemotong.
(a)
(b)
c) Sumur Pengumpul dan Pompa
Sumur pengumpul merupakan unit penyeimbang, sehingga debit dan
kualitas limbah yang masuk ke instalasi dalam keadaan konstan. Fungsi Pompa
adalah sebagai alat pemindahan fluida melalui saluran terbuka / tertutup di
dasarkan dengan adanya peningkatkan energi mekanika fluida. Tambahan energi
ini akan meningkatkan kecepatan dan tekanan fluida. Pemompaan digunakan
untuk mengalirkan limbah ke unit pengolahan selanjutnya.
Tabel 2.1. Klasifikasi Pompa
KlasifikasiUtama Type Pompa Kegunaan Pompa
Kinetik Centrifugal - Air limbah sebelum diolah
- Penggunaan lumpur kedua
- Pembuangan effluent
Peripheral - Limbah logam, pasir lumpur,
air limbah kasar
Rotor - Minyak, pembuangan gas
permasalahan zat-zat kimia
pengaliran lambat untuk air
Saluran Pembawa Screw Pump
Pipa inlet
KlasifikasiUtama Type Pompa Kegunaan Pompa
Posite
Displacement
SCREW
- Pasir, pengolahan lumpur
pertama dan kedua
- Pengolahan lumpur pertama
dan kedua (permasalahan
kimia)
Air Lift - Pasir, sirkulasi dan
pembuangan lumpur kedua
Pneumatic
Ejektor
- Instalasi pengolahan air
limbah skala kecil
II.2.2. Primary Treatment (Pengolahan Pertama)
Proses Fisik dengan unit pengolahan meliputi:
a) Grit Chamber
Fungsinya adalah untuk mengendapkan grit atau padatan tersuspensi yang
berdiameter > 0,2 mm, seperti pasir, pecahan logam atau kaca dan butiran kasar
lainnya. Kecepatan horisontal pada grit chamber harus konstan. Penghilangan grit
dimaksudkan agar tidak terjadi penyumbatan di dalam pipa akibat adanya endapan
kasar didalam saluran. Outlet ini dapat berupa propotional weir atau phrshall
flume. Pengendapan yang terjadi pada proses ini adalah secara gravitasi.
Ada dua jenis grit chambers :
1. Horizontal Flow Grit Chamber
Debit yang melalui saluran ini mempunyai arah horizontal dan
kecepatan aliran dikontrol oleh dimensi dan unit yang digunakan atau
Gambar 2.7. Horizontal Flow Grit Chamber (Rich,102)
2. Aerated Grit Chamber
Saluran ini merupakan bak aerasi dengan aliran spiral dimana
kecepatan melingkar dikontrol oleh dimensi dan jumlah udara yang
disuplai.
(a) (b)
Gambar 2.8. Aerated Grit Chamber dengan Aliran Spiral. (a) Denah, (b) Tampak
b) Bak Equalisasi
Berfungsi untuk mengendapkan butiran kasar dan merupakan unit
penyeimbang, sehinggga debit dan kualits air buangan yang masuk ke instalasi
pengolahan dalam keadaan seimbang dan tidak berfluktuasi.
Gambar 2.9. Bak Equalisasi (Reynold,158)
c) Flotasi
Berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel suspensi, seperti minyak,
lemak dan bahan-bahan apung lainnya yang terdapat dalam air limbah dengan
mekanisme pengapungan.
Berdasarkan mekanismenya pemisahannya :
1. Bisa berlangsung secara fisik, yaitu tanpa penggunaan bahan untuk
membantu percepatan flotasi, hal ini bisa terjadi karena partikel-partikel
suspensi yang terdapat dalam air limbah akan mengalami tekanan ke atas
sehingga mengapung di permukaan karena berat jenisnya lebih rendah
dibanding berat jenis air limbah.
2. Bisa dilakukan dengan penambahan bahan, yaitu : Udara atau bahan
polimer yang diinjeksikan ke dalam cairan pembawanya, yang dapat
Untuk keperluan flotasi, udara yang diinjeksikan jumlahnya relatif sedikit
( 0,2 m3 udara) untuk setiap m3 air limbah. Semakin kecil ukuran gelembung
udara maka proses flotasi akan semakin sempurna.
Gambar 2.10. Bak Flotasi (Rich,.115)
d) Bak Pengendap I
Effisiensi removal dari bak pengendap pertama ini tergantung dari
kedalaman bak dan dipengaruhi oleh luas permukaan serta waktu detensi.
Berfungsi untuk memisahkan padatan tersuspensi dan terlarut dari cairan dengan
menggunakan sistem gravitasi dengan syarat kecepatan horizontal partikel tidak
Gambar 2.11. Bak Pengendap Rectangular. (a) Denah, (b) Potongan
( Tom D. Reynold,249 )
II.2.2.2. Proses Kimia
Proses Kimia dengan unit pengolahan meliputi:
a) Netralisasi
Air buangan industri dapat bersifat asam atau basa/alkali, maka sebelum
diteruskan ke badan air penerima atau ke unit pengolahan secara biologis dapat
optimal. Pada sistem biologis ini perlu diusahakan supaya pH berbeda diantara
Sebenarnya pada proses biologis tersebut kemungkinan akan terjadi
netralisasi sendiri dan adanya suatu kapasitas buffer yang terjadi karena ada
produk CO2 dan bereaksi dengan kaustik dan bahan asam.
Larutan dikatakan asam bila : H+ > H- dan pH < 7
Larutan dikatakan netral bila : H+ = H- dan pH = 7
Larutan dikatakan basa bila : H+ < H- dan pH > 7
Ada beberapa cara menetralisasi kelebihan asam dan basa dalam limbah
cair, seperti :
a. Pencampuran limbah.
b. Melewatkan limbah asam melalui tumpukan batu kapur.
c. Pencampuran limbah asam dengan Slurry kapur.
d. Penambahan sejumlah NaOH, Na2CO3 atau NH4OH ke limbah asam.
e. Penambahan asam kuat (H2SO4,HCl) dalam limbah basa.
f. Penambahan CO2 bertekanan dalam limbah basa.
Gambar 2.12.
Bak Netralisasi
(Eckenfelder,79)
b) Koagulasi – Flokulasi
Koagulasi dan Flokulasi adalah proses pembentukan flok dengan
penambahan pereaksi kimia ke dalam air baku atau air limbah supaya menyatu
dengan partikel tersuspensi sehingga terbentuk flok yang nantinya mengendap.
Koagulasi adalah proses pengadukan cepat dengan penambahan koagulan, hasil
yang didapat dari proses ini adalah destabilisasi koloid dan suspended solid,
proses ini adalah awal pembetukan partikel yang stabil. Flokulasi adalah
pengadukan lambat untuk membuat kumpulan partikel yang sudah stabil hasil.
Koagulasi berkumpul dan mengendap.
Jenis-jenis koagulan yang sering digunakan adalah:
1. Koagulan Alumunium Sulfat - Al2(SO4)3
Alumunium sulfat dapat digunakan sebagai koagulan dalam pengolahan
air buangan. Koagulan ini membutukkan kehadiran alkalinitas dalam air untuk
membentuk flok. Dalam reaksi koagulasi, flok alum dituliskan sebagai
Al(OH)3. Mekanisme koagulasi ditentulkan oleh Ph, konsentrasi koagulan dan
konsentrasi koloid. Koagulan dapat menurunkan pH dan alkalinitas karbonat.
Rentang pH agar koagulasi dapat berjalan dengan baik antara 6-8.
Persamaan Reaksi sederhana terbentuknya flok
Al2(SO)3 + 14H2O + 3Ca(HCO)3 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O + 6CO2
Jika Koagulan bereaksi dengan Kalsium Hidroksida, persamaan
reaksinya adalah :
Perbedaannya dengan Ferro Sulfat adalah nilai ekivalensinya. Kalau Ferro
Persamaan Reaksinya adalah
Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
(Reynold,176)
4. Koagulan Ferri Clorida
Persamaan reaksi dari Ferri Clorida dengan Bikarbonat yang bersifat alkali
dari Ferri Hidroksida
2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 +6CO2
Atau 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)3 + 3CaCl2
(Reynold,176)
Pada tahap Koagulasi, pengaduk yang digunakan biasa isebut Impellerr.
Sedangkan jenis – jenis impeller ada 3, yaitu:
1. Turbine Impeller
Diameter impeller jenis ini biasanya 30-50% dari diameter atau lebar
bak koagulasi. Kecepatan putarannya 10-150 rpm.
2. Paddle Impeller
Diameter impeller jenis ini biasanya 50-80% dari diameter atau lebar
bak koagulasi, dan lebar paddle biasanya 1/6–1/10 dari diameternya.
Kecepatan putarannya 20-150 rpm.
Gambar 2.15. Type – type Paddle Impeller (Reynold,186)
3. Propeller Impeller
Diameter impeller jenis ini biasanya 1 atau 2 – 18 inchi. Kecepatan
putarannya 400-1750 rpm.
Jenis-jenis flokulasi, yaitu:
1. Flokulasi mekanis
Hampir sama dengan Koagulasi menggunakan impeller sebagai
pengaduk. Hanya saja alirannya lambat atau turbulen.
Gambar 2.17. Flokulasi Mekanis. (a) Dengan Paddle, (b) Dengan Turbine, (c)
Dengan Propeller (Rich, 69)
2. Flokulasi hidrolis
Flokulasi dengan gravitasi, ciri – ciri Flokulasi Hidrolis :
a. Tidak peka terhadap perubahan kualitas air
b. Hidrolis dan parameter menyebabkan fungsi flokulasi
menjadi lambat dan tidak bisa menyesuaikan
c. Kehilangan tekanan relative besar
Macam – macam Flokulasi Hidrolis :
1. Baffle channel flocculator
Gambar 2.18. Horizontal
Flow Baffle Channel
(Sculzt&Okun, 109)
Gambar 2.19. Vertical
Flow Baffle Channel
(Sculzt&Okun, 110)
2. Gravel bed flocculator
3. Hidrolic jet flokulator
Gambar 2.21. Hidraulic Jet Floclator (Sculzt&Okun, 117)
3. Flokulasi pneumatis
Flokulasi Pneumatis adalah dengan injeksi udara dari compressor
dengan tekanan kedalam air.
II.2.3. Secondary Treatment (Pengolahan Sekunder)
Pengolahan sekunder akan memisahkan koloidal dan komponen organik
terlarut dengan proses biologis. Proses pengolahan biologis ini dilakukan secara
aerobik maupun anaerobik dengan efisiensi reduksi BOD antara 60 - 90 % serta
40 - 90 % TSS. (Qasim,52)
II.2.3.1. Proses Biologi secara Aerobik
Unit proses pengolahannya antara lain:
Untuk mengubah buangan organik, menjadi bentuk anorganik yang lebih
stabil dimana bahan organik yang lebih terlarut yang tersisa setelah
prasedimentasi dimetabolisme oleh mikroorganisme menjadi CO2 dan H2O,
sedang fraksi terbesar diubah menjadi bentuk anorganik yang dapat dipisahkan
dari air buangan oleh sedimentasi. Adapun proses didalam activated sludge, yaitu:
1. Kovensional
Pada sistem konvensional terdiri dari tanki aerasi, secondary clarifier dan
recycle sludge. Selama berlangsungnya proses terjadi absorsi, flokulasi dan
oksidasi bahan organic
Gambar 2.22. Activated sludge sistem konvensional (Reynold,427)
2. Non Konvensional
a) Step Aeration
- Merupakan type plug flow dengan perbandingan F/M atau subtrat
dan mikroorganisme menurun menuju outlet.
- Inlet air buangan masuk melalui 3 - 4 titik ditanki aerasi dengan
masuk untuk menetralkan rasio subtrat dan mikroorganisme dan
mengurangi tingginya kebutuhan oksigen ditik yang paling awal.
Gambar 2.23. Step Aerasi (Reynold,.441)
b) Tapered Aeration
Hampir sama dengan step aerasi, tetapi injeksi udara ditik awal lebih
tinggi.
Gambar 2.24. Tapered Aeration (Reynold, hal.430)
b) Contact Stabilization
Pada sistem ini terdapat 2 tanki yaitu :
- Contact tank yang berfungsi untuk mengabsorb bahan organik
untuk memproses lumpur aktif.
- Reaeration tank yang berfungsi untuk mengoksidasi bahan
Gambar 2.25. Contact Stabilization (Reynold,.442)
c) Pure Oxigen
Oksigen murni diinjeksikan ke tanki aerasi dan diresirkulasi.
Keuntungannya adalah mempunyai perbandingan subtrat dan
mikroorganisme serta volumetric loading tinggi dan td pendek.
Gambar 2.26. Pure Oxygen (Reynold, 449)
d) High Rate Aeration
Kondisi ini tercapai dengan meninggikan harga rasio resirkulasi, atau
debit air yang dikembalikan dibesarkan 1 - 5 kali. Dengan cara ini maka
Gambar 2.27. High Rate Aeration
e) Extended Aeration
Pada sistem ini reaktor mempunyai umur lumpur dan time detention
(td) lebih lama, sehingga lumpur yang dibuang atau dihasilkan akan lebih
sedikit.
Gambar 2.28. Extended Aeration (Reynold, 444)
e) Oxydation Ditch
Bentuk oksidation ditch adalah oval dengan aerasi secara mekanis,
kecepatan aliran 0,25 - 0,35 m/s. influent
Secondary clarifier
reaktor
Effluent
Sludge return
Gambar 2.29. Oxydation Ditch (Reynold, 444)
b) Aerobic Lagoon
Aerobik lagoon adalah salah satu bentuk pengolahan biologis yang
sederhana. Kolam stabilisasi secara biologis akan membutuhkan area yang luas
dengan kedalaman yang dangkal. Dengan kolam semacam ini maka kondisi
aerobik akan terpelihara dengan adanya alga dan bakteri.
Kolam stabilisasi secara aerobik mengandung bakteri dan algae dalam
kondisi aerobik disepanjang kedalaman. Ada dua tipe pengolahan aerobik lagoon,
yaitu tipe high rate yaitu dengan memaksimalkan produksi algae, pada kedalaman
lagoon sekitar 15 – 45 cm.
Tipe yang kedua biasanya disebut sebagai oksidation atau stabilisation
lagoon, dengan cara memaksimalkan konsentrasi oksigen yang dihasilkan,
kedalaman lagoon sampai 1,5m. Untuk mencapai hasil terbaik, lagoon diaduk
secara periodik dengan pompa atau surface aeration.
Prinsip pengolahan ini adalah, bahan organik yang terlarut dalam air
dihasilkan oleh algae yang tumbuh disekitar permukaan air. Proses reaksi
fotosintesis dan reaksi yang dilakukan algae dapat ditulis sebagai berikut:
Photosintesis:
CO2 + 2H2O + cahaya matahari CH2O + O2 + H2O
Sel Baru Algae
Respirasi
CH2O + O2 CO2 + 2H2O
Gambar 2.30. Aerobic Lagoon (Archeivala,hal.178)
c) Aerated Lagoon
Aerated lagoon merupakan pengembangan dari aerobik lagoon yaitu
dengan memasang surface aerator untuk mengatasi bau dan beban organik yang
tinggi. Pada proses aerated lagoon pada prinsipnya sama dengan extended aeration
dangkal dan oksigen diperoleh dari surface aerator atau diffuser aerator. Dalam
aerated lagoon semua zat padat dipertahankan dalam keadaan tersuspensi.
Pada sistem ini tanpa dilakukan dan biasanya diikuti dengan kolam
pengendapan yang besar.
Gambar 2.31. Aerated Lagoon (Archeivala,hal.195)
d) Kolam Fakultatif
Kolam fakultatif merupakan kolam dengan kedalaman 1 – 2,5 meter. Pada
kolam ini kedalaman air terbagi menjadi tiga zona yaitu zona aerobik di bagian
atas, zona fakultatif di bagian tengah, dan zona anaerobik di bagian bawah atau
dasar kolam. Proses penurunan BOD atau organik COD terjadi karena adanya
aktivitas reaksi simbiosis antara algae dan bakteri.
Algae yang menempati bagian atas akan melakukan fotosintesis pada siang
hari, sebagai hasilnya produksi oksigen yang cukup tinggi terjadi pada siang hari.
Oksigen terlarut yang dihasilkan akan dimanfaatkan oleh bakteri aerob
bagian ini terjadi proses biologi secara aerobik (full aerobic), dan pada bagian ini
juga dimungkinkan terjadinya proses nitrifikasi. CO2 yang dihasilkan oleh bakteri
akan digunakan oleh algae sebagai sumber karbon pada proses fotosintesis.
Pada lapisan kedua jumlah oksigen relatif lebih sedikit. Hal ini disebabkan
berkurangnya algae atau cahaya matahari yang masuk ke lapisan ini. Kondisi yang
ada adalah antara aerobik dan anaerobik.
Pada siang hari mendekati aerobik dan pada malam hari cenderung
anaerobik sehingga disebut sebagai kondisi fakultatif. Bakteri yang berperan
dinamakan bakteri fakultatif.
Pada lapisan di atas dasar kolam terjadi proses anaerobik atau tanpa
adanya oksigen. Zat padat yang mudah mengendap atau mikro organisme yang
mati akan mengendap di dasar kolam. Pada kondisi demikian terjadi dekomposisi
zat organik secara anaerobik dan dihasilkan gas-gas CO2, NH3, H2S, dan CH4.
Proses denitrifikasi juga dimungkinkan terjadi di zona ini.
II.2.3.2. Proses Biologi secara An Aerobik
a) UASB (Up Flow An Aerobic Sludge Blanket)
Pada prinsipnya reaktor UASB terdiri dari lumpur padat yang berbentuk
butiran. Lumpur atau sludge tersebut ditempatkan dalam suatu reaktor yang
didesain dengan aliran ke atas. Air limbah mengalir melalui dasar bak secara
merata dan mengalir secara vertikal, sedangkan butiran sludge akan tetap berada
atau tertahan dalam reaktor.
Karakteristik pengendapan butiran sludge dan karakteristik air limbah
akan menentukan kecepatan upflow yang harus dipelihara dalam reaktor.
Biasanya kecepatan aliran ke atas berada pada rentang 0,5 – 0,3 m/jam. Untuk
mencapai formasi sludge blanket yang memuaskan, pada saat kondisi hidrolik
puncak (debit puncak) kecepatan dapat mencapai antara 2 – 6 m/jam
Gas yang terperangkap dalam butiran sludge sering mendorong sludge
tersebut ke bagian atas reaktor, yang disebabkan oleh berkurangnya densitas
butiran. Untuk itu diperlukan pemisahan butiran sludge di luar reaktor dan
kemudian dikembalikan lagi ke dalam reaktor.
Hal ini dapat dilakukan dengan membuat gas-solid-liquid separator yang
ditempatkan di bagian atas reaktor. Gas yang terbentuk dapat ditampung dalam
separator tersebut dan sludge dikembalikan lagi ke reaktor.
Masalah yang dihadapi pada UASB terutama adalah sludge yang bergerak
naik yang disebabkan oleh turunnya densitas sludge. Disamping itu juga turunnya
aktivitas spesifik butiran. Beragamnya densitas sludge memberikan ketidak
reactor. Tingginya konsentrasi suspended solid dan fatty mineral dalam air limbah
juga merupakan masalah operasi yang serius. Suspended solid dapat
menyebabkan penyumbatan (clogging) atau channeling. Adsorbsi suspended solid
pada sludge juga akan mempengaruhi proses air limbah yang mengandung protein
atau lemak menyebabkan pembentukan busa.
Keuntungan :
- Kebutuhan energi rendah
- Kebutuhan lahan sedikit
- Biogas berguna
- Kebutuhan nutrien sedikit
- Sludge mudah diolah/dikeringkan
- Tidak mengeluarkan bau dan kebisingan
- Mempunyai kemampuan terhadap fluktuasi dan intermitten
load
Gambar 2.33. UASB
Gambar 2.34. (a) Proses di dalam UASB, (b) Reaktor UASB dengan Sedimentasi
dan Recycle Lumpur, (c) Reaktor UASB dengan Media yang menghasilkan
Biofilm. (Metcalf&Eddy,1006)
b) An Aerobic lagoon
Pada anaerobik lagoon kedalaman air dapat mencapai 6 meter. Kondisi
anaerobik dapat dicapai dengan memberikan beban organik yang tinggi sehingga
terjadi deoksigenisasi, adanya lapisan scum (busa) pada permukaan air kolam
berguna untuk mencegah masuknya oksigen dari atmosfer. Pada kondisi ini bahan
organik akan mengalami stabilisasi yang merupakan hasil kerja bakteri anaerobik
thermophilik dengan proses digestion.
Proses pengolahan yang terjadi analog dengan single stage anaerobic
digestion dimana asam organik dibentuk oleh bakteri dengan memecah organik
komplek. Selanjutnya asam yang terbentuk diubah menjadi gas methane, gas
Air baku yang diolah bercampur di bagian bawah, hal ini dicapai dengan
cara melakukan pemasangan pipa inlet di bagian dasar kolam menuju ke tengah
kolam. Pipa inlet dalam keadaan terbenam pada kolam.
Bahan yang mudah mengapung seperti minyak, lemak dan zat padat yang
ringan akan berada di bagian permukaan air dan biasanya menutupi seluruh
permukaan air. Dengan demikian panas yang dihasilkan di seluruh kedalaman
kolam dapat dipertahankan.
Pada tipe ini tidak diperlukan pemanasan, equalisasi, mixing, maupun
sirkulasi lumpur. Keutamaan dari pengolahan jenis adalah mempunyai
kemampuan mengolah dengan beban yang tinggi serta tahan terhadap perubahan
debit dan kualitas air limbah (shock loading). Untuk mencegah terjadinya
perembesan air limbah pada dinding dan dasar kolam dapat dipasang lapisan
kedap air (misal: plastik, clay).
c) Fluidized Bed Reactor
Merupakan reaktor dengan media pasir yang dialiri air limbah dengan
debit tertentu. Pada reaktor ini banyak biomassa menempel pada media yang
berukuran kecil sebagai biofilm. Biomassa yang menyelimuti partikel media
berada pada kondisi terekspansi [bergerak melayang- layang atau terfluidasi
secara vertikal dengan aliran keatas (up flow)]. Besarnya kecepatan partikel
dicapai dengan mengatur besarnya tingkat resirkulasi.
Ukuran dan densitas dari media merupakan penentu dari kestabilan sistem
operasi dan ekonomis tidaknya reator. Dalam reaktor ini tidak ada injeksi oksigen
sehingga reaktor dalam keadaan tertutup.
d) Fixed Bed Reactor
Prinsip operasi dari fixed bed reactor adalh air limbah yang dapat menuju
keatas (up flow) ataupun kebawah (down flow ) melalui suatu kolam yang terisi
media pendukung. Permulaan media tersebut berfungsi untuk menempel mikroba
dan menangkap flok yang tidak bisa menempel. Mikroba yang menempel
bertanggung jawab dalam proses stabilisasi air limbah .Pada saat awal prose perlu
seeding dengan merendam media filter di dalam sptictank.
Suatu saat biofilm akan menempel sehingga terjadi clogging oleh karena
itu perlu di lakukan penggelontoran. Apabila carbon bed sudah jenuh maka carbon
bed akan digantikan dengan yang baru
II.2.3.3. Proses Biologis dengan Bio Film
a) Trickling Filter
Tricling filter menurunkan beban organik yang terdapat dalam air buangan
dengan cara mengalirkannya pada media yang permukaannya diselimuti oleh
lumpur aktif sebagai biological film. Filter yang digunakan batua-batuan, pasir,
granit dan lain-lain dalam berbagai ukuran mulai dari diameter 3/4 in sampai
dengan diameter 2,5 in. Proses yang terjadi adalah proses biologis yang
memerlukan oksigen (aerobik).
Cara kerja Tricling filter :
Air limbah dari pengolahan primer dialirkan masuk melalui pipa yang
berputar diatas suatu lahan dengan media filter, beban organik yang ada dalam
limbah disemprotkan diatas media, dan diuraikan oleh mikroorganisme yang
menempel pada media filter. Bahan organik sebagai substrat yang terlarut dalam
air limbah di absorbsi dalam biofilm antar lapisan berlendir.
Pada lapisan bagian luar biofilm, bahan organik diuraikan oleh
mikroorganisme aerobik. Pertumbuhan mikroorganisme mempertebal lapisan
biofilm, oksigen yang terdifusi dapat dikomsumsi sebelum biofilm mencapai
ketebalan maksimum. Pada saat mencapai ketebalan penuh maka oksigen tidak
dapat mencapai penetrasi secara penuh, sehingga pada bagian dalam atau pada
permukaan media akan berad pada kondisi anaerobik.
Pada saat lapisan biofilm mengalami penambahan ketebalan , dan bahan
organik yang diabsorbsi dapat diuraikan oleh mikroorganisme namun tidak
Dengan kata lain tidak tersedia bahan organik untuk sel karbon pada
bagian permukaan media, sehingga mikroorganisme sekitar permukaan media
mengalami fase endogenous atau kematian. Pada akhirnya mikroorganisme
sebagai biofilm tersebut akan lepas dari media, cairan yang masuk akan ikut
melepas atau mencuci dan mendorong biofilm keluar setelah itu lapisan biofilm
baru akan segera tumbuh. Fenomena lepasnya biofilm dari media tersebut disebut
sloughing dan hal ini fungsi dari beban organik dan beban hidrolik pada trickling
filter tersebut.
Beban hidrolik memberikan kecepatan daya gerus biofilm sedangkan
beban organik memberikan kecepatan daya dalam biofilm. Berdasarkan beban
hidrolik dan organik maka dapat dikelompokan tipe trickling filter low rate dan
high rate.
Trickling filter terdiri dari suatu bak dengan media permeable untuk
pertumbuhan mikroorganisme. Filter media biasanya mempunyai ukuran diameter
25-100 mm, kedalaman filter berkisar 0,9-2,5m (rata-rata 1,8) media filter dapat
mencapai 12 m yang disebut sebagai tower trickling filter.
Air limbah didistribusikan pada bagaian atas dengan satu lengan
distributor yang dapat berputar. Filter juga dilengkapi dengan underdrain untuk
mengumpulkan biofilm yang mati untuk kemudian diendapakan dalam bak
sedimentasi. Bagaian cairan yang keluar biasanya dikembalikan lagi ketrickling
Gambar 2.38. Trikling Filter
b) RBC (Rotating Biological Contractor)
RBC menurunkan biomassa sebelum diendapkan pada bak pengendap
dengan cara yaitu RBC yang terdiri dari suatu piringan seri berbentuk lingkaran
yang terbuat dari bahan PVC, disusun secara vertikal dengan menghubungkan
satu sama lain dengan satu sumbu, sehingga piringan tersebut dapat berputar.
Sebagian piringan tersebut tercelup dalam air limbah yang diolah dimana akan
tumbuh biofilm dan menempel pada permukaan piringan dalam bentuk lendir.
Pada saat berputar bagian piringan yang tercelup air akan menguraikan zat
organik yang terlarut dalam air, sedangkan pada saat kontak dengan udara,
biomassa akan mengabsorpsi oksigen sehingga tercapai kondisi aerobik dan
Keuntungan RBC :
1) Waktu kontak yang tidak terlalu lama, biasanya 1 jam karena
luas permukaan besar.
2) Dapat mengolah air limbah pada kisaran kapasitas yang besar,
dari 1000 gal/hari sampai 100.000 gal/hari.
3) Tidak diperlukan recycle.
4) Biomassa yang terlepas (sloughing) mudah dipisahkan dari air
yang sudah diolah.
5) Biaya operasi cukup murah karena tidak diperlukan keahlian
khusus untuk operatornya
II.2.3.4. Nitrifikasi – Denitrifikasi
a) Nitrifikasi
Nitrifikasi merupakan proses konvensi nitrogen ammonia menjadi nitrat.
Nitrifikasi menjadi salah satu proses yang sangat penting untuk diperhatikan hal
itu disebabkan karena :
Air limbah yang banyak mengandung N organic cenderung merangsang
pertumbuhan alga yang pada akhirnya akan menimbulkan eutrophikasi diperairan.
Adanya nitrifikasi akan menyebabkan turunnya konsentrasi oksigen terlarut
(DO), disebabkan karena pada setiap tahap reaksi dalam nitrifikasi akan
mengkonsumsi DO.
NH4 juga bersifat tixic terhadap kehidupan air.
NH4 juga mengkonsumsi dosis klorine yang berakibat naiknya kebutuhan
chlor untuk desinfektan.
Proses konveksi nitrogen ammonia menjadi nitrat melibatkan bakteri
autrotrof. Bakteri ini adalah bakteri yang menggunakan sumber energi dari cahaya
matahari (photoautrotrof).
Maupun dari hasil oksidasi bahan anorganik (chemoautrotrof). Sumber
karbon berasal dari fiksasi karbondioksida. Bakteri autrotrof genus Nitrosomonas
dan Nitrobacter adalah jenis bakteri yang memegang peran peting dalam proses
nitrifikasi. Proses nitrifikasi yang dilaksanakan oleh oraganisme autrotrof dan
berlangsung dalam dua tahap, yaitu :
1. Tahap nitritasi yaitu tahap oksidasi ion ammonia (NH4+) menjadi ion nitrit
2NH4 + 3O2 NITROSOMONAS 2NO2 + 2H2O + 4H+
2. Tahap nitrat yaitu tahap oksidasi ion nitrit menjadi nitrat NO3 dan dilakukan
oleh nitrobacter dengan reaksi :
2NO2- + O2 NITROSOMONAS 2NO2
-Proses nitrifikasi dapat diterapkan pada system Lumpur aktif (CFSTR).
Atau plug flow dengan resirkulasi dan biofilm (trickling filter dan cakram
biologis).
Dalam proses pengolahan Lumpur aktif dapat dilakukan secara terpisah
dalam tangki yang berbeda maupun dalam satu tangki dengan proses kombinasi.
Gambar berikut merupakan jenis pengolahan ammonia dengan nitrifikasi dengan
cara Lumpur aktif :
Gambar 2.40. Nitrifikasi cara lumpur aktif
Penyisihan carbon-nitrifikasi Clarifier
a. single stage combination
Penyisihan C Clarifier nitrifikasi Clarifier
Dasar pemilihan antara system satu dengan satu tangki atau dua tangki
aerasi biasanya dengan memperhatikan perbandingan BOD5/TKN, untuk :
- BOD5/TKN < 3, menggunakan system terpisah (two stage)
- BOD5/TKN > 5, menggunakan satu tangki (single stage)
b) Denitrifikasi
Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen (N2) secara
biologi pada kondisi anoxic (tanpa oksigen). Bakteri yang bertanggungjawab
dalam proses denitrifikasi adalah jenis heterotrof. Nitrit dan nitrat sebagai aseptor
electron, sedangkan organic karbon sebagai donor electron.
Dalam air buangan rendah, biasanya ditambahkan methanol (CH3OH)
sebagai sumber karbon, sedangkan sumber energi diperoleh dari hasil reaksi
anorganik.
Bakteri yang melakukan proses denitrifikasi meliputi : achromobacter,
Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, F lavobacterium, Laccthobacterium dan
lainnya.
Ada dua tahap konveksi dalam proses denitrifikasi yaitu :
- Tahap nitrat menjadi nitrit
- Tahap nitrit menjadi gas nitrogen
Sehingga keseluruhan proses secara berurutan adalah :
NO3 NO2 NO N2O N2
II.2.4. Tertiary Treatment
Pengolahan ini adalah kelanjutan dari pengolahan terdahulu, oleh karena
kedua, banyak zat tertentu yang masih berbahaya bagi masyarakat umum.
Pengolahan ketiga ini merupakan pengolahan secara khusus sesuai dengan
kandungan zat yang terbanyak dalam air limbah, biasanya dilaksanakan pada
pabrik yang menghasilkan air limbah khusus diantaranya yang mengandung fenol,
nitrogen, fosfat, bakteri patogen dan lainnya. Unit pengolahan tersier ini terdiri
dari :
a) Carbon Aktif
Pengolahan air limbah dengan menggunakan karbon aktif biasanya
digunakan sebagai proses kelanjutan dari pengolahan secara biologis. Organik
terlarut yang ada dengan cara menyerap partikel yang berada dalam partikel juga
bisa dihilangkan. Selain itu proses ini juga bisa menghilangkan bau, warna, rasa,
bahan organik (fenol), merkuri dan lain-lain.
Gambar 2.41. Karbon Aktif
b) Ion Exchange
Untuk limbah cair yang bahan pencemarnya larut dan membentuk ion
(bahan anorganik), pengolahannya tidak dapat dilakukan dengan cara adsorbsi,
karena ion-ion cenderung menjadi permukaan yang berbatasan dengan absorber,
sehingga cara pengolahan yang dipilih untuk jenis tersebut adalah pertukaran ion
(ion exchange) baik ion positif maupun ion negatif.
Secara garis besar prosesnya serupa dengan adsobsi yaitu dengan
mengkontakkan limbah dengan bahan aktif penukaran ion yang siap memberi ion
H+ atau OH- ke limbah dan menerima ion positif atau ion negatif dari limbah.
Keadaan jenuh juga akan dialami oleh bahan aktif penukar ion, yang pemulihan
keaktifanya dapat dilakukan melalui proses regenerasi. Limbah biasanya
menggunakan proses ion exchange antara lain yang mengandung logam, misalnya
Na2+, Ca2+, Cu, Ni, Cr, Mg2+, Fe, Co.
Gambar 2.42.
c) Secondary Clarifier
Fungsinya sama dengan Bak pengendap, tetapi clarifier biasanya di
tempatkan setelah pengolahan kedua (pengolahan Biologis).
Gambar 2.43. Clarifier. (a) Denah, (b) Tampak Samping (Reynold, 251)
II.2.5. Sludge Treatment (Pengolahan Lumpur)
Dari pengolahan air limbah maka hasilnya adalah berupa lumpur yang
perlu diadakan pengolahan secara khusus agar lumpur tersebut tidak mencemari
Sludge dalam disposal sludge memiliki masalah yang lebih kompleks. Hal
ini disebabkan karena :
a. Sludge sebagian besar dikomposisi dari bahan-bahan yang responsibel
untuk menimbulkan bau.
b. Bagian sludge yang dihasilkan dari pengolahan biologis dikomposisi
dari bahan organik.
c. Hanya sebagian kecil dari sludge yang mengandung solid (0,25% -
12% solid).
Tujuan utama dari pengolahan lumpur adalah :
- Mereduksi kadar lumpur
- Memanfaatkan lumpur sebagai bahan yang berguna seperti pupuk
dan sebagai penguruk lahan yang sudah aman.
Unit pengolahan lumpur meliputi :
a) Sludge Thickener
Sludge thickener adalah suatu bak yang berfungsi untuk menaikkan
kandungan solid dari lumpur dengan cara mengurangi porsi fraksi cair (air),
sehingga lumpur dapat dipisahkan dari air dan ketebalannya menjadi berkurang
atau dapat dikatakan sebagai pemekatan lumpur.
Tipe thickener yang digunakan adalah gravity thickener dan lumpur
berasal dari bak pengendap I dan pengendap II. Pada sistem gravity thickener ini,
Gambar 2.44. Sludge Thickener (McCabe,Smith&Harriot,1011)
b) Sludge Digester
Sludge digester berfungsi untuk menstabilkan sludge yang dihasilkan dari
proses lumpur aktif dengan mengkomposisi organik material yang bersifat lebih
Gambar 2.45. Sludge Digester
c) Sludge Drying Bed
Sludge drying bed merupakan suatu bak yang dipakai untuk mengeringkan
lumpur hasil pengolahan dari thickener. Bak ini berbentuk persegi panjang yang
terdiri dari lapisan pasir dan kerikil serta pipa drain untuk mengalirkan air dari
lumpur yang dikeringkan. Waktu pengeringan paling cepat 10 hari dengan
bantuan sinar matahari.
II.3. Persen Removal
Unit Pengolahan % Removal Sumber
Unit Pengolahan % Removal Sumber
c. Fluidized Bed Reactor > 90 % COD Metcalf & Eddy, WWET
Disposal, and Reuse 4th
Unit Pengolahan % Removal Sumber
Operations & Processes
in Env.Engineering, 2nd
edition, hal 527
1. Kehilangan tekanan pada bangunan pengolahan
Untuk membuat profil hidrolis perlu perhitungan kehilangan tekanan pada
bangunan. Kehilangan tekanan akan mempengaruhi ketinggian muka air di
dalam bangunan pengolahan. Kehilangan tekanan pada bangunan pengolahan
ada beberapa macam, yaitu:
b. Kehilangan tekanan pada bak
c. Kehilangan tekanan pada pintu
d. Kehilangan tekanan pada weir, sekat, ambang dan sebagainya
harus di hitung secara khusus.
2. Kehilangan tekanan pada perpipaan dan assesoris
a. Kehilangan tekanan pada perpipaan
b. Kehilangan tekanan pada assesoris
c. Kehilangan tekanan pada pompa
d. Kehilangan tekanan pada alat pengukur flok
3. Tinggi muka air
Kesalahan dalam perhitungan tinggi muka air dapat terjadi kesalahan
dalam menentukan elevasi ( ketinggian ) bangunan pengolahan, dalam
pelaksanaan pembangunan sehingga akan dapat mempengaruhi pada proses
Kehilangan tekanan bangunan (saluran terbuka dan tertutup) tinggi
terjunan yang direncanakan ( jika ada ) akan berpengaruh pada perhitungan
tinggi muka air. Perhitungan dapat dilakukan dengan cara :
1. Menentukan tinggi muka air bangunan pengolahan yang paling
akhir.
2. Tambahkan kehilangan tekanan antara clear well dengan bagunan
sebelumnya pada ketinggian muka air di clear well.
3. Didapat tinggi muka air bangunan sebelum clear well demikian
seterusnya sampai bangunan yang pertama sesudah intake.
4. Jika tinggi muka air bangunan sesudah intake ini lebih tinggi dari
tinggi muka air sumber maka diperlukan pompa di intake untuk
III.1. Data Karakteristik Limbah
Sumber air buangan dari Industri Tepung Ikan ini mempunyai debit
( Q ) = 2500 m3/Hari. Sedangkan data kualitas air buangan yang dikeluarkan
oleh industri tercantum pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Parameter air buangan Industri Tepung Ikan yang harus diolah :
No. Parameter Kadar ( mg / liter )
1 BOD 3500
2 COD 8500
3 TSS 12000
4 pH 12
5 NH3-N 75
6 Sulfida 60
Sumber : Data Perencanaan
III.2. Standart Baku Mutu
Standart baku mutu limbah cair untuk limbah Industri Tepung Ikan yang
Tabel 3.2. Baku Mutu Limbah Cair
No. Parameter Kadar ( mg / liter )
1 BOD 100
2 COD 150
3 TSS 30
4 pH 6-9
5 NH3-N 5
6 Sulfida 0,8
Sumber : SK Gubernur No. 45 Tahun 2002S
III.3. Diagram Alir Pengolahan Limbah
Berdasarkan dari data kualitas air buangan yang akan diolah dan kualitas
air buangan sesuai dengan baku mutu, maka alternative pengolahan limbah yang
dipilih untuk rangkaian proses pengolahan dengan diagram alir pada Gambar 3.1,
Bar screen
Netralisasi
Clarifier I
Badan Air Koagulasi-Flokulasi
Saluran Pembawa
Bak Pengumpul
Activated Sludge + Nitrifikasi
Clarifier II Bahan Penetral
Koagulan
Sludge Drying
bed Recycle
Saluran Pembawa
Input Output
IV.1. Neraca Massa
IV.1.1. Karakteristik Limbah Industri Tepung Ikan.
Debit ( Q ) = 2500 m3/hr = 0,03 m3/detik
IV.1.2. Standar Baku Mutu Industri Tepung Ikan
BOD = 100 mg/l
IV.1.3. Neraca Massa per Bangunan
No. Parameter Input
(Sumber : WWTP,Planing Desaign and Operation, Syed Qasim hal 156)
No. Parameter Input
(Metcalf and Eddy, WWET and Reuse 4th edition, 2004 hal 497 )
Input Output
Netralisasi
Input Outp
h) Activated Sludge (Extended aeration, BiolacTM process)
IV. 2 Spesifikasi Bangunan
a) Saluran Pembawa
1) Saluran pembawa berbentuk saluran terbuka
2) Panjang (L) = 3 m
nya 220 mm. Sumur Pengumpul menggunakan 1 pompa + 1
d) Netralisasi dan Penetral
e) Koagulasi dan Koagulan
Bak Koagulasi
5) Lebar baffle = 0,358 m
1) Menggunakan V notch 900 berjumlah 10 buah dengan lebar 0,3 m
2) Diameter pipa outlet 0,36 m
3) Lebar bak aerasi (L) = 8,2 m
4) Tinggi bak aerasi (H) = 4,5 m
5) Ø pipa inlet = 0,36 m
6) Ø pipa outlet = 0,27 m
7) Dibutuhkan 3 unit aerator
Tenaga aerator = 49,09 kw
Daya aerator / unit = 16,17 kw
8) Pompa resirkulasi digunakan : Merk GRUNDFOS Type NK 80 –
250, 50 Hz, n = 1450 min-1 ISO 2548 Class C dengan diameter
inlet dan outlet 220 mm
i) Bak Pengendap II (Circular)
Zona Inlet
1) Bentuk saluran tertutup dengan diameter pipa = 0,27 m
2) Diameter inwall = 0,906 m
4) Kemiringan Dasar = 5o
1) Menggunakan V-notch 90˚ dengan jarak 50 cm berjumlah 63 buah.
2) Lebar gutter = 0,5 m
3) Tinggi gutter = 0,25 m
4) Diameter pipa outlet = 0,25 m
j) Sludge Dry Bed
1) Tebal Pasir = 0,3 m
2) Tebal Kerikil = 0,6 m
3) Tebal Cake = 0,6 m
4) Jumlah Bed = 3 bed
5) Panjang = 5,77 m
6) Lebar = 2,89 m
7) Tinggi = 2,59
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan
1. Bangunan Pengolahan limbah Industri Tepung Ikan ini menggunakan
bangunan pengolahan yaitu : Saluran Pembawa, Bar Screen Bak Penampung,
Netralisasi, Koagulasi, Flokulasi, Bak Pengendap 1, Activated Sludge, dan
Clarifier.
2. Pengolahan lumpur sisa pengolahan dengan Sludge Drying Bed.
3. Dari diagram alir bangunan yang dibuat, beberapa parameter dalam limbah
Industri Tekstil dapat diturunkan hingga memenuhi standart baku mutu yang
ada.
V.2. Saran
1. Dalam perencanaan bangunan pengolahan air buangan seharusnya
memperhatikan karakteristik air limbah dan besar debit air yang akan diolah
sehingga bangunan yang akan dibuat mampu menurunkan pencemar secara
optimal.
2. Luas Area untuk yang tersedia untuk IPAL juga harus diperhatikan sehingga
luas lahan mencukupi untuk pembangunan IPAL yang sudah direncanakan.
3. Dalam membuat unit pengolahan limbah sebaiknya menggunakan bangunan
dari unit pengolahan tersebut dan bangunan pengolahan limbah dapat
dikombinasi dengan bangunan pengolahan limbah lain sehingga fungsi
penurunan limbah bertambah.
4. Pemilihan lokasi untuk peletakan bangunan – bangunan yang telah
direncanakan sangat penting. Perlu adanya perencanaan beberapa tahun ke
depan untuk mengantisipasi pengembangan industri yang akan mempengaruhi
kapasitas bangunan pengolahan air buangan.
5. Pemilihan pengolahan biologi atau kimia yang lebih efektif agar didapatkan
