Perencanaan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Industri Bleaching Tekstil
Sarah Puteri Berliani
1*, Adhi Setiawan
1, dan Ayu Nindyapuspa
11Program Studi Teknik Pengolahan Limbah, Jurusan Teknik Permesinan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya, Surabaya 60111
*E-mail: berlianisarah@gmail.com
Abstrak
Pertumbuhan ekonomi menjadikan industri tekstil juga semakin berkembang. Limbah yang dominan dihasilkan oleh industri tekstil adalah air limbah. PT SL Tekstil merupakan salah satu perusahan tekstil yang bergerak pada bidang bleaching tekstil. Air limbah yang dihasilkan kemudian dilakukan pengolahan dengan bak ekualisasi dan bak sedimentasi. Pengolahan yang belum sesuai menjadikan air limbah yang keluar masih melebihi baku mutu. Unit IPAL yang direncanakan merupakan unit-unit pengolahan fisik-kimia yang terdiri dari bar screen, bak ekualisasi, aerasi, sedimentasi, koagulasi-flokulasi, dan sludge drying bed. Perhitungan BOQ dan RAB menggunakan Keputusan Walikota Pasuruan Nomor 188/243.031/2016 dan didapatkan angka sebesar Rp Rp1.339.734.318,40 untuk pembangunan seluruh unit IPAL.
Keywords: Air limbah, Desain IPAL, Industri bleaching tekstil
1. PENDAHULUAN
Pertumbuhan industri tekstil semakin berkembang seiring dengan pertumbuhan ekonomi. Jumlah industri tekstil berdasarkan data Badan Pusat Statistik di Jawa Timur (2019), sebanyak 519 buah. Meningkatnya pertumbuhan industri tekstil mengakibatkan meningkatnya limbah cair. Limbah cair merupakan limbah yang dominan dihasilkan oleh industri tekstil. Proses industri tekstil salah satunya adalah bleaching. PT SL Tekstil merupakan salah satu industri yang menyediakan jasa bleaching tekstil. Air limbah industri tekstil umumnya bersifat sangat basa, BOD tinggi, TSS tinggi, dan suhu yang tinggi (Tiara dan Astuti, 2008). Pengolahan air limbah yang akan dibuang harus memenuhi baku mutu yang berlaku, yaitu PERGUB JATIM No. 72 Tahun 2013.
Proses pengolahan air limbah pada PT SL Tekstil terdiri dari bak ekualisasi dan bak sedimentasi.
Pengolahan tersebut belum efektif menurunkan kadar polutan dalam air limbah. Berdasarkan kinerja yang kurang baik, maka dibutuhkan alternatif yang tepat untuk memperbaiki kualitas air limbah. Perencanaan IPAL untuk industri bleaching tekstil dilakukan sesuai dengan karakteristik dan beban pencemar.
Perencanaan desain IPAL disesuaikan dengan kriteria desain dengan tidak mengabaikan karakteristik dan beban pencemar pada air limbah. Perencanaan meliputi perhitungan Detail Engineering Design (DED), serta Rencana Anggaran Biaya (RAB) dari IPAL.
2. METODE
Sebelum perencanaan dimulai, terlebih dahulu dibuat kerangka perencanaannya. Kerangka perencanaan adalah sebuah diagram yang terdiri dari urutan pelaksanaan penelitian. Kerangka perencanaan ini terdiri dari identifikasi karakteristik limbah tekstil, pengumpulan data sekunder berupa debit limbah tekstil, pemilihan alternatif unit IPAL yang akan direncanakan, studi literatur tentang unit pengolahan limbah yang akan direncanakan, perhitungan Detail Engineering Design (DED), menggambar desain unit IPAL yang telah direncanakan, dan perhitungan BOQ dan RAB.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Debit dan Karakteristik Air Limbah
Debit air limbah yang digunakan dalam perencanaan adalah debit rata-rata yang dikeluarkan dari 6 unit mesin proses. Kapasitas setiap mesinnya adalah sama yaitu 450 Liter dengan lama maksimum pemakaian adalah 8 jam/hari. Proses produksi meliputi pembilasan awal, bleaching, pencucian, pembilasan, dan pemberian pelembut. Debit maksimal yang dikeluarkan oleh satu unit alat proses sebanyak 9450 L/hari. Debit rata-rata yang dihasilkan dalam satu hari :
Qave = Debit max × Jumlah alat proses × 80%
= 9450 L/hari × 6 unit × 80%
= 45360 L/hari
≈ 5,25 × 10-4 m3/detik
Karakteristik air limbah yang dihasilkan oleh PT SL Tekstil digunakan sebagai data primer untuk menganalisis serta perencanaan alternatif IPAL. Baku Mutu yang digunakan pada uji laboratorium menggunakan Pergub Jatim No. 72 Tahun 2013 tentang Baku Mutu Industri Tekstil. Hasil uji laboratorium yang didapatkan terdapat pada Tabel 1 sebagai berikut :
Tabel 1. Hasil Uji Laboratorium
Parameter Hasil Effluent Baku Mutu Unit Keterangan
COD 945 150 mg/L Tidak sesuai
BOD 393,98 60 mg/L Tidak sesuai
TSS 135 50 mg/L Tidak sesuai
Krom total 4,43 1 mg/L Tidak sesuai
Amonia total <0,14 8 mg/L Sesuai
Sulfida 0,02 0,3 mg/L Sesuai
Minyak & lemak 1,58 3 mg/L Sesuai
pH 7,26 6 - 9 Sesuai
Dari hasil uji laboratorium di atas, dapat dilihat bahwa parameter yang belum memenuhi baku mutu hanyalah BOD, COD, TSS dan Krom. Hasil analisis tersebut digunakan sebagai acuan perencanaan IPAL.
B. Perhitungan Detail Engineering Design
Perhitungan DED dilakukan dari unit bangunan pre-treatment hingga pengolahan utama. Perhitungan bersumberkan dari berbagai literatur dengan mengacu pada SNI 6774:2008 mengenai Tata Cara Perencanaan Unit Paket Pengolahan Air.
1) Bar Screen
Bar screen berfungsi sebagai pengolahan pertama dalam unit IPAL. Bar screen digunakan untuk menangkap benda-benda yang lebih besar agar tidak ikut terbawa menuju pengolahan selanjutnya.
Tabel 2. Dimensi Bar Screen
Komponen Satuan
Bentuk screen Bulat
Lebar saluran 1 m
Tebal bar 10 mm
Jarak antar bar 50 mm
Jumlah batang 19 buah
Kemiringan 45
Berdasarkan perhitungan dimensi, didapatkan desain bar screen seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Bar screen (tanpa skala)
2) Bak Ekualisasi
Bak ekualisasi berfungsi sebagai penampung air limbah sebelum menuju unit pengolahan utama.
Air limbah dihomogenkan terlebih dahulu dalam bak ekualisasi baik karakteristik maupun debitnya (Sari dan Yuniarto, 2016). Unit bak ekualisasi ini direncanakan tidak ada penurunan pencemar sehingga tidak ada endapan pada bak ekualisasi. Sesuai dengan fungsi bak ekualisasi menurut Metcalf dan Eddy (2014), bak ekualisasi merupakan unit yang tidak memiliki persentase removal.
Tabel 3. Dimensi Bak Ekualisasi
Komponen Satuan
Rasio P:L 1 : 1
Panjang 2 m
Lebar 2 m
Kedalaman 2 m
Freeboard 0,3 m
Berdasarkan perhitungan dimensi, didapatkan desain bak ekualisasi seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Bak ekualisasi (tanpa skala) 3) Aerasi
Peletakan bak aerasi setelah bak ekualisasi dan bar screen disebabkan karena rasio BOD/COD yang sesuai. Menurut Titiresmi (2011), pengolahan biologi sesuai pada karakteristik limbah cair yang keruh dan rasio BOD/COD berkisar 0,3 – 0,5. Rasio BOD/COD pada karakteristik limbah PT SL Tekstil adalah 0,424 sehingga sesuai untuk dilakukan pengolahan biologis. Pemilihan aerasi dikarenakan faktor penyisihan yang tinggi terhadap pencemar logam berat (Putra, dkk., 2018). Alasan lain adalah karena biaya operasional dari bak aerasi murah.
Tabel 4. Dimensi Bak Aerasi
Komponen Satuan
Rasio P:L 1 : 1 - 2,2 : 1
Panjang 6 m
Lebar 3 m
Kedalaman 2 m
Freeboard 0,3 m
F/M Rasio 0,27 /hari
Vol. udara per Kg BOD5 teremoval 16,23
4) Bak Sedimentasi
Fungsi dipasanganya bak sedimentasi ini adalah untuk mengendapkan flok dari mikrobiologis.
Bak sedimentasi direncanakan berbentuk Rectangular.
a) Dimensi Bak Sedimentasi Volume = 112,4 m3 Luas = 21,2 m2 P : L = 2 : 1
Lebar = 4 m
Panjang = 8 m
Td = 2,48 jam
b) Cek Bilangan Reynolds dan Bilangan Fraude
Vh = 2 m/s
Vsc = 2,139 m/hari
Vh < Vsc , maka tidak terjadi penggerusan
R = 1,467 m
Nre = 3,296 < 1000 Nfr = 0,598 < 11 c) Dimensi Ruang Lumpur
Luas permukaan atas = 16 m2 Luas permukaan bawah = 4 m2
Kedalaman = 1 m
Berdasarkan perhitungan dimensi, didapatkan desain bak sedimentasi seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Bak sedimentasi (tanpa skala) 5) Koagulasi dan Flokulasi
Bak koagulasi digunakan untuk meratakan koagulan yang dibubuhkan ke dalam limbah cair.
Koagulan yang akan digunakan adalah PAC (Poly Aluminum Chloride). PAC dipilih karena keuggulannya dalam efisiensi pengolahan yang tinggi dengan konsentrasi yang rendah (Devega, dkk., 2016). Penambahan koagulan diiringi dengan pengadukan cepat pada bak koagulasi dengan kecepatan optimum 100 rpm (Afdal dan Fadhilah, 2020).Limbah cair kemudian dialirkan menuju bak flokulasi untuk dilakukan pengadukan lambat. Pengadukan lambat bertujuan untuk membentuk flok yang lebih besar dan mudah mengendap.
Dimensi Bak Koagulasi:
Volume = 0,158 m3 H rencana = 0,5 m A surface = 0,394 m2 Panjang : lebar = 1 : 1
Lebar = 0,7 m
Panjang = 0,7 m Kedalaman + fb = 0,8 m D. impeller = 0,452 m
Nre cek = 346787,4 > 1000 (OK) Kebutuhan Koagulan :
Dosing koagulan = 19,7 ml/detik Kebutuhan Koagulan = 5,906 Liter
Waktu re-supply = 14,167 jam
Dimensi Bak Flokulasi:
Volume = 0,945 m3 H rencana = 0,7 m A surface = 0,945 m2 Panjang : lebar = 1 : 1
Lebar = 1 m
Panjang = 1 m
Kedalaman + fb = 1,2 m D. impeller = 0,062 m
Nre cek = 0,394 < 10 to 20 (OK)
Berdasarkan perhitungan dimensi, didapatkan desain bak koagulasi dan bak flokulasi seperti pada Gambar 4.
(a) (b)
Gambar 4. Bak koagulasi (a) dan flokulasi (b) (Tanpa Skala) 6) Sludge Drying Bed
Unit sludge drying bed atau dikenal sebagai SDB merupakan unit pengolah yang dikhususkan untuk pengolahan lumpur. Pemilihan unit SDB sebagai unit pengolahan lumpur adalah mudahnya pengoperasian
.
Desain SDB
Waktu pengeringan = 2 hari Massa lumpur = 6,485 kg/hari
Lebar = 8 m
Panjang = 27 m
Total tebak cake dalam bed
Ketinggian lumpur = 0,5 m Ketinggian pasir = 0,2 m
Ketinggian kerikil = 0,3 m Diameter pipa lumpur = 75 mm Ketinggian total + fb = 1,5 m Diameter pipa drainage = 35 mm
Gambar 5. Sludge drying bed (tanpa skala)
Berdasarkan pemilihan alternatif tersebut dihitung konsentrasi effluent. Hasil perhitungan adalah sebagai berikut,
Tabel 5. Konsentrasi Effluent Alternatif IPAL
Parameter Effluent Baku Mutu Satuan Keterangan
COD 46,90 150 mg/L Memenuhi
BOD 12,92 60 mg/L Memenuhi
TSS 2,36 50 mg/L Memenuhi
Krom 0,51 1 mg/L Memenuhi
C. Rencana Anggaran Biaya (RAB)
Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) didasarkan pada Keputusan Walikota Pasuruan Nomor 188/243.031/2016 tentang Standar Harga Satuan Bahan Bangunan dan Upah Kerja. Didapatkan rekapitulasi biaya sebesar Rp1.339.734.318,40
.
4. KESIMPULAN
Pengolahan yang dipilih berupa pengolahan fisik kimia. Unit yang dipilih adalah bar screen, bak ekualisasi, aerasi, sedimentasi, koagulasi dan flokulasi, dan SDB. Unit pengolahan tersebut efektif digunakan sebagai pengolahan air limbah industri bleaching tekstil. Perhitungan Rencana Anggaran Biaya menggunakan Keputusan Walikota Pasuruan Nomor 188/243.031/2016. Biaya investasi dari alternatif IPAL tersebut adalah sebesar Rp1.339.734.318,40.
5. UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih oleh penulis disampaikan kepada Allah SWT, serta keluarga yang selalu memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
6. DAFTAR PUSTAKA
Afdal, R., dan Fadhilah., 2020. Optimasi Penggunaan Koagulan PC3000 dan Flokulan A100 untuk Proses Pengolahan Air Limbah Tambang di WWTP01 PT. Mitrabara Adiperdana, Tbk. Jurnal Bina Tambang, Vol. 5 No. 1.
Badan Pusat Statistik, 2019. Indeks Produksi Industri Besar dan Sedang Menurut Kode 2 Digit. Jawa Timur:
Badan Pusat Statistik Jawa Timur.
Devega, L., Darundiati, Y. H., Setiani, O., & Awang, H., 2016. Treatment of Biodiesel Wastewater by Coagulation Flocculation Process Using Polyaluminium Chloride (PAC) and Polyelectrolyte Anionic. Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 11, 11855 - 11859.
Metcalf dan Eddy., 2014. Wastewater Engineering : Treatment and Resource Recovery, Fifth Edition. New York: McGraw-Hill Education.
Putra, A. D., Hadisoebroto, R., & Astono, W., 2018. Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum di Kecamatan Bekasi Timur, Kota Bekasi, Jawa Barat. Prosiding Seminar Nasional Kota Berkelanjutan. Jakarta: Universitas Trisakti, 207-217
Sari, A. P., dan Yuniarto., 2016. Perencanaan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Industri Agar-agar.
Simposium I Jaringan Perguruan Tinggi untuk Pembangunan Infrastruktur Indonesia, 174-182.
Titiresmi., 2011. Penurunan Bahan Organik Air Limbah Industri Permen dengan Menggunakan Reaktor Packed Bed Berdasarkan Variasi Waktu Tinggal. Jurnal Teknik Lingkungan, Vol. 12 No. 3, 283- 290.
