DI PG. SINDANG LAUT
Oleh :
NAMA : IRVAN KUSFARI
NIM : 14.01.027
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK LPP
YOGYAKARTA
i
LAPORAN PENELITIAN PROYEK AKHIR
EVALUASI PENGELOLAAN LIMBAH CAIR ( PROSES )
DI PG. SINDANG LAUT
Oleh :
NAMA : IRVAN KUSFARI
NIM : 14.01.027
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK LPP
YOGYAKARTA
ii
EVALUASI PENGELOLAAN LIMBAH CAIR (PROSES)
DI PG. SINDANG LAUT
Disusun oleh :
Nama : IRVAN KUSFARI
NIM : 14. 01.027
PS : TEKNIK KIMIA
Telah diperiksa dan disetujui
Yogyakarta, 31 Agustus 2017
Ketua Program Studi Teknik Kimia Dosen Pembimbing
(Fathur Rahman Rifai, S.T., M. Eng) (Rifai Rahman Saputro, S.Si., M.Sc.)
iii
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN PENELITIAN PROYEK AKHIR
EVALUASI PENGELOLAAN LIMBAH CAIR (PROSES)
DI PG. SINDANG LAUT
Disusun oleh :
Nama : IRVAN KUSFARI
NIM : 14. 01.027
PS : TEKNIK KIMIA
Telah diperiksa dan disetujui
Yogyakarta, 31 Agustus 2017
Tim Penguji Tanda Tangan
1. Rifai Rahman Saputro, S. Si., M. Sc ( )
2. Kunthi Widhyasih, S.T., M.Eng ( )
3. Lestari Hetalesi S., S.T., M.Eng ( )
Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknik Kimia
iv Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Irvan Kusfari
NIM : 14.01.027
Program Studi : Teknik Kimia
Judul PA : Evaluasi Pengelolaan Limbah Cair (Proses) di PG. Sindang Laut
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Laporan Penelitian Proyek Akhir yang telah saya buat ini merupakan hasil karya dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Laporan Penelitian Proyek Akhir ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Politeknik LPP.
Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksa.
Penulis
v
ABSTRAK
Pengawasan di unit pengolahan limbah sangat penting dilakukan dan tetap memenuhi standar yang ditetapkan pemerintah. Selain untuk mengatasi dampak lingkungan akibat limbah, pengawasan di unit pengolahan limbah juga akan meningkatkan kualitas air limbah pabrik dengan standar yang ditetapkan dan untuk meningkatkan peringkat PROPER. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi proses pengolahan limbah cair di PG. Sindang Laut mulai dari In House Keeping sampai dengan proses pengolahan limbah cair di IPAL, dan merumuskan saran perbaikan pengolahan limbah di PG. Sindang Laut yang dilakukan pada bulan Juni sampai dengan Juli 2017. Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa kinerja IPAL PG. Sindang Laut sudah memenuhi parameter yang ditentukan sesuai dengan baku mutu air limbah menurut Kep Men LH No. 05 Tahun 2014.
vi
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia-Nya berupa nikmat sehat dan kemudahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Laporan Penelitian Proyek Akhir ini dengan baik.
Penulisan Laporan Penelitian Proyek Akhir ini merupakan salah satu kewajiban bagi mahasiswa Politeknik LPP sebagai syarat kelulusan dan juga melatih mahasiswa utamanya program studi Teknik Kimia untuk membuat suatu karya yang nantinya bisa diimplementasikan di industri gula.
Penulisan laporan ini tentu tidak sempurna, walaupun begitu semoga ilmu yang terdapat pada laporan ini dapat bermanfaat di kemudian hari, tidak lupa penulis juga mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang terlibat pada penulisan laporan ini. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terimakasih kepada :
1. Bapak Ari Wibowo, S.T.,M.Eng, DirekturPolitenik LPP
2. Bapak Fathur Rahman R., S.T.,M.Eng, Ketua Program Studi Kimia Politeknik LPP
3. Bapak Rifai Rahman Saputro, S. Si., M. Sc, selaku dosen pembimbing yang bersedia meluangkan waktu, memberikan bimbingan, bantuan, saran, serta dorongan dalam menyelesaikan Laporan Penelitian Proyek Akhir.
4. Direksi PT PG. Rajawali II
5. Pimpinan, staff dan karyawan PG. Sindang Laut
6. Keluarga saya, utamanya kedua orang tua saya Bapak Sumarno dan Ibu Amik Suyatmi yang telah memberikan materi, semangat, serta doa yang tak kenal lelah.
7. Silvia Kartika Sari, my little boss yang selalu memberikan semangat untuk mengerjakan laporan penelitian proyek akhir ini.
vii
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, dari saya mengucapkan terimakasih.
Wassalamualaikum Wr.Wb.
Yogyakarta, Agustus 2017
Penulis,
viii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. Tinjauan Pustaka ... 3
B. Landasan Teori ... 11
D. Metode Penelitian ... 12
BAB III HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 15
A. Hasil Penelitian ... 15
B. Pembahasan ... 18
1. In House Keeping... 18
2. Operasional IPAL ... 20
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ... 29
A. Kesimpulan ... 29
B. Saran ... 29
DAFTAR PUSTAKA ... 31
ix
Daftar Tabel
Tabel 1. Contoh Sumber Pencemaran Limbah Cair di Dalam PG ... 3
Tabel 2. Baku Mutu Air Limbah Menurut Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 05 tahun 2014 untuk Pabrik dengan Kapasitas kurang dari 2500 TCD ... 6
Tabel 3. Ukuran Bak Aerasi UPLC PG. Sindang Laut ... 23
Tabel 4. Data pH IPAL Bulan Juni ... 32
Tabel 5. Data pH IPAL Bulan Juli ... 33
Tabel 6. Data COD dan BOD5 Bulan Juni (Dalam mg/L) ... 34
Tabel 7. Data COD dan BOD5 Bulan Juli (Dalam mg/L) ... 35
Tabel 8. Data TSS bulan Juli... 36
Tabel 9. Debit Inlet dan Outlet IPAL Bulan Juni dan Juli ... 37
x
Gambar 3. Diagram Proses Pengolahan Air Limbah Metode Lumpur Aktif
Konvesional ... 10
Gambar 4. pH Inlet IPAL Bulan Juni-Juli ... 38
Gambar 5. pH Bak Ekualisasi Bulan Juni-Juli ... 38
Gambar 6. pH Bak Aerasi 1,2 dan 3 Bulan Juni-Juli ... 39
Gambar 7. pH Outlet IPAL Bulan Juni-Juli ... 39
Gambar 8. Data COD Bulan Juni (dalam mg/L) ... 40
Gambar 9. Data COD Bulan Juli (dalam mg/L) ... 40
Gambar 10. Grafik BOD5 Bulan Juni ... 40
Gambar 11. Grafik BOD5 Bulan Juli ... 41
Gambar 12. Oil Trap PG. Sindang Laut ... 41
Gambar 13. Skema Pengolahan Limbah Cair Proses PG. Sindang Laut ... 42
Gambar 14. Buffer UPLC PG Sindang Laut ... 42
Gambar 15. Skala V-Notch Inlet UPLC ... 43
Gambar 16. Bak Aerasi 1 IPAL PG. Sindang Laut... 43
Gambar 17. Bak Aerasi 2 IPAL PG. Sindang Laut... 44
Gambar 18. Bak Aerasi 3 IPAL PG. Sindang Laut... 44
Gambar 19. Inlet Bak Sedimentasi Akhir IPAL PG. Sindang Laut ... 45
Gambar 20. Bak Sedimentasi Akhir IPAL PG. Sindang Laut ... 45
Gambar 21. Bak Kontrol IPAL PG. Sindang Laut... 46
Gambar 22. Skala V-Notch outlet IPAL PG. Sindang Laut ... 46
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pengawasan di unit pengolahan limbah harus memenuhi standar yang ditetapkan pemerintah. Hal ini berguna untuk mengatasi dampak lingkungan akibat limbah. Pengawasan di unit pengolahan limbah juga akan meningkatkan kualitas pabrik dengan standar yang ditetapkan menurut Kep Men LH No. 127 Tahun 2002 tentang Program Penilaian Peringkat Kinerja Perusahaan dalam Pengelolaan Lingkungan (PROPER) yang prinsip pelaksanaanya bertujuan untuk mendorong penataan perusahaan dalam pengelolaan lingkungan melalui instrumen insentif reputasi bagi perusahaan yang memiliki kinerja pengelolaan lingkungan yang baik dan instrumen diinsentif reputasi bagi perusahaan yang mempunyai kinerja pengelolaan lingkungan yang buruk.
B.Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengevaluasi proses pengolahan limbah cair di PG. Sindang Laut mulai dari In House Keeping sampai dengan proses pengolahan limbah cair di IPAL.
2. Merumuskan saran perbaikan pengolahan limbah di PG. Sindang Laut.
C.Keaslian Penelitian
Penelitian sebelumnya yang sejenis ialah penelitian dari Wahyu Eka Pratiwi (2016) tentang evaluasi pengolahan limbah cair di PG. Rejo Agung Baru. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa air limbah PG. Rejo Agung Baru sudah sesuai dengan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 05 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Industri Gula, akan tetapi masih adanya beberapa temuan-temuan yang masih belum memenuhi SOP pada umumnya.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.Tinjauan Pustaka 1. In House Keeping
Pencemaran seringkali berasal dari limbah pabrik atau bisa dikatakan bahwa pencemaran oleh industri seringkali berasal dari dalam pabrik. Dengan demikian mengendalikan pencemaran oleh industri akan efektif apabila dilakukan dengan mengendalikan sumber dari dalam pabrik. Dengan cara pengendalian tersebut akan diperoleh dua hal, yaitu beban pencemaran terkendali dan pemborosan bahan dapat ditekan. Hal yang demikian disebabkan analogi bahwa pemborosan bahan akan menyebabkan beban pencemaran tinggi dan biaya produksi meningkat. Berikut contoh daftar sumber pencemaran limbah cair di dalam pabrik gula sebagai berikut:
Tabel 1. Contoh Sumber Pencemaran Limbah Cair di Dalam PG
Sumber St. Masakan Larutan Gula
Pendingin Kondensor
St. Puteran Larutan Gula Tetes
Tinggi Tinggi
Laboratorium Nira
Minyak Tinggi Mengapung
(Sumber :P3GI, 1993)
5
(Sumber : P3GI, 1993)
Prinsipnya sumber pencemar limbah cair dapat dikelompokkan menjadi:
a. Minyak, oli dan sejenisnya
Pengenalan dan pemetaan
b. Karbohidrat (didominasi bahan bergula), yang dibedakan menjadi kadar pencemar tinggi (COD >300 mg/L) dan kadar pencemar rendah (COD <300 mg/L)
c. Bahan kimia dan logam berat yang bersifat racun dan tidak beracun
(Yahya, 1993) 2. Baku Mutu Limbah Cair
Menurut Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 05 tahun 2014, baku mutu air limbah adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar atau jumlah unsur pencemar yang akan dibuang atau dilepas ke dalam media air dari suatu usaha atau kegiatan, sedangkan air limbah adalah sisa dari suatu usaha atau kegiatan yang berwujud cair. Berikut merupakan baku mutu air limbah untuk kapasitas pabrik kurang dari 2.500 TCD :
Tabel 2. Baku Mutu Air Limbah Menurut Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 05 tahun 2014 untuk Pabrik Gula dengan Kapasitas kurang dari 2.500 TCD
3. Proses Pengolahan Air Limbah
7
Untuk suplay oksigen biasanya dengan menghembuskan udara secara mekanik. Sistem pengolahan air limbah dengan biakan tersuspensi yang paling umum dan telah digunakan secara luas yakni proses pengolahan dengan sistem Lumpur Aktif (Activated Sludge Process) (Said, 2002).
Mikrobia sebagai faktor utama dalam pengolahan air limbah menggunakan unit lumpur aktif tentu membutuhkan makanan, mikroba aerobik membutuhkan karbohidrat, lemak dan protein sebagai makanan pokoknya. Makanan tersebut dapat digolongkan sebagai organik terurai yang merupakan suatu kelompok pencemar dalam limbah cair. Mikroba aerobik juga membutuhkan oksigen untuk proses metabolismenya. Proses konsumsi senyawa organik terurai oleh mikroba aerobik dapat disederhanakan ke dalam gambar sebagai berikut.
Gambar 2. Proses Konsumsi Senyawa Organik Terurai oleh Mikroba Aerobik
pH relatif netral, yaitu 6,5-8,0 Suhu normal, yaitu 25˚C-35˚C
Tidak ada senyawa toksik yang merugikan.
Proses konsumsi senyawa organik terurai oleh mikroba aerobik tersebut kemudian direkayasa menjadi ULA. Unit pengolahan limbah cair ini memiliki tugas utama untuk menurunkan kandungan organik terurai dalam limbah cair. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penerapan proses tersebut adalah
1. Mikroba aerobik harus mampu menjangkau organik terurai, O2 dan nutrien. Oleh karena itu, larutan proses harus tercampur rata (homogen).
2. Agar organik terurai dapat terurai sempurna, mikroba aerobik harus tersedia dalam jumlah yang sebanding dengan organik terurai. Terkadang jumlah mikroba aerobik harus ditambah dan terkadang harus dikurangi untuk mencapai jumlah yang seimbang.
3. Jumlah O2 harus mampu mendukung kebutuhan mikroba aerobik dalam menguraikan organik terurai yang ada. Semakin banyak jumlah mikroba aerobik dan organik terurai maka kebutuhan O2 juga semakin tinggi. Kurangnya jumlah O2 akan menyebabkan musnahnya mikroba aerobik dan proses penguraian organik terurai akan berlangsung secara anaerobik.
4. Jumlah nutrien, atau tepatnya senyawa N dan senyawa P, dalam larutan harus mampu memenuhi kebutuhan proses. Kurangnya jumlah nutrien akan mempengaruhi jumlah mikroba aerobik baru yang terbentuk.
5. Mikroba aerobik baru yang terbentuk hanya terdiri dari jenis mikroba yang cocok dengan jenis organik terurai yang ada. Jika jenis makanan atau organik terurai tidak disukai oleh suatu jenis mikroba, maka jenis mikroba tersebut akan musnah dengan sendirinya.
9
bak penampung air limbah. Bak penampung ini berfungsi sebagai bak pengatur debit air limbah serta dilengkapi dengan saringan kasar untuk memisahkan kotoran yang besar. Kemudian, air limbah dalam bak penampung dipompa ke bak pengendap awal.
Bak pengendap awal berfungsi untuk menurunkan padatan tersuspensi (suspended solid) sekitar 30-40%, serta BOD sekitar 25%. Air limpasan dari bak pengendap awal dialirkan ke bak aerasi secara gravitasi. Di dalam bak aerasi ini air limbah dihembus dengan udara sehingga mikroorganisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah. Energi yang didapatkan dari hasil penguraian zat organik tersebut digunakan oleh mikroorganisme untuk proses pertumbuhannya. Dengan demikian di dalam bak aerasi tersebut akan tumbuh dan berkembang biomassa dalam jumlah besar. Biomassa atau mikroorganisme inilah yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada pada air limbah.
Gambar 3. Diagram Proses Pengolahan Air Limbah Metode Lumpur Aktif Konvesional
11
B.Landasan Teori
Limbah cair di dalam pabrik gula berasal dari semua stasiun proses, namun dapat dikelompokkan menurut kandungannya yaitu minyak, karbohidrat, bahan kimia dan logam. Program pengendalian limbah dapat dilakukan dengan cara mengelompokkan jenis limbah, pencegahan dari dalam pabrik dan pengolahan limbah menurut karakteristiknya. Sumber limbah IPAL berasal dari stasiun gilingan dan proses cleaning juice heater, evaporator dan pan masakan.
Mutu limbah cair diatur oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 05 Tahun 2014, yang disesuaikan dengan kapasitas giling pabrik gula. Pabrik gula Sindang Laut memiliki kapasitas 1900 TCD dengan begitu kadar tertinggi kualitas air limbah adalah BOD5 105 mg/L, COD 250 mg/L, TSS 100 mg/L, Minyak dan lemak 5 mg/L, sulfida 1,0 mg/L pH 6-8 dan debit limbah sebanyak 0,5 m3/ton tebu yang diolah yaitu 950 m3.
D.
Metode Penelitian
Metode yang akan dilakukan dalam pengambilan data yang dibutuhkan untuk keperluan penyelesaian penulisan proyek akhir ini adalah :
1. Studi literatur
Dilakukan dengan mempelajari teori-teori, rumusan-rumusan dan data-data yang berhubungan dengan penelitian proyek akhir ini.
2. Pengambilan Data
a. Data Lapangan Primer
Metode ini mencakup pengamatan langsung dari lapangan berupa kondisi fisik influent maupun efluent pada unit pengolahan limbah cair dan kondisi alat pengelolaan limbah cair di IPAL PG. Sindang Laut mulai dari 01 Juni 2017 sampai dengan 27 Juli 2017.
1) Analisa COD
Semua peralatan disiapkan dan dipastikan bahwa peralatan yang akan digunakan bersih dan kering. Kemudian siapkan kuvet yang sudah terdapat reagen didalamnya, lalu tambahkan sampel air limbah sebanyak 2 mL. Setelah itu gojok sampai warna orange dan masukkan ke dalam pemanas selama 2 jam pada suhu 105˚C. Tahapan akhir yaitu sampel didinginkan sampai dengan suhu ruang dan terakhir baca kadar COD pada COD reaktor.
2) Analisa pH
13
Semua peralatan disiapkan dan dipastikan bahwa alat dalam keadaan kering, siapkan juga bahan sampel air limbah, lalu masukkan elektroda ke dalam air limbah yang akan dianalisa, selanjutnya tunggu sampai angka pada pH meter stabil, terakhir catat angka pH pada pH meter.
3) Analisa TSS
a) Bahan Baku: Sampel air limbah
b) Alat Penelitian: Cawan petri, pinset, oven, eksikator, timbangan analitik, kertas saring, dan pompa vakum.
c) Cara Penelitian
Tahap pertama adalah oven kertas saring yang berbentuk lingkaran dengan diameter yang disesuaikan dengan diameter pompa vakum dengan suhu 105˚C selama 1 jam menggunakan cawan petri sebagai wadah, kemudian dinginkan di dalam eksikator selama ±15 menit. Selanjutnya timbang kertas menggunakan timbangan analitik dan masukkan kertas saring pada pompa vakum kemudian tambahkan 50 mL sampel limbah, lalu saring dengan bantuan pompa vakum sampai dengan air sampel habis. Kertas dan kotoran yang tertinggal kemudian di oven selama 2 jam dengan suhu 105˚C yang selanjutnya didinginkan di dalam eksikator selama ±15 menit, kemudian timbang kertas dan kotoran menggunakan timbangan analitik, selanjutnya ulangi langkah pengovenan sampai dengan penimbangan sampai beratnya konstan.
B = Berat konstan kertas saring + kotoran TSS = (B-A) x1000
b. Data Lapangan Sekunder
Metode ini berupa pengumpulan data spesifikasi alat pengelolaan limbah cair yang dimiliki oleh PG. Sindang Laut dan data analisa baku mutu limbah cair pada periode 01 Juni sampai dengan 27 Juli 2017.
3. Pengolahan Data
Data-data yang diperoleh diolah dan disajikan dalam bentuk laporan sebagai bahan evaluasi. Pengolahan data yang dilakukan adalah sebagai berikut : a. Mengamati SOP pengelolaan limbah cair.
b. Mengevaluasi kapasitas dari unit pengelolaan limbah cair dengan memperhitungkan debit limbah yang masuk ke sistem.
c. Memberikan hasil evaluasi dengan mengusulkan perubahan alat (penambahan alat, peluasan area) dan menyajikan hasil analisa parameter baku mutu limbah cair dan memberikan usulan untuk perbaikan.
4. Penyusunan Laporan
15
BAB III
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
1. Data Evaluasi Proses Pengolahan limbah
Bulan Debit ( m 3
/jam ) Suhu (ºC) pH COD ( mg/ L ) BOD5 ( mg/L ) TSS ( mg/L )
Inlet Outlet Inlet Outlet Inlet Outlet Inlet Outlet Inlet Outlet Aerasi 1 Aerasi 2 Aerasi 3 Juni 119,85 119,85 32,75 30,6 6,38 7 979,30 100,71 591,81 59,76 - - -
2. Data Pengamatan Peralatan Pengolahan Limbah a. Kapasitas volume sub unit IPAL
No Nama Volume (m3)
1) Dua buah pompa lengkap dengan motor penggerak untuk bak kontrol ke bak sedimentasi
Tipe : Centrifugal semi open impeller Merk : EBARA
Kapasitas : 42 m3/jam
2) Dua buah pompa limbah Buffer ke sedimentasi awal
Motor :
Merk : TECO
Power : 2 HP (1,5 KW) Rpm/ (V-A) : 1450/(220 V-5,37 A)
17
Tipe : Centrifugal open impeller Merk : EBARA
Kapasitas : 21 m3/jam
3) Dua buah pompa resirkulasi lumpur bak pengendap awal
Motor :
Merk : TECO
Power : 1 HP (0,75 KW) Rpm/ (V-A) : 1400/(220 V-3,44 A)
Pompa :
Tipe : Centrifugal semi open impeller Merk : EBARA
Kapasitas : 21 m3/jam
4) Dua buah pompa resirkulasi bak pengendap akhir ke bak aerasi
Motor :
Merk : TECO
Power : 3 HP (2,2 KW) Rpm/ (V-A) : 2870/(220 V-7,7 A)
Pompa :
Tipe : Centrifugal semi open impeller Merk : EBARA
B. Pembahasan melakukan pemetaan sumber pencemar, dalam pengolahan limbah cair di PG, pengetahuan sirkulasi air di PG harus diketahui untuk dapat menentukan pengolahan yang tepat untuk limbah tersebut. Neraca air di Pabrik Gula Sindang Laut dapat dilihat pada Gambar 23 di lampiran. Diketahui limbah cair yang masuk ke IPAL berasal dari stasiun gilingan, dan proses cleaning dari Stasiun pemurnian (Juice heater 1, 2 dan 3), Stasiun Penguapan (Badan Penguap 1 dan 2) dan Stasiun masakan (Pan masakan). Sementara limbah cair lain yang diolah karena memiliki suhu tinggi di treatment di Cooling tower. Perbedaan pengolahan limbah cair ini dikarenakan karakteristik limbah cair masing-masing proses berbeda. Kandungan pencemar berat akan diolah di IPAL, sedangkan limbah cair dengan kandungan pencemar ringan, dan hanya diinginkan untuk menurunkan suhu sebagai air pendingin di stasiun proses akan diolah di cooling tower. Hal ini sebagai sikap penghematan biaya dan juga pemanfaatan alat yang telah terinvestasi di pabrik.
19
a. Stasiun Gilingan
Jenis pencemar yang terkan dung dari limbah proses stasiun ini adalah minyak dan nira. Nira yang dimaksud adalah berupa ceceran nira, yang masih memiliki harga ekonomi tinggi apabila diolah kembali, pencegahan yang harus dilakukan adalah menutup kemungkinan adanya ceceran nira dari proses penggilingan tebu, apabila hal itu tidak dapat dilakukan dan masih terdapat ceceran nira, maka nira harus dikembalikan ke proses agar tidak terikut keluar sebagai limbah dan menjadikan kandungan organik dari limbah semakin tinggi sehingga beban BOD juga tinggi. PG. Sindang Laut belum ada langkah pengembalian nira yang tercecer tersebut sehingga terjadi kehilangan gula pada limbah cair proses penggilingan tebu. Walaupun kandungan nira yang tercecer sedikit namun dengan ceceran yang diakumulasikan selama satu masa giling, maka kehilangan akan cukup besar dan tentunya merugikan pabrik.
Langkah yang dapat dilakukan dapat berupa pencegahan maupun langkah preventif. Langkah pencegahan dapat dilakukan dengan memasang talang di bagian yang banyak mengeluarkan ceceran nira sesuai dengan kecepatan giling dari pabrik, sedangkan langkah preventifnya dapat dilakukan dengan menginstruksikan operator gilingan untuk mengembalikkan nira yang tercecer kembali ke proses pengolahan gula, baik itu ke talang ataupun bak nira.
di atas. Minyak yang memiliki berat jenis lebih rendah akan mengapung dan selanjutnya akan diambil oleh operator dan dimasukkan ke dalam drum-drum minyak yang telah disediakan. Air yang bebas minyak yang berada pada ketinggian tertentu akan dipompa menuju bak penampung dengan pipa yang berada pada dasar bak.
Kemampuan penghilangan minyak pada oil trap ini sudah cukup baik, walaupun tidak ada analisa kadar minyak yang dilakukan, namun penilaian tersebut dapat disimpulkan hasil dari pengamatan secara visual fisik limbah pada bak penampung air limbah. Perbaikan yang harus dilakukan adalah dengan penambahan pompa untuk menarik minyak yang mengapung ke dalam drum atau bak penampung lain, penambahan pompa ini dapat mengurangi penambahan operator untuk sub unit oil trap sehingga dapat menekan biaya kerja yang dikeluarkan oleh pabrik.
b. Cleaning Juice Heater, Evaporator dan Vacuum Pan
Proses cleaning yang paling banyak ditemui beban limbah adalah soda dan gula, soda yang merupakan NaOH adalah bahan yang mampu menaikkan pH limbah sedangkan gula yang terkandung karena proses sekrap merupakan senyawa organik yang merupakan makanan mikroba aerobik di IPAL. Selain cleaning dari juice heater, limbah lain yang masuk adalah kurasan blotong. kurasan ini sangat mengganggu karena padatan dan organik terurainya cukup banyak, sehingga membebani IPAL.
2. Operasional IPAL
21
adalah 5,33 m3/jam, dengan pengolahan limbah efektif 24 jam/hari, sehingga dapat dikatakan bahwa bak penampung air limbah akan efektif menampung air limbah selama 9 jam, dengan aliran secara continue ke sub unit lain pada IPAL, bak penampung ini cukup untuk menampung air limbah proses setiap harinya.
Desain Bak penampung ini memiliki tray yang yang berfungsi untuk menurunkan suhu air dan menangkap lumpur-atau kotoran yang terkandung pada air limbah, alat seperti ini biasanya digunakan di unit pengolahan air kondensor untuk menurunkan suhu air. Suhu yang baik untuk mikrobia adalah 28-32ºC sehingga penting untuk dapat menurunkan suhu yang tinggi dari limbah. Selain suhu, aspek lain dari air limbah yang masuk adalah pH, pH netral akan sangat baik untuk proses pengolahan limbah terutama di sub unit bak aerasi, karena bersangkutan dengan suasana yang digunakan oleh mikrobia untuk hidup dan berkembang biak. Dari data analisa diketahui rata-rata pH pada bak penampung adalah 6,2 yang masuk dalam kategori aman untuk kelangsungan hidup mikrobia namun perlu penambahan kapur untuk menaikkan pH di bak ekualisasi sampai dengan pH netral.
Air limbah dari bak penampung akan dialirkan menuju bak sedimentasi awal menggunakan pompa, air yang dialirkan ini akan melewati skala v-notch untuk mengetahui volume air limbah yang masuk ke sistem pengolahan air limbah, sistem IPAL PG. Sindang Laut menggunakan v-notch 60 yang berarti memiliki bentuk segitiga dengan sudut bawah 60°. Skala v-notch di IPAL PG. Sindang Laut dipasang pada inlet IPAL dan outlet IPAL, namun kondisi di lapangan skala v-notch yang masih dalam kondisi baik (bisa terbaca) hanya pada outlet saja, sedangkan pada inlet IPAL pengukuran tidak dilakukan karena skalanya sudah hilang. Penghitungan debit di IPAL dilakukan pada outlet IPAL dengan asumsi bahwa debit influent = debit effluent IPAL.
BOD5 dapat dihitung dengan menggunakan rasio organik (BOD : COD) dengan menggunakan rumus berikut.
Rasio Organik (BOD:COD) = BOD5/COD
Penggunaan rumus tersebut berdasarkan data analisa yang dilakukan oleh Laboratorium Pengendalian Kualitas Lingkungan PDAM Tirtawening Kota Bandung.pada masa giling tahun 2015, sehingga diperoleh rasio organiknya adalah 0,599. Mengacu pada rasio organik tersebut dapat diketahui bahwa penurunan BOD pada bak sedimentasi adalah 19,29%, dari hasil tersebut penurunan BOD tidak tercapai sehingga perlu dilakukan evaluasi pada sub unit ini.
Bak sedimentasi awal di IPAL PG. Sindang Laut memiliki kapasitas 15,73 m3 dengan penampung sebesar 7,8 m3. Karena penampung yang volumenya setengah dari bak sedimentasi awal, maka valve yang dibuka untuk sedimentasi awal hanya satu valve, sedangkan valve satunya ditutup untuk menjaga pengendapan berlangsung dengan baik dan penurunan SS maupun BOD dapat tercapai, namun karena sasaran penurunan BOD tidak tercapai maka operasionalnya dapat dirubah dengan membuka valve untuk bak sedimentasi kedua dan memperbesar penampung air limbah agar sasaran proses dapat tercapai.
23
menuju bak aerasi. Air limbah yang menuju bak aerasi harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. pH netral (6-8) 2. Suhu 28-34°C
Air limpasan dari bak ekualisasi dialirkan ke bak aerasi secara overflow. Di dalam bak aerasi ini air limbah dihembus dengan udara sehingga mikroorganisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah. Energi yang didapatkan dari hasil penguraian zat organik tersebut digunakan oleh mikroorganisme untuk proses pertumbuhannya. Dengan demikian di dalam bak aerasi tersebut akan tumbuh dan berkembang biomassa dalam jumlah besar. Biomassa atau mikroorganisme inilah yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada pada air limbah.
Bak aerasi di UPLC PG. Sindang Laut menggunakan sistem aerasi lanjut dengan penggunaan 3 bak aerasi dengan volume sebagai berikut.
Dari ketiga bak aerasi tersebut, volume totalnya adalah 348,29 m3 dengan satu tangki cadangan yang berukuran sama dengan tangki aerasi 1 yaitu 148,82 m3.
Bak aerasi merupakan hal yang vital di UPLC karena kehidupan mikrobia aerob sangat bergantung pada suasana bak aerasi ini. Bak aerasi dengan kebutuhan oksigen yang cukup akan membuat mikroba aerob dapat hidup dan berkembang biak dengan baik sehingga proses penguraian organik terurai dapat berlangsung secara optimal.
Hal-hal yang harus diperhatikan untuk pengendalian aerasi ini antara lain sebagai berikut.
1) Volume efektif ruang aerasi
bak aerasi harus mampu menahan aliran limbah cair dalam rentang waktu yang cukup.
2) Pola aliran
Keterangan Aerasi 1 Aerasi 2 Aerasi 3
Volume (m3) 148,82 139,42 60,05
A (mm) 9860 7450 4800
Pola aliran sangat dipengaruhi oleh bentuk ruang aerasi. Ruang aerasi yang berbentuk persegi panjang umumnya memiliki banyak zona buntu (dead zone). Hal ini dapat dihindari dengan melakukan pengaturan sistem aerasi sebaik mungkin. Sistem aerasi PG. Sundang Laut menggunakan bentuk lingkaran, sehingga dead zone dapat diminimalisir dan pola aliran dapat lebih teratur.
3) Kelengkapan lain
Alat pemantau menggunakan mistar disarankan untuk dipasangkan untuk mengetahui tinggi maksimum dan tinggi minimum yang berlaku pada tangki tersebut untuk mempermudah pengendalian proses aerasi.
4) Kemampuan mensuplai O2
Kapasitas sistem aerasi dapat dinilai dari berat O2 yang berhasil dilarutkan ke dalam limbah cair untuk tiap satuan waktu. Semakin tinggi nilai beban organik (OL, dalam kg BOD5/hari) maka kebutuhan O2 juga meningkat. Jumlah lumpur buangan (Qwas) juga akan mempengaruhi kebutuhan O2. Jika kebutuhan O2 tidak dipenuhi, ada kemungkinan UPLC akan terhambat efisiensi kerjanya. Kemampuan suplai oksigen ini juga dipengaruhi besarnya aerator apung untuk dapat memutarkan baling-baling. Semakin tinggi perputaran baling-balingnya, maka jumlah O2 yang dilarutkan semakin besar.
5) Kemampuan Pencampuran
Larutan aerasi yang terdiri dari lumpur mikroba, organik terurai, senyawa nutrien harus selalu tercampur merata. Turbulensi yang diberikan sistema aerasi juga berfungsi untuk membantu pencampuran ini. Semakin besar kapasitas aerasi maka semakin besar pula wilayah turbulensinya, wilayah turbulensi horizontal dapat langsung dilihat sehingga operator mudah untuk melakukan peletakannya.
25
dapat disimpulkan bahwa mikroba kuantitasnya sedikit dan bahkan mati atau proses yang terjadi adalah anaerob. Proses anaerob ini adalah bukti kegagalan dari sistem aerasi.
Proses aerob yang terjadi dapat dilihat dari persamaan reaksi berikut
COHNS + C5H7NO2 + O2 + N + P --> CO2 + H2O + NH3 + C5H7NO2 (3.1) namun karena suplai oksigen tidak terpenuhi maka akan terjadi reaksi anaerob sebagai berikut
COHNS + C5H7NO2 + N + P-->CH4 +CO2 + NH3 + H2S +H2 + C5H7NO2 (3.2) Proses anaerob akan menimbulkan bau busuk yang ditimbulkan oleh gas hidrogen sulfat, warna larutan limbah yang hitam dan nilai RRBOD yang rendah dan tentu baku mutu tidak akan terpenuhi.
Selain dari kebutuhan oksigen yang cukup, mikrobia juga membutuhkan makanan yang cukup untuk dapat menguraikan organik terurai yang terdapat pada limbah cair, untuk itu mikroba aerobik harus tersedia dalam jumlah yang sebanding dengan organik terurai, bisa ditambahkan atau dikurangi pada periode tertentu tergantung pada kadar BOD yang terdapat pada limbah, namun di PG. Sindang Laut miroba aerobik dilakukan pembibitan pada awal giling untuk digunakan selama masa giling, pembibitan dilakukan di bak aerasi secara langsung. Pembibitan lebih baik dilakukan di bak pembibitan sehingga pengaturan jumlah mikroba aerobik dapat diatur secara lebih baik.
mikrobia lain karena kekurangan asupan makanan. Fase ini ditandai dengan berubahnya warna air di bak aerasi menjadi merah.
Proses pemberian makanan di IPAL PG. Sindang Laut sudah sesuai dengan prosedur, yaitu dengan melakukan analisa COD terlebih dahulu yang kemudian diubah menjadi BOD dengan menggunakan rasio organik. Selain itu pemantauan debit yang masuk juga telah dilakukan untuk melakukan perhitungan tersebut.
Setelah melalui bak aerasi kemudian air limbah menuju ke sedimentasi akhir. Sedimentasi akhir merupakan penentu akhir efisiensi kerja suatu IPAL. Kegagalan unit ini akan mengakibatkan tingginya nilai BOD5 dan SS dari effluent IPAL. Sedimentasi akhir atau biasa disebut clarifier ini biasanya berbentuk bulat karena dipercaya memiliki kemampuan pengaliran yang lebih baik dari tangki persegi, terutama untuk beban lumpur yang sangat tinggi. Namun di IPAL PG. Sindang Laut menggunakan sedimentasi akhir dengan bentuk persegi panjang, hal ini kemungkinan disebabkan oleh beban lumpur yang tidak terlalu tinggi jika dibandingkan industri lain.
Inlet sedimentasi akhir merupakan salah satu hal terpenting dalam keberhasilan pengendapan di sub-unit ini. Turbulensi yang terlalu tinggi akan mengakibatkan lumpur tidak cepat mengendap, ditambah pula dengan debit yang tidak diatur dengan tepat. Inlet sedimentasi akhir di IPAL PG. Sindang laut menggunakan dinding sebagai penahan laju air agar menekan turbulensi, dimana air mengalir tanpa pipa ke bagian bawah bak sedimentasi, pengurangan turbulensi hanya dibebankan kepada dinding. Sistem ini tentu akan membuat lumpur yang masuk akan sulit untuk mengendap dan nilai SS limbah tinggi. Penggunaan pipa sebagai media mengalirkan air sangat disarankan agar turbulensi dapat dikurangi sehingga pengendapan dapat dilakukan dengan cepat dan tidak ada flok yang melayang.
27
dikembalikan ke bak aerasi 2 sedangkan yang sudah mati akan dialirkan menuju drying bed.
Drying bed di PG. Sindang Laut secara visual memiliki kapasitas kecil dan tidak mampu menampung lumpur, hal ini disebabkan tidak adanya saluran untuk membuang air hasil pengeringan di drying bed sehingga lumpur akan sulit mengering dan membutuhkan waktu yang lama untuk menguras. Oleh karena itu apabila posisi drying bed penuh, maka lumpur akan dialirkan menuju bak cadangan, yang sejatinya berfungsi sebagai bak penampung air limbah apabila kualitas dari air limbah masih buruk untuk dibuang ke sungai, pengalihan fungsi ini dikarenakan volume drying bed yang kecil dan keyakinan operator akan kinerjanya untuk menghasilkan effluent yang memenuhi standar. Keyakinan memang penting, namun langkah antisipasi lebih baik dilakukan dengan membuat bak cadangan yang dijalankan sesuai dengan perannya atau bisa dilakukan penambahan volume drying bed agar penumpukan lumpur tidak terjadi.
Pengendalian proses keberhasilan IPAL selain menggunakan aspek visual, biasanya terdapat sub-unit lain setelah proses sedimentasi, yaitu limbah buangan di alirkan ke bak kontrol. Bak ini digunakan untuk mengetahui apakah limbah yang telah diolah telah layak atau tidak untuk dibuang ke ekosistem air setempat, di bak kontrol ini digunakan ikan sebagai penentu kualitas air tersebut. Bak kontrol di IPAL PG. Sindang Laut tidak memenuhi standar karena tidak ada ikan atau makhluk yang hidup di ekosistem air yang dimasukkan ke dalam bak kontrol, tentu ini mengakibatkan kontrol terhadap effluent semakin tidak terawasi.
Parameter keberhasilan UPLC adalah bagaimana mikroba aerobik menurunkan kadar BOD5 dari mulai limbah masuk sampai akhirnya limbah dibuang, oleh karena itu efisiensi penurunan BOD5 penting untuk diketahui. Efisiensi penurunan BOD5 dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
Efisiensi % = BOD5 Inlet−BOD5 Outlet
29
1. Peningkatan kinerja IPAL dapat dilakukan dengan cara mengganti beberapa model sub unitnya, seperti pada inlet sedimentasi akhir yang merupakan faktor yang menentukan untuk pengendapan SS, limbah cair bisa dialirkan dengan pipa menuju bagian bawah agar turbulensi tidak terlalu tinggi, sehingga pengendapan akan lebih optimal, selain itu penambahan kapasitas Drying bed dapat dilakukan agar fungsi dari bak cadangan dapat digunakan sesuai dengan fungsinya selain untuk mengantisipasi apabila kinerja bak aerasi sedang buruk. 2. Pemberian ikan di bak kontrol sebagai parameter baik tidaknya effluent dari
UPLC sangat penting selain analisa paramneter yang telah dilakukan.
3. Penghematan penggunaan air di dalam pabrik dapat dilakukan dengan metode zero waste melihat effluent dari UPLC telah memenuhi parameter-parameter yang telah ditetapkan. Agar industri dapat melakukan zero waste maka diperlukan pula investasi awal seperti pembuatan bak penampung, investasi pompa, dan investasi pipa sebagai media pengaliran air dari bak ke proses. 4. Analisa lebih dilengkapi untuk mengetahui kinerja sebenarnya dari IPAL
seperti analisa BOD5 dan juga analisa minyak. BOD5 tidak bisa menggunakan rasio organik yang sama setiap tahunnya sehingga akurasi data juga akan berkurang.
31
DAFTAR PUSTAKA
Tim Pelatihan PT. Qipra Galang Kualita. 2000. “Pengendalian Unit Lumpur
Aktif”. PT. Qipra Galang Kualita.
Kurniawan, Yahya. 1993. “Mengendalikan Pencemaran dari Dalam Pabrik”. Gula Indonesia XVIII (2) : Surabaya.
Said, Nusa Idaman. 2002. “Teknologi Pengolahan Limbah Cair dengan Proses
Biologis”. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi : Jakarta.
32
LAMPIRAN
A.Data Evaluasi Parameter IPAL
33
35
37
Tabel 9. Debit Inlet dan Outlet IPAL Bulan Juni dan Juli
Tabel 10. Data COD dan BOD5 Tahun Giling 2015 serta Penentuan Rasio
Organiknya
Inlet Outlet Inlet Outlet
1 - - 1 127,92 127,92
2 - - 2 127,92 127,92
3 - - 3 127,92 127,92
4 91,608 91,608 4 127,92 127,92
5 91,608 91,608 5 127,92 127,92
6 91,608 91,608 6 127,92 127,92
7 91,608 91,608 7 127,92 127,92
8 91,608 91,608 8 127,92 127,92
9 91,608 91,608 9 127,92 127,92
10 127,92 127,92 10 127,92 127,92
11 127,92 127,92 11 127,92 127,92
12 127,92 127,92 12 127,92 127,92
13 127,92 127,92 13 127,92 127,92
14 127,92 127,92 14 127,92 127,92
15 127,92 127,92 15 127,92 127,92
16 127,92 127,92 16 127,92 127,92
17 127,92 127,92 17 127,92 127,92
18 127,92 127,92 18 127,92 127,92
19 127,92 127,92 19 127,92 127,92
20 127,92 127,92 20 127,92 127,92
21 127,92 127,92 21 127,92 127,92
22 127,92 127,92 22 127,92 127,92
23 127,92 127,92 23 127,92 127,92
24 127,92 127,92 24 127,92 127,92
25 127,92 127,92 25 127,92 127,92
26 127,92 127,92 26 127,92 127,92
27 127,92 127,92 27 127,92 127,92
28 127,92 127,92 28 -
-Inlet Outlet Inlet Outlet Inlet Outlet Inlet Outlet Inlet Outlet Inlet Outlet
BOD5 238,05 37,854 282,99 43,59 297,26 36,47 232,35 41,61 196,524 31,59 164,94 28,35
COD 396,75 63,09 471,65 72,65 477,15 64,88 387,25 69,35 327,54 52,65 274,9 47,25
rata-rata 0,6 0,6 0,6 0,6 0,622991 0,562115 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Gambar 4. pH Inlet IPAL Bulan Juni-Juli
39
Gambar 6. pH Bak Aerasi 1,2 dan 3 Bulan Juni-Juli
Gambar 8. Data COD Bulan Juni (dalam mg/L)
Gambar 9. Data COD Bulan Juli (dalam mg/L)
41
Gambar 11. Grafik BOD5 Bulan Juli
B.Visualisasi Sub Unit IPAL
Gambar 13. Skema Pengolahan Limbah Cair Proses PG. Sindang Laut
43
Gambar 15. Skala V-Notch Inlet UPLC
Gambar 17. Bak Aerasi 2 IPAL PG. Sindang Laut
45
Gambar 19. Inlet Bak Sedimentasi Akhir IPAL PG. Sindang Laut
Gambar 21. Bak Kontrol IPAL PG. Sindang Laut
47
