IPAL

(1)

Kelompok 3; Kelas 3B

Intan Terry Desti Anggraini (116126)

Istiqlaratri Jarunsiri (116129)

Lutfi Andika (116143)

Muhammad Rohman (116166)

Nurani Asiah (116184)

Putri Ginanti (116198)

Shintia Dico (116244)

Siti Novianti (116249)

Y

(2)

Dalam

Dalam 10 10 tahun tahun terakhir terakhir ini ini Pabrik Pabrik Kelapa Kelapa Sawit Sawit (PKS) (PKS) didi

Indonesia berkembang dengan sangat pesat. Sebagian besar

lahan-lahan perkebunan non kelapa sawit di seluruh Indonesia

lahan perkebunan non kelapa sawit di seluruh Indonesia

berangsurangsur beralih atau diubah peruntukan menjadi lahan

perkebunan kelapa sawit. Dengan pertumbuhan kebun kelapa sawit,

maka bermunculanlah pabrik-pabrik minyak mentah kelapa sawit

maka bermunculanlah pabrik-pabrik minyak mentah kelapa sawit yangyang

memproduksi CPO (

memproduksi CPO (C r u d e P a l m O i l C r u d e P a l m O i l ). Dengan meningkatnya jumlah). Dengan meningkatnya jumlah

pabrik kelapa sawit (PKS), Indonesia telah berubah menjadi negara

yang paling besar dalam produksi CPO.

Hampir semua pabrik kelapa sawit, bahkan yang sudah

mengeksport minyak mentah kelapa sawit mempunyai kelemahan

dalam hal penanganan limbahnya, baik terhadap limbah padat

ataupun limbah cair.

ataupun limbah cair. Effluent Effluent (hasil akhir yang dibuang ke alam) dari (hasil akhir yang dibuang ke alam) dari

instalasi pengolahan limbah cair dari pabrik-pabrik CPO yang ada di

Indonesia umumnya masih belum memenuhi kriteria sesuai standar

peraturan yang berlaku, misalnya kadar BOD masih di

peraturan yang berlaku, misalnya kadar BOD masih di atas 100 ppm.atas 100 ppm.

Pabrik Kelapa Sawit

(3)

Dalam

Dalam 10 10 tahun tahun terakhir terakhir ini ini Pabrik Pabrik Kelapa Kelapa Sawit Sawit (PKS) (PKS) didi

Indonesia berkembang dengan sangat pesat. Sebagian besar

lahan-lahan perkebunan non kelapa sawit di seluruh Indonesia

lahan perkebunan non kelapa sawit di seluruh Indonesia

berangsurangsur beralih atau diubah peruntukan menjadi lahan

perkebunan kelapa sawit. Dengan pertumbuhan kebun kelapa sawit,

maka bermunculanlah pabrik-pabrik minyak mentah kelapa sawit

maka bermunculanlah pabrik-pabrik minyak mentah kelapa sawit yangyang

memproduksi CPO (

memproduksi CPO (C r u d e P a l m O i l C r u d e P a l m O i l ). Dengan meningkatnya jumlah). Dengan meningkatnya jumlah

pabrik kelapa sawit (PKS), Indonesia telah berubah menjadi negara

yang paling besar dalam produksi CPO.

Hampir semua pabrik kelapa sawit, bahkan yang sudah

mengeksport minyak mentah kelapa sawit mempunyai kelemahan

dalam hal penanganan limbahnya, baik terhadap limbah padat

ataupun limbah cair.

ataupun limbah cair. Effluent Effluent (hasil akhir yang dibuang ke alam) dari (hasil akhir yang dibuang ke alam) dari

instalasi pengolahan limbah cair dari pabrik-pabrik CPO yang ada di

Indonesia umumnya masih belum memenuhi kriteria sesuai standar

peraturan yang berlaku, misalnya kadar BOD masih di

peraturan yang berlaku, misalnya kadar BOD masih di atas 100 ppm.atas 100 ppm.

Pabrik Kelapa Sawit

(4)

Selama

ini

limbah

cair

industri

kelapa

sawit

dibuat

sebagai pupuk pohon sawit dan ada yang dibuang ke sungai

setelah dilakukan pengolahan, limbah padat dibuat batako

dan bisa digunakan kembali untuk proses aerob dan anaerob

dan limbah gas yang didapatkan digunakan untuk bahan

bakar.

Limbah industri kelapa sawit adalah berupa limbah

padat, gas, dan cair. Diantara jenis limbah tersebut yang

sangat menjadi masalah adalah limbah cair, yang dapat

mencemari sungai karena kandungan zat organiknya tinggi

serta tingkat keasaman rendah, sehingga limbah sebelum

digunakan sebagai pupuk sawit harus dilakukan pengolahan

terlebih dahulu.

Limbah Pabrik Kelapa Sawit

(5)

PKS PT.Nusantara VIII Kertajaya adalah salah satu perusahaan yang bergerak dibidang perkebunan kelapa sawit yang berlokasi di Kabupaten Pandeglang telah beroperasi lebih dari 20 tahun, dimana pembuangan akhir dari limbah industri perusahaan tersebut adalah sungai di sekitar pabrik.

PT.Nusantara VIII Kertajaya salah satu perusahaan yang bergerak dibidang perkebunan kelapa sawit, dimana pembuangan akhir dari limbah industry perusahaan tersebut adalah Sungai. Untuk mengetahui pengaruh limbah industri kelapa sawit terhadap kualitas air sungai, maka perlu diketahui dari tiap-tiap parameter yang dipengaruhi oleh limbah industri kelapa sawit Sifat-sifat limbah yang umum diuji dan dapat digunakan untuk menentukan tingkat pencemaran air misalnya: nilai derajad keasaman (pH), nilai BOD/COD, Suhu, TSS, TDS, NH3-N minyak dan lemak.

Pabrik Kelapa Sawit

(6)

Karakteristik Limbah PKS

PT. Nusantara VIII Kertajaya

Parameter Konsentrasi

(mg/L)

Baku Mutu Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit (mg/L)

(Kep-MENLH/10/1995) BOD₅ COD TSS pH Minyak lemak

Amonia Total (sebagai NH3-N)

25.500 48.000 29.000 4.6 5000 -250 500 300 6-9 30 20

Sumber : Azwir.2006. “ANALISA PENCEMARAN AIR SUNGAI TAPUNG KIRI OLEH LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT

(7)

Parameter Uji Limbah PKS

PT. Nusantara VIII Kertajaya

Parameter Metode Analisis Acuan

BOD Titrimetri SNI 6989.72:2009

COD Refluks tertutup secara titrimetri SNI 6989.73:2009

TSS Gravimetri SNI 6989.3.2004

pH pH meter SNI 06-6989.11-2004

(8)

Bak Ekualisasi Kolam DAF Kolam Anaerob Tangki Gas Kolam Aerob Oil Recovery SLUDGE LAND APPLICATIONS Bak Pengendapan Sungai Sprinkler Flat Bed Limbah Cair Industri Kelapa Sawit

Design

IPAL

Industri

Kelapa

Sawit

Kolam Netralisasi

(9)

Sistem Pengolahan Limbah

1. Bak ekualisasi

Pada tahap ini merupakan awal proses pengolahan air

limbah kelapa sawit yaitu sebagai tempat untuk

mengumpulkan limbah dari proses produksi. Dalam bak ini

juga terjadi proses penghomogenan sifat limbah.

(10)

Sistem Pengolahan Limbah

(11)

Sistem Pengolahan Limbah

2. Bak DAF (

d i s s o l v e ai r f l o t at i o n

)

Bak ini sebagai pengutipan sisa minyak yang terikat dalam limbah

cair dan dikembalikan dalam proses pengolahan, sehingga kadar

minyak dalam air dapat berkurang. Dalam hal ini minyak yang

masih terikat dalam air limbah dalam jumlah yang cukup tinggi

akan dapat mengganggu aktivitas mikroorganisme merombak

bahan organik, disamping itu dengan adanya minyak akan

membentuk lapisan film pada permukaan air, dapat menghambat

penetrasi cahaya kedalam air sehingga dapat mengganggu

fotosintesa dan algae.

Cara kerjanya adalah dengan memompakan udara bertekanan

rendah kedalam air limbah sehingga minyak akan terapung ke atas

permukaan. Minyak yang terapung akan dijerap dengan bantuan

vakum. Effisiensi dari bak ini untuk menghilangkan minyak sebesar

91,9 %.

(12)

Sistem Pengolahan Limbah

(13)

Sistem Pengolahan Limbah

3. Bak Netralisasi

Bak

ini

berfungsi

untuk

menghomogenkan

atau

menetralisasi kondisi limbah keluaran dari bak fat pit.

Karena sifat limbah cair kelapa sawit umumnya bersifat

asam, maka perlu dilakukan netralisasi hingga limbah

memiliki pH ±6 dengan menambahkan kapur/kalsium

karbonat (CaCO

₃

). Limbah cair hasil produksi kelapa sawit

ini perlu dilakukan netralisasi untuk memaksimalkan kerja

bakteri yang ada pada proses atau bak selanjutnya,

karena bakteri bekerja pada pH ±7.

(14)

Sistem Pengolahan Limbah

(15)

Sistem Pengolahan Limbah

4. Bak Anaerobik

Bahan organik yang telah dipecah menjadi asam lemak, yang lebih

sederhana menghasilkan gas CH

₄

dan H

₂

O. Diperkirakan setelah air

limbah mengalami proses dalam kolam anaerobik kadar zat

pencemar (BOD dan COD) dapat turun sampai sekitar 90-95%,

minyak dapat turun sebesar 65-88%.

Pada bak anaerob dilakukan pengolahan limbah dengan

menggunakan bakteri yang tahan terhadap panas dan metan

sebagai hasil sampingnya yaitu bakteri methanogen. Suhu pada bak

ini diatur tinggi sedemikian rupa sehingga terjadi proses pengolahan

limbah oleh bakteri dengan baik atau dapat juga terjadi kenaikan

suhu yang disebabkan oleh terbentuknya gas metan pada hasil

sampingnya.. pH pada bak ini juga diatur pada kisaran 6,5-7,5 agar

bakteri dapat bekerja lebih efektif.

(16)

Sistem Pengolahan Limbah

Dalam bak anaerobik ini dihasilkan gas bio yang akan ditampung

dalam tangki Gas Holder dan selanjutnya gas bio (gas methan)

tersebut untuk dimanfaatkan guna keperluan proses pemanasan

dalam pabrik CPO. Lumpur aktif yang terdapat dalam proses

anaerobik disirkulasi melalui tangki sirkulasi. Proses sirkulasi ini

dapat digunakan pula sebagai optimalisasi proses anaerobik dan

juga untuk pengendalian jumlah lumpur dalam tangki reaktor

(17)

Sistem Pengolahan Limbah

(18)

Sistem Pengolahan Limbah

5. Bak Aerobik

Pada bak aerobik dilakukan proses pengadukan atau dengan

penghembusan udara di sekitar permukaan limbah yang akan diolah.

Pada bak ini diisikan dengan media kerikil atau bahan plastik berupa

polietilen, batu apung, atau bahan serat. Sambil diaerasi atau

dihembus dengan udara sehingga mikroorganisme yang ada akan

menguraikan zat organic yang ada dalam limbah serta tumbuh dan

menempel pada permukaan media. Dengan demikian air limbah

akan kontak dengan mikroorganisme yang tersuspensi dalam air

maupun menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut

dapat meningkatkan efisiensi pengurangan zat organik. Pada bak ini

efisiensi pengolahan limbah yang dapat dicapai sebesar 90-95%

untuk mengurangi bahan organik , TSS sebesar 90%, dan minyak

sebesar 92-95%.

(19)

Sistem Pengolahan Limbah

(20)

Sistem Pengolahan Limbah

6. Bak Sedimentasi

Bak sedimentasi adalah tangki yang digunakan untuk proses

pemisahan antara limbah cair hasil pengolahan dengan lumpurnya.

Jenis settling tank yang digunakan adalah cilindrical settling tank atau

tangki berbentuk silinder. Masuknya limbah di dalam tank ada yang

masuk dari samping dan mengikuti aliran spiral. Sehingga dari tahap

akhir ini didapatkan limbah berupa lumpur. Lumpur yang dihasilkan

dari tangki ini kemudian digunakan kembali untuk proses aerobik

pada bak aerobik. Sedangkan air yang dihasilkan digunakan untuk

keperluan Land Application. Dimana pada land application akan

dilakukan pemanfaatan limbah untuk kemudian dijadikan sebagai

bahan untuk menyiram tanaman kelapa sawit kembali. Pada bak ini

TSS dapat berkurang sebesar 40-60%.

(21)

Sistem Pengolahan Limbah

(22)

Sistem Pengolahan Limbah

7. Proses Biologis Anaerobik-Aplikasi Lahan (

L a n d

A p p l i c a t i o n

)

Proses biologis dan aplikasi lahan adalah salah satu sistem yang

memberikan keuntungan dalam penanganan limbah. Limbah yang

diolah dengan cara ini dapat dimanfaatkan sebagai pupuk. Air limbah

yang langsung keluar dari proses produksi tidak sesuai untuk

diaplikasikan ke areal tanaman kelapa sawit, karena menimbulkan

masalah terhadap lingkungan seperti timbulnya bau yang tajam, dll.

Pada pengolahan ini dilakukan aplikasi berupa sprinkler dan flat bed.

(23)

Sistem Pengolahan Limbah

7. Proses Biologis Anaerobik-Aplikasi Lahan (

L a n d

A p p l i c a t i o n

)

•Sprinkler /Teknik Penyemprotan

Limbah cair yang sudah diolah diaplikasikan ke areal tanaman kelapa

sawit

dengan

penyemprotan

berputar

atau

dengan

arah

penyemprotan yang tetap. Sistem ini dipakai untuk lahan yang datar,

untuk mengurangi aliran permukaan dari limbah cair yang dilengkapi

dengan pompa sentrifugal yang dapat memompakan lumpur dan

mengalirkannya ke areal melalu pipa PVC diameter 3 inci.

(24)

Sistem Pengolahan Limbah

(25)

Sistem Pengolahan Limbah

7. Proses Biologis Anaerobik-Aplikasi Lahan (

L a n d

A p p l i c a t i o n

)

•Flatbed/Teknik Parit dan Teras

Sistem ini digunakan di lahan berombak-bergelombang dengan membuat konstruksi di antara baris pohon yang dihubungkan dengan saluran parit yang dapat mengalirkan limbah dari atas ke bawah dengan kemiringan tertentu. Sistem ini dibangun mengikuti kemiringan tanah. Teknk aplikasi ini dapat dibangun secara manual atau dengan mekanis menggunakan back-hoe. Flatbed dibangun dengan kedalaman yang cukup dangkal. Limbah cair yang akan diaplikasi dipompakan melalui pipa ke atas atau ke dalam bak distribusi. Setelah penuh lalu dibiarkan mengalir ke bawah dan masing-masing teras atau flatbed diisi sampai ke tempat yang paling rendah. Aplikasi ini tergantung pada kecepatan alir, dan dapat dialurkan secara simultan melalui beberapa baris flatbed dalam areal tanaman. Dengan teknik ini, secara periodik lumpur yang tertinggal pada flatbed dikuras agar tidak tertutup lumpur

(26)

Sistem Pengolahan Limbah

(27)

Perhitungan

1. Bak Ekualisasi Diketahui : debit (Q) : 300m3_/hari

Waktu tinggal (t_d) : 2 hari (32 jam kerja); t = 2 m (+0,3 m freeboard) V = Q.T = 300m3_{/hari x 2 hari = 600 m}3

Perhitungan volume bak Misal : P = 2L V = P x L x t V = 2L x L t V = 2L2_{x t} 600 m3_{= 2L}2_{x 2 m = 2L}2 300m = 2L2 L2 _{= = 150} L = 12,25 m P = 2L P = 2 x 12,25 m P = 24,50 m

Pompa air limbah Q = 300 m3_/hari

Kecepatan pompa

: 300 m3_{/hari x 1 hari/16 jam = 18,75 m}3_/jam

(28)

Perhitungan

2. Bak DAF ( dissolved air flotation ) Diketahui:

debit (Q) : 300m3_/hari

Waktu tinggal (t_d) : 1 hari (16 jam kerja); t = 2 m (+ 0,3 m freeboard) V = Q.T

V = 300 m3_{/hari x 1 hari = 300 m}3

Perhitungan volume bak V = πr 2_{x t}

300 m3_{= 3,14 x r}2_{x 2 m}

r = = 6,91 m

diameter(d) = 2 x r 2 x 6,91 m = 13,82m

Perhitungan effisiensi pengolahan Minyak inlet = 5000 mg/L Effisiensi = 91,9% Maka, Minyak outlet = 5000 mg/L x 91,9% = 4595 mg/L = 5000 mg/L – 4595 mg/L = 405 mg/L

(29)

Perhitungan

3. Bak Netralisasi Diketahui :

debit (Q) : 300 m3_/hari

Waktu tinggal (t_d) : 1 hari (16 jam kerja); t = 2 m (+ 0,3 m freeboard) V = Q.T

V = 300 m3_{/hari x 1 hari= 300 m}3

300m3_{= 3,14 x r}2_{x 2m}

r = = 6,91 m

diameter(d) = 2 x r

(30)

Perhitungan

3. Bak Netralisasi

Perhitungan volume NaOH yang dibutuhkan pH inlet : 4,6

pH outlet yang diinginkan berdasarkan baku mutu : 7 untuk mengubah pH tersebut digunakan NaOH 6 N. pH 4,6 [H+_{] = 10}-4,6 pH 7 [OH-_{] = 10}-7 10-4,6 _{- 10}-7_{= 2,5018.10}-5 6 - 10-7_{= 5,99999} Perbandingan = 2,5018.10-5_{: 5,99999.10}-5 = 1 : 2,3983

Debit limbah = 300 m3_{= 300.000 dm}3_{. Maka,}

Kebutuhan NaOH = 300.000 dm3_{x (1/2,3983) = 125088,60 dm}3_{NaOH / L}

air limbah = 125088600 mL NaOH/ L air limbah dalam 1 hari.

Kebutuhan NaOH untuk 1 minggu = 125088600 mL/ hari x 7 hari/minggu = 87562020 mL/minggu

Perhitungan pompa dosis

=12508860 mL/ hari x 1 hari/16 jam =781803,75 mL/jam

(31)

Perhitungan

4. Bak Anaerob Diketahui :

Waktu tinggal (t_d) : 40 hari; t = 4 m (+ 0,3 m freeboard) V = Q.T

V = 300 m3_{/hari x 40 hari = 1200 m}3

1200 m3_{= 3,14 x r}2_{x 4 m}

r = = 9,77 m

diameter (d) = 2 x r 2 x 9,77 m = 19,55 m

Perhitungan bebab BOD limbah Beban BOD dalam air limbah

= Q x BOD = 300 m3_{/hari x 25500 mg/L}

= 300 m3_{/hari x 25500 mg/L x 1 g/1000 mg x 1 dm}3_/m3

= 7,65 g/hari = 0,00765 kg/hari

(32)

Perhitungan

4. Bak Anaerob

Volume media yang dibutuhkan = 0,00765 kg/hari : 1 kg BOD/ m3_hari

= 0,00765 m3

Gas yang dihasilkan

= 38,69 m3 _{x volume limbah cair}

= 38,69 m3 _{x 300 m}3_{= 11607 m}3

Perhitungan effisiensi BOD inlet = 25.500 mg/L Effisiensi = 93 %

Maka, BOD outlet = 25.500 mg/L x 93% = 23.715 mg/L

25.500 mg/L – 23.715 mg/L = 1785 mg/L COD inlet = 48.000 mg/L

Effisiensi = 95%

Maka , COD outlet = 48.000 mg/L x 95% =45.600 mg/L

(33)

Perhitungan

4. Bak Anaerob TSS inlet = 29.000 mg/L Effisiensi = 80-90 % Maka , TSS outlet = 29.000 mg/L x 85% = 24.650 mg/L 29.000 mg/L – 24.650 mg/L = 4300 mg/L Minyak inlet = 405 mg/L Effisiensi = 65-88%

Maka, minyak outlet = 405 mg/L x 65% = 263,25 mg/L

(34)

Perhitungan

5. Bak Aerob Diketahui :

Waktu tinggal (t_d) : 40 hari ; t = 2 m (+ 0,3 m freeboard) V = Q.T

V = 300 m3_{/hari x 40 hari = 1200 m}3

1200m3_{= 3,14 x r}2_{x 2m}

r = = 30,91m

diameter (d) = 2 x r 2 x 30,91 m = 61,82 m

(35)

Perhitungan

5. Bak Aerob

Perhitungan beban BOD limbah Beban BOD dalam air limbah = Q x BOD

= 300 m3_{/hari x 1275 mg/L}

= 300 m3_{/hari x 1275 mg/L x 1 g/1000 mg x 1 dm}3_/m3

= 0,3825 g/hari = 0,0003825 kg/hari

Beban BOD lumpur aktif biofilter = 0,5 kg BOD / m3_hari

Volume media yang dibutuhkan = = 0,000765 m3

Perhitungan Effisiensi BOD inlet = 1785 mg/L Effisiensi = 93%

Maka , BOD oulet = 1785 mg/L x 93% = 1660,05 mg/L

(36)

Perhitungan

5. Bak Aerob

COD inlet = 2400 mg/L Effisiensi = 90-95%

Maka, COD outlet = 2400 mg/L x 90% = 2160 mg/L

2400 mg/L -2160 mg/L = 240 mg/L TSS inlet = 4300 mg/L Effisiensi = 90 % Maka, TSS outlet = 4300 mg/L x 90% = 3870 mg/L 4300 mg/L – 3870 mg/L = 430 mg/L Minyak inlet = 141,75 mg/L Effisiensi = 92-95%

Maka, minyak outlet = 141,75 mg/L x 92 % = 130,41 mg/L

(37)

Perhitungan

6. Bak sedimentasi Diketahui:

Waktu tinggal (t_d) : 1 hari (16 jam kerja); t = 4,5 m ( + 0,3 m freeboard) V = Q.T

V = 300 m3_{/hari x 1 hari = 300 m}3

Perhitungan volume bak Tinggi silinder = 2 m Tinggi kerucut = 2.5 m V = πr 2_{t + 1/3 πr}2_t 300 m3 _{= πr}2_{2 + 1/3 πr}2_2,5 300/(8,5/3) = πr 2 105,88 = πr 2 r = 5,80 m d = 2r = 2 x 5,80 = 11,61 m Perhitungan effisiensi TSS inlet = 430 mg/L Effisiensi = 40-60 % Maka, TSS outlet = 430 mg/L x 60% = 258 mg/L = 430 mg/L – 258 mg/L = 172 mg/L

(38)

Data Parameter Setiap

Pengolahan

Parameter

Outlet Proses Pengolahan pada Bak (mg/L) Baku Mutu Limbah

Industri Minyak Kelapa Sawit (mg/L) (Kep-MENLH/10/1995 Ekualiasi DAF Netralisasi Anaerob Aerob Sedimentasi

BOD 25500 - - 1785 124,95 - 250 COD 48000 - - 2400 240 - 500 Minyak/ Lemak 5000 405 - 141,75 11,34 - 30 TSS 29000 - - 4300 430 172 300 pH 4,6 - 7 7 7 7 6_– 9

(39)

Kesimpulan

•Dalam pengolahan limbah cair kelapa sawit digunakan serangkaian proses pengolahan yaitu proses ekualisasi, DAF (d i s s o l v e a i r f l o t a t i o n ), netralisasi, anaerob, aerob, sedimentasi, dan land application.

•Dari hasil pengolahan yang telah dilakukan , limbah cair yang dihasilkan telah memenuhi baku mutu (KEP 51- /MENLH/10/1995) sehingga dapat dibuang ke badan air penerima (sungai) serta digunakan kembali sebagai pupuk (l an d a p p l i c at i o n s ).