Desain IPAL PT. Sido Muncul 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
PT. Sido Muncul merupakan industri obat tradisional dan farmasi yang berdiri sejak tahun 1956 dengan salah satu lokasi pabriknya berada di Desa Diwak dan Desa Bergas Kidul Kabupaten Semarang, dibangun diatas lahan seluas 29 hektar.Luas bangunan untuk aktifitas produksi dan kantor sampai saat ini sekitar 5 hektar sedang lahan 24 hektar merupakan tanah perkebunan, pesawahan, resapan air dan agrowisata.
Sebagai pelaku industri, PT. Sido Muncul harus memiliki pengolahan limbah agar aktifitas industri yang dilakukan tetap ramah lingkungan. Air limbah merupakan salah satu masalah dalam pengendalian dampak lingkungan industri jamu karena memberikan dampak yang luas terhadap lingkungan hal ini disebabkan oleh karakteristik fisik maupun karakteristik kimianya yang memberikan dampak negatif terhadap lingkungan.
Secara umum kondisi lingkungan PT. Sido Muncul meliputi aktivitas industri, pendukung aktivitas industri dan penanganan limbah industri. Aktivitas produksi di PT. Sido Muncul meliputi beberapa unit proses seperti pembuatan jamu, makanan, minuman dan suplemen. Pendukung aktivitas industri meliputi air, steam , udara, udara bertekanan, kelembaban udara dan lain-lain. Dalam aktivitas industrinya, PT. Sido Muncul menghasilkan dua macam limbah yaitu limbah cair dan limbah padat.
Air limbah yang dihasilkan oleh aktivitas industri PT. Sido Muncul mempunyai hidroulic load sekitar 130 m3/hari, flow time sekitar 18 jam mulai dari jam 06.00 – 24.00 WIB dengan peak flow sekitar 10 m3/jam. Limbah industri yang dihasilkan PT. Sido Muncul merupakan Organic Sludge yang memiliki nilai zat padat terlarut, zat padat tersuspensi, COD dan BOD yang cukup tinggi
Desain IPAL PT. Sido Muncul 2 sehingga diperlukan penanganan sebelum dibuang atau digunakan lagi untuk aktifitas industri.
1.2. Rumusan Masalah
Jenis kegiatan pengembangan usaha Industri Obat dan Farmasi PT. Sido Muncul akan menimbulkan dampak terhadap lingkungan, baik dampak positif maupun dampak negatif. Prinsip dalam pengelolaan lingkungan adalah meminimalkan dampak negatif dan memaksimalkan dampak positif yang terjadi. Untuk mengeliminasi dampak negatif dan mengoptimalkan dampak positif, setiap kegiatan pembangunan harus ditelaah aspek kelayakan lingkungannya. Maka makalah perancangan desain IPAL ini dibuat dalam rangka menjawab pertanyaan yang menjadi rumusan utama permasalahan yang ada, yakni :
Bagaimanakah desain IPAL yang paling efektif dan efisien untuk pengelolaan limbah di PT. Sido Muncul?
1.3. Tujuan penelitian
Untuk dapat mengetahui unit-unit IPAL yang dibutuhkan pada pengolahan PT.Sido Muncul dengan sistem bakteri aerobic agar efisiensi limbah yang diinginkan dapat tercapai dan tidak mencemari lingkungan.
1.4. Manfaat Penelitian
Mengetahui efisiensi unit IPAL yang telah dibuat pada pengolahan limbah PT.Sido Muncul dengan sistem bakteri aerobic.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Air Limbah Industri Jamu
Air limbah industri jamu, farmasi, makanan dan minuman seperti PT. Sido Muncul mengandung zat-zat organic ( organic sludge ) selebihnya komponen komponen non organic yang tidak berbahaya, namun demikian air limbah tersebut mempunyai harga zat padat terlarut, zat padat tersuspensi, COD dan BOD yang melebihi baku mutu yang dikeluarkan pemerintah yaitu peraturan daerah no 10 tahun 2004 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri Jamu dan Farmasi di Propinsi Daerah Tingkat I Jawa Tengah, sehingga diperlukan langkah penanganan.
Air limbah pada tahap aktivitas industri jamu seperti PT. Sido Muncul berasal dari beberapa unit usaha meliputi unit pembuatan jamu tradisional akan menghasilkan air limbah yang berasal dari pencucian bahan baku, pencucian peralatan proses produksi sedang pada industri makanan, air limbah berupa air cucian rempah-rempah, air cucian tangki produksi, coolling, filling dan beberapa proses pendukung lainnya. Air limbah PT. Sido Muncul mempunyai hidroulic load sekitar 130 m3/hari, flow time sekitar 18 jam mulai dari jam 06.00 – 24.00 WIB dengan peak flow 10 m3/jam. Dibawah ini disampaikan bagan alir proses produksi di PT. Sido muncul yang menghasilkan air limbah.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 4 Gambar 2.1 Bagan Alir Kegiatan Industri Obat Tradisional dan Farmasi
Desain IPAL PT. Sido Muncul 5 Gambar 2.2. Bagan Alir Pembuatan Minuman/jamu Cair
Desain IPAL PT. Sido Muncul 6 Gambar 2.3. Bagan Alir Pembuatan Kecap
Desain IPAL PT. Sido Muncul 7 Gambar 2.4. Bagan Alir Pembuatan Air Oksigen
Desain IPAL PT. Sido Muncul 8 Gambar 2.5. Bagan Alir Pembuatan Mie
Desain IPAL PT. Sido Muncul 9 Gambar 2.6. Bagan Alir Pembuatan Permen
Desain IPAL PT. Sido Muncul 10 Adapun aliran dan jumlah air limbah tiap unit produksi dapat dilihat pada gambar 2.7. berikut :
Gambar 2.7. Bagan alir jumlah air limbah yang dihasilkan tiap unit proses produksi PT. Sido Muncul
2.2 Karakteristik Limbah dari Aktivitas Industri
Secara umum kondisi lingkungan PT. Sido Muncul meliputi aktivitas industri, pendukung aktivitas industri dan penanganan limbah industri. Aktivitas produksi di PT. Sido Muncul meliputi beberapa unit proses seperti pembuatan jamu, makanan, minuman dan suplemen. Pendukung aktivitas industri meliputi air, steam, udara, udara bertekanan, kelembaban udara dan lain-lain. Dalam aktivitas industrinya, PT. Sido Muncul menghasilkan dua macam limbah yaitu limbah cair dan limbah padat.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 11
2.2.1. Limbah Padat
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga). Di mana masyarakat bermukim, di sanalah berbagai jenis limbah akan dihasilkan. Ada sampah, ada air kakus (black
water), dan ada air buangan dari berbagai aktivitas domestik lainnya (grey water).
Limbah padat lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak dikehendaki kehadirannya karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia Senyawa organik dan Senyawa anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.
Pengolahan limbah padat dapat dimulai dengan pemisahan limbah sesuai dengan karakteristiknya, yaitu limbah yang dapat terurai dan yang tidak dapat terurai. Salah satu contoh limbah padat adalah sampah rumah tangga. Sampah yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme adalah sampah organik, sedangkan sampah yang tidak dapat diuraikan oleh makhluk hidup adalah limbah padat yang mengandung bahan anorganik. Jika ada yang dapat didaur ulang, sebaiknya dilakukan daur ulang atau dimanfaatkan kembali, tetapi jika tidak memungkinkan, bakarlah sampah anorganik tersebut untuk memperkecil volumenya.
2.2.1.1. Limbah Padat Organik
Limbah Padat Organik, disebabkan aktivitas pembuatan jamu
instan dan ekstraksi jumlah limbah padat organik ini mencapai 7.000kg/hari. Limbah padat organik ini dimanfaatkan untuk pembuatan pupuk organik yang digunakan untuk pemupukan tanaman di lokasi
Desain IPAL PT. Sido Muncul 12 pabrik dan sebagian dimanfaatkan oleh para petani terutama petani binaan serta petani disekitar lingkungan pabrik.
Limbah padat organik yang tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun dapat diproses secara biologi agar dapat diubah menjadi produk yang berguna, contohnya, biogas atau kompos, seperti pada pengolahan air limbah. Limbah padat secara biologi dapat dilakukan dengan proses aerobik (pembuatan kompos) dan anaerobik (pembuatan biogas). Limbah padat organik yang berupa sisa makanan dapat diolah menjadi makanan ternak (animal feeding). Pengolahan limbah padat harus dilakukan secara bijak sehingga pengetahuan tentang karakteristik limbah padat harus dikuasai.
Gambar 2.8. Limbah Padat Organik
2.2.1.2. Limbah Padat Anorganik
Limbah Padat Anorganik, disebabkan sarana pendukung
produksi seperti plastik dan kertas pembungkus bahan-bahan pendukung produk. Jumlah limbah ini tidak lebih dari 500kg/hari dan sebagian masih dapat dimanfaatkan kembali. Limbah padat anorganik yang beracun dan berbahaya harus dikelola secara khusus, misalnya, dengan
Desain IPAL PT. Sido Muncul 13 menggunakan incinerator dengan beberapa komponen penyusunnya, seperti tungku pembakar, ruang purna bakar, unit pembersih gas buang, dan cerobong asap. Limbah padat anorganik yang tidak dapat dimanfaatkan kembali dimusnahkan dalam mesin incenerator yang berkapasitas pembakaran 1 m3/jam.
2.2.2. Limbah Cair
Limbah cair adalah sisa dari suatu hasil usaha atau kegiatan yang berwujud cair (PP 82 thn 2001). Limbah cair ini sekitar 90% dihasilkan dari aktivitas pencucian bahan baku jamu, sedang 10% dari pencucian mesin proses dan air limbah domestik. Dilihat dari karakteristiknya air limbah ini yang sebagian besar terdiri dari bahan-bahan organik maka dengan proses penangan air limbah secara kimia dan fisika air limbah ini dapat ditangani dengan baik, yang diperlukan dalam penangan air limbah ini adalah penentuan jenis koagulan dan flokulan serta dosis optimumnya.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 14 Tabel 2.1. Hasil analisis contoh air limbah PT. Sido Muncul Sebelum diolah di IPAL.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 15 Tabel 2.2. Hasil analisis contoh air limbah PT. Sido Muncul Setelah diolah di IPAL
Desain IPAL PT. Sido Muncul 16
BAB III
TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH
3.1. Skema Proses Pengolahan Limbah PT. Sido Muncul
Gambar 3.1. Skema Proses Pengolahan Limbah
Bak Screening
Bak Equalisasi
Bak Clarifier I
Bak Sand Filter I
Bak Aerasi
Bak Clarifier II
Bak Sand Filter II
Drying Bed sludge
Bak Efluent
NaOH 4N Flokulan FeSO4 200 ppm Koagulan Polyethylene-Imine 5 ppmDesain IPAL PT. Sido Muncul 17
3.2. Teknologi Pengolahan Limbah PT. Sido Muncul
Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan air limbah domestik maupun industry yang dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara terutama oleh industri terkait yang menghasilkan air limbah.Berdasarkan sistem unit operasinya teknologi pengolahan limbah diklasifikasikan menjadi unit operasi fisik, unit operasi kimia, dan unit operasi biologi. Sedangkan bila dilihat dari tingkatan perlakuan pengolahan maka system pengolahan limbah dapat diklasifikasikan menjadi: primary treatment, secondary treatment, tertiary treatment. Setiap tingkatan treatment terdiri pula atas sub-sub treatment yang satu dengan yang lain tergantung pada jenis parameter pencemar yang terdapat dalam limbah, volume limbah, dan kondisi fisik lingkungan.
Teknik-teknik pengolahan air limbah yang digunakan pada PT. Sido Muncul secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan, yaitu :
1. Proses primer, merupakan perlakuan pendahuluan yang meliputi : a) Screening
b) Equalisasi c) Clarifier I d) Sand Filter I
2. Proses sekunder, merupakan perlakuan lanjutan dari proses primer. Proses sekunder meliputi proses biologi yaitu bak aerasi.
3. Proses tersier, proses tersier merupakan tahap lanjutan setelah proses biologi yang meliputi :
a) Clarifier II b) Sand Filter II
4. Proses Pengeringan Lumpur, proses pengeringan lumpur merupakan proses pengolahan hasil proses primer, sekunder dan tersier yang menghasilkan lumpur.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 18
Proses Primer
Sebelum mengalami proses pengolahan perlu kiranya dilakukan pembersihan-pembersihan agar mempercepat dan memperlancar proses pengolahan selanjutnya. Pada air limbah banyak bahan-bahan terapung ikut bersama dengan limbah seperti kertas-kertas atau plastik atau kayu-kayu yang sukar dihindarkan. Terdapat juga pasir dan bahan bahan padatan lain yang kasat mata terikut mengalir bersama limbah. Lalu diatas permukaan air terdapat lapisan minyak atau busa dan buih. Saluran bahan-bahan ini harus disaring atau ditahan agar tidak memasuki badan perairan ataupun masuk pada proses pengolahan berikutnya. Perlakuan tersebut dilakukan dengan sederhana yaitu menyaring bahan kasar, mengendapkan pasir dan tanah, dan menyaring minyak. Disamping itu kemungkinan terdapat pula air limbah yang mengandung partikel dama keadaan mengambang atau tersuspensi dengan ukuran diameter butiran bervariasi mulai : 0,1umm s/d 0,5umm, maka pengolahannya dilakukan secara fisik yaitu dengan menahannya pada beberapa waktu dalam kolam tenang lalu dengan beratnya sendiri akan mengendap atau mengapung sehingga mudah menyaringnya.
a. Screening
Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air limbah, diharapkan agar bahan-bahan tersuspensi dalam air limbah yang berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Tahap penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar biasanya dengan menggunakan filter dengan ukuran porositas sebesar 180 mesh yang disesuaikan dengan bahan-bahan tersuspensi yang akan disaring.
b. Equalisasi
Equalisasi pada umumnya bukan merupakan suatu proses pengolahan tetapi merupakan suatu cara atau teknik untuk meningkatkan efektivitas dari proses pengolahan selanjutnya. Keluaran dari bak equalisasi adalah parameter operasional bagi unit pengolahan selanjutnya
Desain IPAL PT. Sido Muncul 19 seperti flow, level atau derajat kandungan polutant, temperatur, padatan, dsb. Kegunaan dari equalisasi adalah :
1. Membagi dan meratakan volume pasokan (influent) untuk masuk pada proses treatment.
2. Meratakan variabel & fluktuasi dari beban organik untuk menghindari shock loading pada sistem pengolahan biologi
3. Meratakan pH untuk meminimalkan kebutuhan chemical pada proses netralisasi.
4. Meratakan kandungan padatan (SS, koloidal, dls b) untuk meminimalkan kebutuhan chemical pada proses koagulasi dan flokulasi. Sehingga dilihat dari fungsinya tersebut, unit bak equalisasi sebaiknya dilengkapi dengan mixer, atau secara sederhana konstruksi/peletakan dari pipa inlet dan outlet diatur sedemikian rupa sehingga menimbulkan efek turbulensi mixing. Idealnya pengeluaran (discharge) dari equalisasi dijaga konstan selama periode 24 jam, biasanya dengan cara pemompaan maupun cara cara lain yang memungkinkan.
c. Clarifier I
Pemisahan liquid-solid akan efektif bila salah satu dari kedua zat yang akan dipisahkan berbeda densitasnya. Pemisahan liquid-solid ini menggunakan bantuan gaya gravitasi atau sentrifugal. Penggunaan gaya gravitasi atau sentrifugal atau penyaringan sangat bergantung pada bentuk dan ukuran partikel. Teknik pemisahaannya juga bergantung pada :
- Konsentrasi solid
- Kecepatan umpan masuk - Ukuran partikel solid - Bentuk partikel solid
Desain IPAL PT. Sido Muncul 20 Salah satu teknologi yang umum digunakan pada proses pemisahan liquid-solid adalah menggunakan metoda klarifikasi dengan menggunakan clarifier.
Fungsi dan Prinsip Kerja Clarifier :
Clarifier berfungsi untuk memisahkan sejumlah kecil partikel halus yang menghasilkan liquid yang jernih yang bebas partikel-partikel solid atau suspensi. Teknologi pemisahan liquid-solid umumnya dipakai pada proses pengolahan air bersih pada berbagai industri.
Di dalam Clarifier terjadi proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. PT. Sido Muncul menggunakan koagulan FeSO4 200 ppm,
flokulan Polyethylene-Imine 5 ppm. Air yang mengandung bahan kimia mengalir ke Clarifier melalui pipa vertical ditengah clarifier, untuk dipisahkan floc-flocnya dengan cara pengendapan gravitasi. Air yang bersih dipisahkan melalui overlow di bibir clarifier dan lumpur yang terbentuk dibuang melalui bagian bawah clarifier.
d. Sand Filter I
Sistem filtrasi ini menggunakan media pasir silica yang di tumpuk di atas gravel, system sand filter berfungsi sebagai penyaring atau menghilangkan kotoran yang kasat mata (mis: kekeruhan, lumut dll) yang mempunyai daya saring 20-30μm (tergantung brand atau jenis media). Biasanya media ini mempunyai umur 3-4 tahun (tergantung influent).
Desain IPAL PT. Sido Muncul 21 Maintenance pada Sand Filter antara lain :
1. Backwash
Backwash adalah pencucian yang dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang terakumulasi di atas media dengan metode aliran terbalik (dari bawah ke atas atau kebalikan system running). Air hasil backwash langsung di buang melalui drain. Backwash biasanya di lakukan setiap 1-2 hari selama 30-60 menit (tergantung influent dan ting-kat kekotoran media) bila tekanan air yang keluar lebih rendah dari tekanan air yang masuk filter.
2. Sanitasi
Dilakukan setiap bulan atau saat hasil analisa mikro tidak masuk standart yang di tentukan. Sanitasi dilakukan dengan cara memasukkan bahan sanitasi (mis: oxonia dll) kedalam tangki dan di rendam bersama media dengan jumlah dan waktu yang telah di tentukan. Selain itu sanitasi bisa juga di lakukan dengan cara merendam media dengan air ber suhu di atas 80° Celcius selama 1-2 jam.
3. Rinse atau Pembilasan
Dilakukan setelah proses backwash atau sanitasi selesai yang bertujuan untuk membilas kotoran-kotoran yang tersisa pada proses backwash juga menghilangkan sisa bahan sanitasi yang tersisa pada proses sanitasi. Air hasil Rinse langsung di buang melalui drain.
Proses Sekunder
Bertujuan untuk mensortir kerikil, lumpur, menghilangkan zat padat, memisahkan lemak, maka pada pengolahan pertama bertujuan untuk menghilangkan zat padat tercampur melalui pengendapan atau pengapungan. Pengendapan adalah kegiatan utama pada tahap ini dan pengendapan yang dihasilkan terjadi karena adanya kondisi yang sangat tenang. Bahan kimia dapat juga ditambahkan untuk menetralkan keadaan atau meningkatkan pengurangan dari partikel kecil yang tercampur. Dengan adanya pengendapan ini, maka akan
Desain IPAL PT. Sido Muncul 22 mengurangi kebutuhan oksigen pada pengolahan biologis berikutnya dan pengendapan yang terjadi ialah secara grafitasi.
Apabila tujuan utama pengoperasian untuk menghasilkan hasil buangan ke sungai dengan sedikit partikel zat tercampur maka peralatan yang digunakan dikenal dengan clarifier. Sedangkan apabila penekanannya menghasilkan partikel padat yang jernih maka dikenal dengan thickener. Kedua peralatan ini biasanya dipergunakan setelah air limbah melewati reaktor biologis
a. Proses Biologi
Proses pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme sendiri selain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga menjadikan material yang terurai tadi sebagai tempat berkembang biaknya. Pada pengolahan limbah yang dihasilkan dari PT. Sido Muncul ini menggunakan metode pengolahan lumpur aktif. Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme untuk mendegradasi limbah secara biologis. Pada pengolahan ini PT. Sido Muncul memanfaatkan bakteri aerob yang dilengkapi dengan sistem aerasi.
Proses Tersier
Pengolahan tersier dilakukan jika setelah pengolahan primer dan sekunder masih terdapat zat tertentu dalam limbah cair yang dapat berbahaya bagi lingkungan atau masyarakat. Pengolahan tersier bersifat khusus, artinya pengolahan ini disesuaikan dengan kandungan zat yang tersisa dalam limbah cair / air limbah. Umunya zat yang tidak dapat dihilangkan sepenuhnya melalui proses pengolahan primer maupun sekunder adalah zat-zat anorganik terlarut, seperti nitrat, fosfat, dan garam- garaman.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 23 Pengolahan tersier sering disebut juga pengolahan lanjutan (advanced treatment). Pengolahan ini meliputi berbagai rangkaian proses kimia dan fisika. Contoh metode pengolahan tersier yang dapat digunakan adalah metode saringan pasir, saringan multimedia, precoal filter, microstaining, vacum filter, penyerapan dengan karbon aktif, pengurangan besi dan mangan, dan osmosis bolak-balik. Metode pengolahan tersier jarang di aplikasikan pada fasilitas pengolahan limbah. Hal ini disebabkan biaya yang diperlukan untuk melakukan proses pengolahan tersier cenderung tinggi sehingga tidak ekonomis
Proses Pengeringan Lumpur
Pengolahan Lumpur (Slude Treatment)
Setiap tahap pengolahan limbah cair, baik primer, sekunder, maupun tersier, akan menghasilkan endapan polutan berupa lumpur. Lumpur tersebut tidak dapat dibuang secara langsung, melainkan perlu diolah lebih lanjut. Endapan lumpur hasil pengolahan limbah biasanya akan diolah dengan cara diurai atau dicerna secara aerob (anaerob digestion) namun dalam pengolahan lumpur yang dilakukan oleh PT. Sido Muncul menggunakan alat Drying Bed. Drying Bed adalah Bak pengering lumpur berfungsi untuk mengeringkan lumpur yang dihasilkan dari unit pengolahan limbah. Lamanya waktu yang diperlukan untuk mengeringkan lumpur antara 1–2 minggu, tergantung pada ketebalan lumpur yang tertampung dan cuaca. Kemudian hasil lumpur yang sudah mengering disalurkan ke beberapa alternatif, yaitu dibuang ke laut atau ke lahan pembuangan (landfill), dijadikan pupuk kompos, atau dibakar (incinerated). Pada PT. Sido Muncul, lumpur yang dihasilkan akan digunakan sebagai pupuk kompos.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 24
BAB IV
DESAIN DAN PERHITUNGAN IPAL
4.1. Desain IPAL
Gambar 4.1. Desain IPAL PT. Sido Muncul
Keterangan gambar :
Tabel 4.1. Keterangan pada setiap bak
Unit Penanganan Jumlah Vol Bak (m3) Total Vol (m3) Debit
(m3/hari) Waktu Retensi Bak Screening 1 97,5 97,5 130 18 jam Bak Equalisasi 1 60 60 130 11,04 jam Bak Clarifier I 1 2,71 2,71 130 30 menit
Desain IPAL PT. Sido Muncul 25 Bak Sand
Filter I 1 0,36 0,36 130 4 menit
Bak Aerasi 1 37,92 37,92 130 7 jam
Bak Clarifier II 1 2,71 2,71 130 30 menit Bak Sand Filter II 1 0,36 0,36 130 4 menit Bak Effluent 1 0,36 0,36 130 4 menit Bak Drying bed 4 1,013 4,052 130 2-4 minggu 4.2. Perhitungan IPAL 1. BAK SCREENING
Desain IPAL PT. Sido Muncul 26 Ukuran saringan = 180 mesh
Debit ( Q ) = 130 m3/hari Waktu tinggal ( t ) = 18 jam
Gambar 4.3. Saringan pada Bak Screening
Menghitung volume bak :
Volume = Q x t = 130 m3/hari = 97.5 m3 Free board = 0.3 m
Menghitung jari jari dan diameter bak :
V = r = √ = √ r = 3.94 m d = 7.88 m
Desain IPAL PT. Sido Muncul 27 2. BAK EQUALISASI
Gambar 4.4. Bak Equalisasi
Debit ( Q ) = 130 m3/hari Volume ( V ) = 60 m3 Laju alir pompa = 7 m3/jam
Free board = 0.3 m
Menghitung jari jari dan diameter bak :
V = r = √
= √
r = 3.09 m
d = 6.18 m
Menghitung waktu tinggal :
Q =
Desain IPAL PT. Sido Muncul 28 =
⁄
= 0.46 hari ⁄ = 11.04 jam
3. BAK CLARIFIER I dan II
Gambar 4.5. Bak Clarifier
Debit ( Q ) = 130 m3/hari Waktu tinggal ( t ) = 30 menit Penurunan turbidity = 64%
Menghitung volume bak :
V = Q x t
= 130 m3/hari x 30 menit x = 2.71 m3
Desain IPAL PT. Sido Muncul 29 Menghitung jari jari bak :
V = Volume Tabung (V1) + Volume kerucut (V2)
V = ( + ( 2.71 m3 = ( 3.14 0.25 m ) + ( 3.14 1.75 m ) 2.71 m3 = ( 0.785 ) + ( 1.832 2.71 m3 = 2.617 m r =√ r = 1.02 m
Menghitung volume tabung dan volume kerucut :
a. Volume Tabung V1 = = 3.14 m x 1.022 m x 0.25 m = 0.81 m3 b. Volume Kerucut V2 = = = 1.90 m3
Menghitung volume sludge yang dihasilkan :
a. Clarifier I
Volume sludge = 64% x volume bak = 64%x 2.71 m3 = 1.7344 m3
Desain IPAL PT. Sido Muncul 30 b. Clarifier II
Volume sludge = 64% x volume bak = 64%x 2.71 m3 = 1.7344 m3
Menghitung Dosis Koagulan, Flokulan dan netralisasi
a. Koagulan = FeSO4 200 ppm
Dosis = debit x konsentrasi
= 130 m3/hari x 200 mg/L x 1000 L/m3 = 26 x 106 mg/hari x 10-6 kg/mg = 26 kg/hari x = 1.08 kg/jam b. Flokulan = Polyethylene-Imine 5 ppm Dosis = debit x konsentrasi
= 130 m3/hari x 5 mg/L x 1000 L/m3 = 65 x 104 mg/hari x 10-6 kg/mg = 0.65 kg/hari x
= 0.0271 kg/jam
c. Netralisasi
Menghitung penambahan NaOH 4 N :
Jika 1 Liter, NaOH 4N yang ditambahkan 10 tetes
Dosis = 130 m3/hari x 1000 L x 10 tetes/L x
= 65000 mL
Desain IPAL PT. Sido Muncul 31 = 2.7083 L/jam
NaOH yang tersedia dalam bentuk padatan maka harus dilarutkan terlebih dahulu. NaOH yang akan digunakan NaOH 4N.
BE NaOH = 40 mgram/mgrek N =
4
=
= 433.3280 gramUntuk membuat NaOH 4N dengan volume 2.7083 L membutuhkan 433.3280gram
4. BAK SAND FILTER I dan II
Gambar 4.6. Bak Sand Filter
Debit ( Q ) = 130 m3/hari Waktu tinggal ( t ) = 4 menit
Desain IPAL PT. Sido Muncul 32 Ukuran pasir silica = 2 x 3 mm
Tinggi pasir = 0.8 m Tinggi Kerikil = 0.2 m Penurunan turbidity = 81%
Menghitung volume bak :
V = Q x t
V = 130 m3/hari x 4 menit x x = 0.36 m3
Free board = 0.3 m
Menghitung jari jari dan diameter bak : V = r = √ = √ r = 0.24 m d = 0.48 m
Menghitung volume sludge yang dihasilkan : a. Sand Filter I
Volume sludge = 81%x volume bak = 81%x 0.36 m3 = 0.2916 m3 b. Sand Filter II
Volume sludge = 81%x volume bak = 81%x 0.36 m3 = 0.2916 m3
Desain IPAL PT. Sido Muncul 33 5. BAK AERASI
Gambar 4.7. Bak Aerasi
Debit ( Q ) = 130 m3/hari Waktu tinggal ( t ) = 7 jam Nutrisi bakteri = CO(NH2)2
Menghitung volume bak :
V = Q x t
V = 130 m3/hari x 7 jam x = 37,92 m3
Free board = 0.3 m
Menghitung panjang dan lebar bak :
V = p x l x t
37,92 m3 = p x l x 2 m
P x l = 18,96 m2
Maka, p = 5,96 m l = 3,18 m
Desain IPAL PT. Sido Muncul 34 Menghitung Food to Microorganism Ratio :
= =
= 3,78 per hari
Menghitung perbandingan BOD : N (100:5)
Hasil analisis limbah : BOD = 802.60 mg/L N = Nitrat sebagai N
= 0.213 mg/L
Untuk mencapai perbandingan BOD : N (100 : 5) maka N ditambahkan sebanyak 39.917 mg/L.
Dosis = 130 m3/hari x 1000 L/m3 x 39.917 mg/L N = 5189210 mg N
= 5.18921 kg/hari N
Maka Urea digunakan untuk menambahkan N.
g CO(NH2)2 =
=
= 11.1197 kg/hariUrea yang tersedia berupa padatan maka harus dilarutkan terlebih dahulu. Urea yang akan digunakan Urea 10%.
Urea 10% maka 10 gram dalam 100 mL, maka: 10 gram = 100 mL
100 gram = 1000 mL
Desain IPAL PT. Sido Muncul 35 11.1197 kg = x
x =
x = 111.197 L
jadi Urea yang dibuat sebanyak 111.197 L dengan konsentrasi 10%.
6. BAK DRYING BED
Gambar 4.8. Bak Drying Bed per volume
Volume sludge = Bak Clarifier I + Bak Clarifier II + Bak Sand Filter I + Bak Sand Filter II
Volume sludge = ( 1.7344 + 1.7344 + 0.2916 + 0.2916 ) m3 = 4.052 m3
Waktu pengeringan = 2-4 minggu Tinggi pasir kasar = 0.05 m Tinggi kerikil = 0.05 m Tinggi pasir halus = 0.05 m
Desain IPAL PT. Sido Muncul 36 Menghitung volume masing masing bak :
Volume masing-masing bak =
=
= 1.013 m3
Gambar 4.9. Bak Drying Bed
Menghitung panjang dan lebar per bak :
V = Volume Balok (V1) + Volume prisma (V2)
V = p x l x t + ( x p x l x t) 1.013 m3 = ( p x l x 0.2 m ) + ( p x l x 0.05 m ) 1.013 m3 = p x l 0.217 m p x l = p x l = 4.668 m2 maka, p = 2.5235 m l = 1.85 m
Desain IPAL PT. Sido Muncul 37 7.
BAK EFFLUENT
Gambar 4.10. Bak Effluent
Debit (Q ) = 130 m3/hari Waktu tinggal ( t ) = 4 menit
Menghitung volume bak :
V = Q x t
V = 130 m3/hari x 4 menit x = 0.36 m3
Free board = 0.3 m
Menghitung panjang dan lebar bak :
V = p x l x t
0.36 m3 = p x l x 1 m
P x l = 0.36 m2
Maka, p = 0.9 m l = 0.4 m
Desain IPAL PT. Sido Muncul 38
BAB V
HASIL DAN KESIMPULAN
5.1. Hasil Kualitas Influen dan Efluen IPAL PT. Sido Muncul
Berdasarkan data hasil analisis air limbah setelah dilakukan pengolahan pada IPAL didapatkan nilai efisiensi sistem IPAL PT. Sido Muncul yang cukup tinggi, terutama untuk TSS, BOD dan COD. Berikut adalah data hasil analisis setelah pengolahan :
Tabel 5.1. Hasil efisiensi analisis contoh air limbah PT. Sido Muncul Setelah diolah di IPAL.
NO Parameter Satuan Inlet Oulet Efisiensi
I Fisika 1 Temperatur ᵒC 27,4 29,7 8,39 2 TDS mg/L 2224 1250 43,79 3 TSS mg/L 728 194 73,35 4 Debit m3/hari 130 130 II Kimia 1 pH - 4,71 7,85 66,66 2 BOD mg/L 802,60 47,03 94,10 3 COD mg/L 1176,00 86,35 92,66 4. Nitrat sebagai N mg/L 0,213 0,085 60,09 5. Nitrit sebagai N mg/L 0,146 0,112 23,29 6. Amonia mg/L 0,004 0,0038 5,00 7. Besi terlarut mg/L 1,182 1,182 0 8. Mangan terlarut mg/L 1,009 0,715 29,14 9. Minyak Total mg/L 0,340 - -
Desain IPAL PT. Sido Muncul 39
5.2. Kesimpulan
Pada pengolahan IPAL PT. Sido Muncul ini diperoleh hasil pengolahan pada setiap parameter memenuhi baku mutu lingkungan mengenai limbah cair berdasarkan peraturan daerah nomor 10 tahun 2004 tentang Baku Mutu Air limbah Bagi Kegiatan Industri Jamu dan Farmasi di Propinsi Daerah Tingkat I Jawa Tengah.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 40
DAFTAR PUSTAKA
Effeni, Farid. Diktat Kuliah Pengolahan Limbah Industri.Surabaya:Teknik Kimia ITS.
Ginting, Perdana. 2007. Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah
Industri. Yrama Widya: Bandung
Peraturan daerah nomor 10 tahun 2004 tentang Baku Mutu Air limbah Bagi Kegiatan Industri Jamu dan Farmasi di Propinsi Daerah Tingkat I Jawa Tengah.
Sugiharto. 1987. Dasar Dasar Pengelolaan Air Limbah. Penerbit Universitas Indonesia : Jakarta
Wijana, Susinggih. 2012. Perancangan Pabrik IPAL. Universitas Brawijaya: Malang.
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/limbah-industri/equalisasi-pada-pengolahan-limbah-cair/ diakses pada selasa 10 Desember 2013 pukul 04.00 WIB.
http://aimyaya.com/id/teknologi-tepat-guna/saringan-pasir-cepat-spc/ diakses pada selasa 10 Desember 2013 pukul 04.10 WIB.
Desain IPAL PT. Sido Muncul 41
LAMPIRAN
Tabel Baku Mutu Air limbah Bagi Kegiatan Industri Jamu dan Farmasi di Propinsi Daerah Tingkat I Jawa Tengah menurut Peraturan daerah nomor 10 tahun 2004.
