BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan mendasar bagi semua makhluk hidup, air juga merupakan faktor pendukung terbentuknya suatu kehidupakan di dunia. Dalam kehidupan manusia air digunakan sebagai sarana untuk kelestarian hidup, konsumsi, dan sarana pembangunan.
Namun, di era globalisasi ini pembangunan yang ada tumbuh secara cepat mengakibatkan terdapatnya suatu paradigma atau pemikiran bahwa air yang tidak pernah habis mengakibatkan bakumutunya tetap terjaga. Tetapi kemajuan teknologi membuat era industri berkembang menjadi pesat. Hal ini mengakibatkan terjadinya pencemaran di berbagai sektor, terutama lingkungan di sektor perairan. Pencemaran yang terjadi ternyata mengakibatkan dampak yang sangat merugikan bagi manusia, salah satu nya ialah keracunan akibat pencemaran limbah industri.
Limbah adalah buangan dari kegiatan manusia, makhluk hidup lainnya dan proses alam yang belum dapat dimanfaatkan karena pengolahannya tidak ekonomis. Karena perkembangan teknologi nantinya buangan tersebut dapat dimanfaatkan, buangan tersebut tidak dapat lagi disebut limbah. Air dikatakan tercemar jika adanya penambahan makhluk hidup, energi atau komponen lainnya baik sengaja maupun tidak, kedalam air yang menyebabkan kualitas air turun sampai tingkat yang menyebabkan air tidak sesuai dengan peruntukannya. Komposisi limbah cair domestik rata-rata mengandung bahan organik dan senyawa mineral yang berasal dari sisa makanan, urin, dan sabun.
mengakibatkan terjadinya perubahan pada warna air, bau air, berkurangnya kadar oksigen dalam air, bertambahnya tumbuhan air, dan menyebabkan terjadinya sedimentasi pada drainase.
Oleh karena itu diperlukan pengolahan lebih lanjut seperti penggunanaan IPAL, sehingga dapat diketahui kadar BOD, COD dan TSS setelah diolah melalui IPAL, juga dapat mengetahui fungsi dari setiap IPAL yang ada.
1.2 Tujuan
a. Untuk mengetahui dampak dan pengaruh limbah laundry pada lingkungan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karakteristik Air
Air adalah sumber daya alam yang dapat diperbarui. Jumlahnya sangat melimpah di muka bumi ini tetapi sangat disayangkan kualitasnya mengalami penurunan dikarenakan aktivitas manusia yang berdampak pada pencemaran lingkungan hidup. Dengan adanya penurunan kualitas air ini, saat ini sangat sulit menemukan air bersih untuk dikonsumsi manusia maupun untuk industri.
Air berasal dari dua sumber yaitu air permukaan (surface water) dan air tanah (ground water). Air permukaan adalah air yang berada di danau, waduk, rawa, sungai dan badan air lain yang tidak mengalami infiltrasi ke bawah tanah sedangkan air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah. Air tanah dapat berupa air sumur dalam maupun air sumur dangkal. Air sumur dalam ialah air yang telah merembes melalui lapisan-lapisan mineral masuk ke tanah, dimana selama perembesan bahan-bahan organiknya tertahan, sehingga air sumur dalam dapat diminum karena bebas dari bakteri sebaliknya air sumur dangkal tidak dapat langsung diminum. Karakteristik air tanah sangat berbeda dengan air permukaan, dimana kandungan bahan-bahan terlarut dalam air tanah ditunjukkan dalam Tabel 2.1.
Klorida Silika
Fluorida Boron Selenium
Kobalt Copper Iodide
Strontium Uranium Zinc
Kandungan bahan terlarut (TDS: total dissolved solid) dan CO2 tergantung dari mana air tanah itu berasal, air tanah yang berasal dari lapisan deposit pasir memiliki kandungan CO2 tinggi dan TDS rendah tetapi yang berasal dari lapisan deposit kapur kada CO2 nya rendah tetapi TDS-nya tinggi.
2.2 Detergen dan Limbah Laundry
Detergen merupakan suatu senyawa sintetis zat aktif muka (surface active agent) yang dipakai sebagai zat pencuci yang baik untuk keperluan rumah tangga, industri tekstil, kosmetik, obat-obatan, logam, kertas, dan karet. Detergen memiliki sifat pendispersi, pencucian dan pengemulsi. Penyusun utama senyawa ini adalah Dodecyl Benzena Sulfonat (DBS) yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan busa (Ginting, 2007).
Limbah laundry yang dihasilkan oleh detergen mengandung pospat yang tinggi. Pospat ini berasal dari Sodium Tripolyphospate (STPP) yang merupakan salah satu bahan yang kadarnya besar dalam detergen (Hera, 2003). Dalam detergen, STPP ini berfungsi sebagai builder yang merupakan unsur terpenting kedua setelah surfaktan karena kemampuannya menonaktifkan mineral kesadahan dalam air sehingga detergen dapat bekerja secara optimal. STPP ini akan terhidrolisa menjadi PO4 dan P2O7 yang selanjutnya juga terhidrolisa menjasi PO4 (HERA, 2003). Reaksinya adalah sebagai berikut:
P3O105- + H2O PO43- + P2O74- + 2H+ P2O74- + H2O 2PO43- + 2H+
sampai 20.000 mg O2/L. Limbah laundry dari hotel, harga COD mencapai 600-2500 mg O2/L. Kandungan limbah laundry dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Kandungan limbah laundry
Parameter Kondisi limbah
Suspended substances (mg/L) 35 80
Sediment substances (mg/L) 2 0.5
Cl2 (mg/L) 0.1 0.2
Total nitrogen (mg/L) 2.75 10
Nitrogen ammonia (mg/L) 2.45 5
Total pospat (mg/L) 9.9 1
COD (mg O2/L) 280 200
BOD5 (mg O2/L) 195 30
Mineral oil (mg/L) 4.8 10
AOX (mg/L) 0.12 0.5
Anionic surfactant (mg/L) 10.1 1
Penjelasan untuk tiap parameter yang dianalisis adalah sebagai berikut: a. BOD
BOD atau Biochemical Oxygen Demand adalah suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik, bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap terdekomposisi. BOD sebagai suatu ukuran jumlah oksigen yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai respon terhadap masuknya bahan organik yang dapat diurai.
b. COD
untuk ada diperairan, sedangkan apabila nilai COD dan BOD diatas baku mutu maka hal tersebut akan menimbulkan pencemaran pada perairan, dampak lebih lanjutnya adalah mengakibatkan kerusakan ekosistem pada perairan tersebut.
c. TSS
Secara garis besar TSS adalah kandungan padatan dalam air yang mempunyai ukuran sangat kecil dan tidak dilihat dengan kasat mata. Kandungan TSS biasanya berupa logam, sehingga dengan adanya TSS dalam keadaan yang tinggi maka kekeruhan akan semakin meningkat dan kualitas air limbah semakin menurun. d. pH
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Derajat keasaman atau pH merupakan suatu indeks kadar ion hidrogen (H+) yang mencirikan keseimbangan asam dan basa. Derajat keasaman suatu perairan, baik tumbuhan maupun hewan sehingga sering dipakai sebagai petunjuk untuk menyatakan baik atau buruknya suatu perairan. Nilai pH juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi produktifitas perairan. Nilai pH pada suatu perairan mempunyai pengaruh yang besar terhadap organisme perairan sehingga seringkali dijadikan petunjuk untuk menyatakan baik buruknya suatu perairan. Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali.
2.3 Jenis-jenis Pengolahan Air Limbah
hasil limbah yang dikeluarkan oleh industri-industri tidak mengalami proses pengolahan terlebih dahulu maka akan menyebabkan kerugian-kerugian yang akan dialami oleh masyarakat-masyarakat yang tinggal didekat pembuangan limbah industri tersebut (Yuli, 2010).
Pengolahan air limbah secara fisik merupakan pengolahan awal (primary treatment) air limbah sebelum dilakukan pengolahan lanjutan, pengolahan secara fisik bertujuan untuk menyisihkan padatan-padatan berukuran besar seperti plastik, kertas, kayu, pasir, koral, minyak, oli, lemak, dan sebagainya. Pengolahan air limbah secara fisik dimaksudkan untuk melindungi peralatan-peralatan seperti pompa, perpipaan dan proses pengolahan selanjutnya. Beberapa unit operasi yang diaplikasikan pada proses pengolahan air limbah secara fisik diantaranya: penyaringan (screening), pemecahan/grinding (comminution), penyeragaman (equalization), pengendapan (sedimentation), penyaringan (flitration), pengapungan (floatation).
1. Screening
Screening merupakan unit operasi yang diaplikasikan pada awal pengolahan air limbah. Tujuan dari screening ini adalah untuk pemisahan material berukuran besar seperti kertas, plastik, kayu, kulit udang, sisik ikan, dan sebagainya.
2. Pemecah/Grinding (Comminution)
Pada umumnya unit operasi ini dipergunakan untuk memecah padatan yang tertahan pada screen dan padatan ini dapat dikembalikan ke dalam aliran air limbah atau dibuang.
3. Pemisahan pasir (Grit Chamber)
Pemisahan padatan seperti pasir dalam air limbah dapat dilakukan dengan unit operasi grit chamber.
4. Penyeragaman (Equalization)
dibangun berbentuk persegi empat panjang atau rectangular dengan kedalaman 1,5 – 2 m.
5. Sedimentasi (Sedimentation)
Sedimentasi merupakan unit operasi yang sering dipergunakan dalam proses pengolahan air atau air limbah seperti pemisahan partikel tersuspensi pada awal proses pengolahan air limbah, proses pemisahan partikel flok pada proses pengolahan air limbah secara kimia, dan proses pemisahan mikroorganisme (sludge) pada proses pengolahan air limbah secara biologi.
Tabel 2.3. Data perancangan sedimentasi silinder dan rectangular
Rectangular sedimentation tanks Circular sedimentation tanks Kedalaman 3 - 5 m (umumnya 3,6 m) 3 - 5 m (umumnya 4,5 m) Lebar
3 – 24 m (umumnya 6-10 m) Diameter 3,6 – 60 m (umumnya 12-45 m)
Panjang 15 - 90 m (umumnya 25-40 m) ---Flight speed 0,6 – 1,2 m/menit (umumnya 1.0
m/menit
Scraper’s speed 0.02-0.05/min (umunya 0.03 Rev/min)
Bottom Slope
1 in/ft atau 0.9m/m 60-160 mm/m (umumnya 80 mm/m)
Tabel 2.4. Data perancangan sedimentasi silinder
Primary settling (secondary treatment) Activated sludge Waktu tinggal 1,5-2,5 jam (umumnya 2
jam ) 1,5 – 2,5 jam (umumnya 2 jam ) Laju alir limpahan
(over flow rate) 32 – 48 m
3/m2.hari 24 – 32 m3/m2.hari
Tabel 2.5. Data perancangan sedimentasi silinder
130 0,6 0,7 0,8 1,0
6. Filtrasi (Filtration)
Dalam pengolahan air limbah filtrasi dioperasikan untuk pemisahan partikel (padatan) pada effluen (pengeluaran). Pemisahan padatan dilakukan dengan menggunakan media yang disebut media filter merupakan bahan padat seperti pasir, batu bara, kerikil dan sebagainya yang tersusun sedemikian rupa, padatan yang dipisahkan tertahan pada permukaan dan sela-sela (porositas) media filter.
Tabel 2.6. Perbandingan operasional slow sand filter terhadap rapid sand filter
Karakteristik Slow sand filter Rapid sand filter
Gravity Pressure
Laju filtrasi 2-5 m3/m2.hari 120-360 m3/m2.hari Ukuran unit filtrasi Besar (2000 m2) Kecil (100 m2) Tinggi media Kerikil 300 mm
dan pasir 1,0 m
Kerikil 500 mm, pasir 0,7-1,0 m Ukuran pasir efektif 0,35 mm 0,6 – 1,2 mm Koefisien seragam 2-2,5 1,5-1,7 Hilang tekan < 1 m < 3 m Waktu operasi 20-90 hari 1-2 hari Metode pembersihan Scrap lapisan
atas, pencucian
Konstruksi pake tutup Tidak Tergantung/bebas Ya Kemudahan Penyisihan bakteri 99,99& 90 – 99%
Koagulasi dan flokulasi merupakan proses pengolahan air dan air limbah secara kimia yaitu dengan penambahan bahan kimia kedalam air limbah. Air limbah pada umumnya mengandung padatan tersuspensi, partikel koloid (berukuran < 1 mikron), bahan terlarut (berukuran < nanometer). Padatan-padatan dalam air pada umumnya bermuatan negatif dan padatan-padatan tersebut sangat sulit dipisahkan secara fisik (sedimentasi dan filtrasi dengan media padat) dan dapat dilakukan secara kimia melalui proses koagulasi-flokulasi. Koagulasi merupakan proses destabilisasi partikel, sedangakan flokulasi merupakan proses penggabungan partikel yang telah mengalami proses destabilisasi, mekanisme destabilisasi partikel seperti terlihat dalam gambar berikut. Proses destabilisasi partikel dilakukan dengan penambahan bahan kimia yang bermuatan positif yang dapat menyelimuti permukaan partikel sehingga partikel tersebut dapat berikatan dengan partikel lainnya. Partikel yang telah berikatan akan mudah untuk dipisahkan secara fisik (sedimentasi, flotasi, dan filtrasi). Proses flokulasi dibutuhkan untuk penggabungan partikel dengan mennggunakan bahan kimia sehingga mempercepat waktu pengendapan partikel (flok). Pada proses koagulasi (destabilisasi) dibutuhkan bahan kimia yang mampu merubah muatan partikel, perubahan muatan partikel dapat dilakukan dengan berbagai bahan kimia tetapi bahan kimia yang bervalensi 3 (trivalent) sepuluh kali lebih efektif dibanding dengan bervalensi 2 (divalent). Bahan kimia yang sering dipergunakan dalam proses koagulasi seperti tercantum dalam tabel berikut.
Tabel 2.7 Bahan koagulan
Berbagai parameter perancangan sedimentasi untuk koagulasi berdasarkan jenis koagulan yang dipergunakan seperti tercantum dalam tabel berikut:
Koagulan Formula Berat molekul
Aluminium sulphate Al2(SO4)3 .18 H2O 666,7 Ferrous sulphate Fe (SO4). 7 H2O 278,0
Lime Ca(OH)2 56 sebagai CaO
Ferric chloride FeCl3 162,1
Tabel 2.8 Perancangan sedimentasi berdasarkan jenis koagulan
Jenis Koagulan Laju alir limpahan (gallon/hari-ft2)
Waktu tinggal (jam)
Aluminium 500 – 800 2 – 8
Besi 700 – 1000 2 – 8
Kapur-Soda 700 – 1500 4 – 8
Flokulasi merupakan suatu peristiwa penggabungan partikel-partikel yang telah mengalami proses destabilisasi (koagulasi) dengan penambahan bahan kimia (flokulan) sehingga terbentuk partikel dengan ukuran lebih besar (macrofloc) yang mudah untuk diendapkan.
Tabel 2.9 Jenis flokulan
Sumber flokulan Jenis flokulan Flokulan Mineral Silika aktif
Tanah liat (koloid) : bentonit
Logam hidroksida (aluminium dan ferri hidroksida) Flokulan organik Turunan pati (pati singkong, dan kentang)
Polisakarida Kitosan
Gelatin dan alginate
Flokulan sintetis Polyethylene-imines (cationic) Polyamides-amines (cationic) Polyamines (cationic)
Polyethylene-oxide (nonionic)
Komponen karboksil dan sulfonate (anionic) Polyacrylamide (nonionic)
Dalam proses koagulasi-floakulasi ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu, konsentrasi padatan yang terkandung dalam limbah, jenis koagulan yang dipergunakan, kecepatan putaran pengaduk, kecepatan aliran air limbah masuk dalam tangki, waktu pengadukan, jenis padatan yang dihasilkan, pengelolaan flok yang dihasilkan.
1. Gas Transfer (injeksi gas kedalam air limbah)
a. Injeksi gas chlor kedalam pengolahan air bertujuan untuk membunuh bakteri b. Injeksi gas ozon kedalam pengolahan air limbah bertujuan untuk proses oksidasi c. Injeksi udara kedalam pengolahan air limbah bertujuan untuk proses oksidasi,
menjaga agar air limbah tidak berbau, menjaga kehidupan mikroorganisme (proses pengolahan air limbah secara biologi). Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam injeksi gas/udara kedalam air limbah:
Kelarutan gas/udara tersebut didalam air limbah. Kelarutan gas/udara didalam air limbah sangat penting untuk diketehui, ini berkaitan dengan perhitungan berapa laju alir gas/udara yang diinjeksikan kedalam air limbah. Penentuan kelarutan gas/udara sangat tergantung kepada Tekanan dan Temperatur.
Distribusi gas/udara didalam air limbah. Pendistribusian gas/udara didalam air limbah bertujuan agar distribusi gas/udara merata pada setiap bagian air limbah, sehingga perlu pengaturan pemasangan distributor gas/udara yang baik.
Tekanan cairan (terkait dengan tinggi cairan diatas distributor gas/udara). Pemasangan distributor gas/udara pada bagian bawah air limbah akan mendapatkan tekanan hidrostatik dari air limbah tersebut, sehingga ketinggian air limbah diatas distributor perlu diperhatikan agar gas/udara dapat terdistribusi didalam air limbah dengan baik.
Ukuran gelembung gas/udara dalam air limbah. Ukuran gelembung
gas/udara mempengaruhi proses kelarutan gas/udara, semakin kecil ukuran gelembung gas/udara semakin baik proses kelarutannya.
1. Pembiakan mikroorganisme, pembiakan mikroorganisme dimaksudkan untuk menumbuhkan mikroorganisme yang akan diaplikasikan pada pengolahan air limbah. Pembiakan mikroorganisme dilakukan dengan memasukan mikroorganisme kedalam tangki aerasi (aeration tank), mikroorganisme dicampur dengan air dan injeksikan oksigen/udara kedalam tangki aerasi, disamping injeksi udara pada pembiakan mikroorganisme perlu ditambahkan nutrient yang dapat dibuat dengan mempergunakan campuran gula pasir dan pupuk NPK. Nutrient harus mempunyai kandungan ion C, H, O, N dan S. Setelah terjadi pembiakan, nutrient diganti dengan mempergunakan air limbah yang akan diolah, diberikan sedikit demi sedikit hingga tangki aerasi penuh. Proses ini juga dikenal proses aklimatisasi.
2. Air limbah yang telah terkondisi sesuai lingkungan mikroorganisme (pH normal dan temperatur lingkungan serta kandungan logam berat kecil) dipompa dialirkan menuju tangki aerasi. Pada tangki aerasi akan terjadi perombakan bahan organik oleh mikroorganisme, laju alir air limbah yang dipompa diatur sedemikian rupa sesuai dengan waktu kontak (waktu tinggal) yang dibutuhkan.
3. Air limbah yang tercampur dengan mikroorganisme pada tangki aerasi akan keluar dari tangki aerasi menuju tangki clarifier. Pada tangki clarifier terjadi pemisahan antara mikroorganisme dengan air limbah yang sudah diolah, air limbah yang sudah terolah akan keluar (over flow) dari bagian atas clarifier, sedangkan mikroorganisme keluar dari bagian bawah.
4. Mikroorganisme yang keluar dari bagian bawah clarifier, sebagian besar dipompa dan dialirkan kembali ke tangki aerasi untuk proses berikutnya, dan sebagian kecil dibuang. Pembuangan mikroorganisme dimaksudkan untuk mengendalikan jumlah (konsentrasi) mikroorganisme didalam tangki aerasi.
5. Mikroorganisme yang terbuang dari clarifier perlu dilakukan pengelolaan lebih lanjut sehingga tidak mencemari lingkungan. Proses yang umum dipergunakan untuk pengelolaan mikroorganisme ini adalah dewatering (pengurangan kadar air) dan Pengeringan (drying). Hasil pengolahan mikroorganimse berupa limbah padat yang dikenal dengan biosolid.
Pengolahan air limbah secara biologi anaerob bertujuan untuk merombak bahan organik dalam air limbah menjadi bahan yang lebih sederhana yang tidak berbahaya. Disamping itu pada proses pengolahan secara biologi anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti gas CH4 dan CO2. Proses ini dapat diaplikasikan untuk air limbah organik dengan beban bahan organik (COD) yang tinggi. Pada proses pengolahan secara biologi anaerob terjadi empat (4) tahapan proses yang terlibat diantaranya :
1. Proses hydrolysis : suatu proses yang memecah molekul organic komplek menjadi molekul organic yang sederhana.
2. Proses Acidogenisis : suatu proses yang merubah molekul organic sederhana menjadi asam lemak.
3. Proses Acetogenisis : suatu proses yang merubah asam lemak menjadi asam asetat dan terbentuk gas-gas seperti gas H2, CO2, NH4 dan S.
4. Proses Methanogenisis : suatu proses yang merubah asam asetat dan gas-gas yang dihasilkan pada proses acetogenisis menjadi gas methane CH4 dan CO2.
(Ketut, 2012)
Pengolahan limbah dengan proses pengolahan lanjutan (ultimate disposal) bertujuan untuk mengolah lumpur sisa dari proses pengolahan limbah cair. Pembuangan Lanjutan dari pengolahan air limbah biasanya dihasilkan lumpur. Lumpur tersebut perlu diolah lebih lanjut untuk menghilangkan tingkat polutannya dan kemudian dapat dimanfaatkan atau dibuang ke lingkungan. Beberapa proses pengolahan lumpur adalah pemekatan, penstabilan, pengurangan air, dan pengeringan.
1. Proses pemekatan (thickening/concentration)
Proses pemekatan pada lumpur bertujuan untuk mengurangi volume lumpur yang akan diolah dengan pemadatan atau meningkatkan kandungan padatan.
2. Penstabilan( Solidification/Stabilization)
Dewatering dan drying bertujuan untuk menghilangkan atau mengurangi kandungan air dan sekaligus mengurangi volume lumpur. Proses yang terlibat pada tahapan ini umumnya ialah pengeringan dan filtrasi. Alat yang biasa digunakan adalah drying bed, filter press, centrifuge, vacuum filter, dan belt press.
5. Proses Pembuangan Akhir (Disposal)
Disposal ialah proses pembuangan akhir limbah B3. Beberapa proses yang terjadi sebelum limbah B3 dibuang ialah pyrolysis, wet air oxidation, dan composting. Tempat pembuangan akhir limbah B3 umumnya ialah sanitary landfill, crop land, atau injection well.
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Waktu dan Tempat Perancangan Alat
Perencanaan Bangunan Air Buangan diawali dari pengambilan air sampel yaitu limbah tahu pada hari Senin tanggal 5 Mei 2014 dan dilanjutkan dengan uji laboratorium sampel pada hari yang sama di Laboratorium Kualitas Air Fakultas Perikanan UNMUL. Pengambilan hasil uji laboratorium sampel yaitu pada hari Rabu 12 Mei 2014, kemudian dilakukan pembuatan media Lumpur Aktif pada hari Senin tanggal 26 Mei 2014 yang diikuti dengan pembuatan alat yang dilakukan pada hari Selasa tanggal 27 Mei – Minggu tanggal 8 Juni 2014 di Laboratorium Rekayasa Lingkungan Fakultas Teknik UNMUL.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat 1. Pipa ½ in
2. 5 Bak penampung 3. Galon 19 L
4. 1 Botol Aqua 1,5 L 5. Keran
6. Elbow 7. Valve 8. Solder 9. Gergaji 10. Gergaji pipa 11. Palu
12. Ember
16. Selang infus
17. Saringan Pembatas Filter 18. Spidol
3.1.2 Bahan
1. Limbah domestik (limbah Laundry) 2. Lem pipa
3. Paku 4. Pasir Silika 5. Kerikil 6. Tawas 7. Pelat mika 8. Selotip
3.3 Cara Kerja
3.3.1 Pembuatan Media Lumpur Aktif
1. Dimasukkan air limbah laundry 30 liter dan bioaktivator (EM4) ke dalam ember sebagai wadah tempat penampungan.
2. Diaduk rata air limbah laundry dan bioaktivator (EM4),
3. Dimasukkan injeksi udara dengan menggunakan aerator untuk pertumbuhan mikroba.
4. Didiamkan media selama 2 minggu untuk pembentukan lumpur aktif sampai volume lumpur aktif mencukupi.
5. Dilakukan pengecekan teratur terhadap media
3.3.2 Pembuatan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)
1. Disediakan beberapa kayu sebagai tempat peletakan bak ekualisasi, bak aerob, bak clarifier, bak koagulasi-flokulasi, bak sedimentasi, dan bak filtrasi.
2. Dipotong kayu menjadi beberapa bagian sebagai tempat peletakan instalasi pengolahan air limbah.
3. Disiapkan plastic box sebagai bak ekualisasi dengan panjang 27,5 cm, lebar 21 cm, dan kedalaman bak 7,5 cm
4. Disiapkan plastic box sebagai bak aerob dengan panjang 27,5 cm, lebar 21 cm, dan tinggi 7,5 cm sebagai bak ekualisasi.
6. Disiapkan gallon 19 liter dengan jari-jari 12,5 cm dan tinggi sebesar 38,7 cm. sebagai bak clarifier.
7. Dipasangkan pipa pvc ½ inc dan valve pada bak clarifier ke bak koagulasi-flokulasi dengan menggunakan solder dan diberi perekat dengan lem pipa.
8. Disiapkan plastic box sebagai bak flokulasi dengan 3 kompartemen dan dipasangkan pipa pvc ½ inc dan valve yang menyambung ke bak sedimentasi.
9. Disiapkan plastic box sebagai bak sedimentasi dengan panjang 30 cm, lebar 21,5 cm, dan kedalaman 7,5 cm.
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Desain Unit Pengolahan
4.1.1 Perhitungan Diameter Pipa Inlet dan Pipa Outlet v Kriteria design (m/s) 0,6 - 0,8
v yang dimungkinkan (m/s) 0,1
Q (m3/s) 0,00000033611
Diameter Pipa (m) 0,002069219 Diameter Pipa (mm) 2,069219367 Diameter Pipa (inchi) 0,081465329
Dengan kecepatan alir air sebesar 0,1 m/s, maka untuk pipa inlet dan outletnya dapat digunakan pipa dengan diameter 0,1 inchi. untuk pipa dengan diameter 0,5 inchi, maka kecepatan alir air adalah 0,003 m/s dengan detail sebagai berikut:
untuk detail kecepatan
p = 0,11 m
Jadi, dimensi bak equalisasi adalah: Panjang bak = 11 cm
Lebar bak = 5,7 cm Kedalaman bak = 7,5 cm Dimensi Bak eksisting adalah: Panjang Bak = 26,5 cm Lebar Bak = 21 cm Kedalaman Bak = 7,5 cm
Luas bak = Q/Vo
0,0065 = 0.000000336111 /Vo
Vo = 5,17 10-5 m3/m2-detik
= 0,19 m3/m2-jam
4.1.3 Perhitungan Dimensi Bak Aerob Diketahui :
Debit, Q = 0.000000336111 m3/detik Debit Q = 0,02904 m3/hari
a. BOD5 in = 120 mg/L atau 120 gram/m3
Dengan efisiensi penurunan BOD5 yang diinginkan = 60% Maka, BOD5 out = 120 mg/L – (60% 120 mg/L)
= 120 mg/L – 72 mg/L = 48 mg/L
b. Beban BOD5 dalam air = Q BOD5 in
= 0,02904 m3/hari 120 gram/ m3 = 3,4848 gr/hari
= 0,0034848 kg/hari
c. BOD5 yang dihilangkan = 60% Beban BOD5 = 60% 0,0034848 kg/hari = 0,00209088 kg/hari
d. Volume media = BOD5yang dihilangkan 1kg/m3/hari
= 0.00209088kg/hari 1kg/m3/hari = 0,002091 m3
Volume reaktor = 100/57 0,002091 m3 = 0,00377842 m3
Waktu detensi = VolumeQ
=
Dimensi Bak Aerob dengan Volume 0,00366842 adalah sebagai berikut: Panjang = 30 cm
Lebar = 21,5 cm Tinggi = 7,5 cm
4.1.4 Perhitungan Dimensi Bak Clarifier Diketahui :
Debit, Q = 0.000000336111 m3/detik Debit Q = 0,02904 m3/hari
Waktu Detensi = 4 jam atau 0,167 hari
Volume = td Q pengamatan seperti pada tabel 4.26 berikut:
Tabel 4.26 Hasil Jar Test Penentuan Dosis Koagulan
No Dosis Koagulan (ml) Kekeruhan Akhir (NTU) pH Endapan (ml)
1 10 15.11 6,6 16
2 20 12.403 6,7 17
3 30 12.09 6,5 18
4 40 11.267 6,7 19
Diketahui:
Q air baku = 0.000000336 m3/detik = 0,000336 L/detik Dosis optimum = 40 ml Al2SO4 per 1000 ml air baku
1000 mL
Data perencanaan unit flokulasi (digunakan 3 kompartemen): Debit Q = 0.000000336 m3/detik
Waktu detensi td = 1080 detik Gradien 1, G = 40/detik
Gradien 2, G = 16/detik (40% dari G1) Gradien 3, G = 10/detik
Percepatan gravitasi, g = 9.81 m/s2 Massa jenis air, = 997.7 kg/m3
Viskositas absolut, µ = 8.949 x 10-4 kg/m.detik Faktor friksi, f = 0.3
B. Total Lebar Unit Flokulasi W = V/(LxH)
= 0,00036288 m3 / (0,3 × 0,1) m = 0,2 m
= 0.02 m
Kompartmen 2
Dengan perhitungan yang sama, diperoleh: G = 16/detik
n = 4 buah
Jarak antar sekat = 0,025 m
Kompartmen 3
Dengan perhitungan yang sama, diperoleh: G = 10/detik
n = 2 buah
Jarak antar sekat = 0.05 m
= 0,075 m
d. Faktor bentuk pasir = 0.82 e. Porositas media pasir = 0.45
f. Densitas ρ = 0.9977 gr/cm3= 9 97.7 kg/m3
g. Viskositas dinamis μ = 0. 8 949 ×10-3
kg/m.det ik
h. Laju filtrasi secara umum = 1.35 L/detik per m2 – 6.77 L/detik per m2 i. Unit Filter Run Volume (UFRV) = 203225.8 L/m2 – 4064516.13 L/m2 j. Tinggi media filter total = 60 cm
k. Kecepatan backwash, Vbw = 15 m/jam
A = Q Vf
A = 0,00121 m3/jam 10 m/jam
A = 0,000121 m2
4. Dimensi Filter
Volume (L) 1,5 Volume (m3) 0,0015 Volume (cm3) 1500 Jari-Jari (cm) 3,5 Tinggi (cm) 38,9964
9
Direncanakan tinggi media pasir 17 cm dan tinggi media kerikil setinggi 8 cm, sehingga tinggi permukaan di atas media setinggi 13 cm (dua media filter).
4.2 Pembahasan
Air buangan deterjen/laundry dapat menimbulkan permasalahan serius karena produk deterjen dan bahan-bahan pembuatannya dapat menyebabkan toxic bagi kehidupan dalam air. Jelaslah bahwa air buangan sisa deterjen yang dihasilkan dalam volume besar sangat berbahaya untuk kelestarian lingkungan air dan tanah. Surfaktan anionik dan nonionik merupakan komponen utama dalam deterjen. Karena sifatnya yang kompleks, air limbah deterjen/laundry sangat sukar untuk diolah. Metoda yang dapat diterapkan untuk mereduksi surfaktan mencakup proses-proses kimia dan oksidasi elektrokimia, teknologi membran, presipitasi secara kimia, degradasi fotokatalitik, dan adsorbsi. Kali ini dilakukan perancangan unit pengolahan air limbah dengan metode biologi untuk mereduksi kadar BOD dan COD limbah yang ada di atas baku mutu yang telah ditetapkan.
Air limbah laundry ditampung terlebih dahulu dalam tangki ekualisasi. Tanki ini berfungsi untuk menampung limbah yang dihasilkan dari air pencucian pakaian dengan menggunakan deterjen. Tangki ini terdiri dari 1 bak penampung dengan dimensi panjang 27,5 cm, lebar sepanjang 21 cm, dan kedalaman bak 7,5 cm. Kecepatan aliran air adalah 0,19 m3/m2-jam dengan waktu detensi 4 jam.
2. Bak Aerob
Bak aerob berfungsi untuk menguraikan senyawa-senyawa kompleks yang lolos dari pengolahan sebelumnya menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan menggunakan bantuan mikroorganisme yang terbentuk dari hasil proses lumpur aktif, dimana air buangan kontak dengan lapisan bakteri. Pada unit ini diperkirakan terjadi pngurangan kandungan BOD dalam rentang 60%. Waktu tinggal dalam bak 3 jam. Tangki ini terdiri dari 1 bak dengan dimensi panjang 27,5 cm, lebar sepanjang 21 cm, dan kedalaman bak 7,5 cm.
3. Tanki Clarifier
Tanki clarifier berfungsi untuk untuk mengurai atau mengendapkan lumpur yang dihasilkan dari bak sebelumnya. Waktu tinggal dalam tanki clarifier ini adalah 4 jam. Tangki ini terdiri dari 1 bak penampung berupa galon dengan volume 9 liter dengan dimensi tinggi 38,7 cm dan jari-jari sepanjang 12,5 cm.
4. Bak Koagulasi dan Flokulasi
Penambahan koagulan berupa tawas dilakukan secara langsung dengan menggunakan selang infus sebelum air masuk ke bak flokulasi sebanyak 1,2 liter/hari. Penambahan tawas ini dimaksudkan untuk membentuk inti flok yang berasal dari partikel koloid yang ada di dalam air. Air kemudian mengalir menuju ke bak flokulasi yang terdiri atas 3 kompartemen sebagai metode pengadukan lambat. Kompartemen pertama terdiri atas 6 baffle dengan jarak antar baffle adalah 2 cm, kompartemen kedua terdiri atas 4 baffle dengan jarak 0,25 cm, dan kompartemen ketiga terdiri atas 2 baffle dengan jarak 0,5 cm. Panjang bak Flokulasi yang digunakan adalah 30 cm, lebar 20 cm, dan kedalamannya adalah 10 cm.
Bak sedimentasi digunakan untuk mengendapkan partikel/flok yang telah terbentuk dari bak koagulasi dan flokulasi. Dimensi dari bak sedimentasi yang digunakan adalah dengan panjang 30 cm, lebar 21,5 cm, dan kedalaman 7,5 cm.
6. Filtrasi
Filtrasi dilakukan untuk menghasilkan air dengan kualitas yang lebih baik lagi dan untuk menyisihkan partikel-partikel yang tertinggal dari proses sebelumnya. Reaktor filtrasi yang digunakan memiliki volume sebesar 0,0015 m3 dengan metode ra[id sand filter dengan 2 lapis media yakni pasir silika pada lapisan atas dan media kerikil pada lapisan bawah. Tinggi media pasir adalah 17 cm dan tinggi media kerikil setinggi 8 cm, sehingga tinggi permukaan di atas media adalah setinggi 13 cm.
7. Treatment Water Storage Tank
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
a. Air buangan deterjen/laundry dapat menimbulkan permasalahan serius karena produk deterjen dan bahan-bahan pembuatannya dapat menyebabkan toxic bagi kehidupan dalam air. Kandungan limbah laundry yang sangat kotor mengandung mineral oil, logam berat, dan senyawa berbahaya di mana nilai COD mencapai 1.200 sampai 20.000 mg O2/L.
b. Berdasarkan parameter Limbah laundry yang telah didapatkan yakni kadar BOD sebesar 120 mg/L, Kadar COD sebesar 180 mg/L, TSS sebesar 200 mg/L, dan pH 6,79, maka dapat dirancang sebuah unit instalasi pengolahan air limbah laundry yang terdiri dari metode biologi, fisika, dan kimia. Urutan instalasi sederhana yang dibuat adalah equalisation Tank (Tangki Ekualisasi) yang terdiri dari 1 bak penampung dengan dimensi panjang 27,5 cm, lebar sepanjang 21 cm, dan kedalaman bak 7,5 cm (waktu detensi 4 jam), bak Aerob dengan waktu tinggal 3 jam dan terdiri dari 1 bak dengan dimensi panjang 27,5 cm, lebar sepanjang 21 cm, dan kedalaman bak 7,5 cm, tanki clarifier dengan waktu tinggal 4 jam dan terdiri dari 1 bak penampung berupa galon dengan volume 19 liter dengan dimensi tinggi 38,7 cm dan jari-jari sepanjang 12,5 cm, bak koagulasi dan flokulasi dengan penambahan tawas sebanyak 1,2 liter/hari dan bak flokulasi yang terdiri atas 3 kompartemen dengan 12 baffle, bak sedimentasi dengan panjang 30 cm, lebar 21,5 cm, dan kedalaman 7,5 cm, reaktor filtrasi dengan volume sebesar 0,0015 m3 terdiri atas 2 media yakni media pasir silika dan kerikil, dan treatment water storage tank.
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Santoso, Budi. 1999. Ilmu Lingkungan Industri. Jakarta: Universitas Gunadarma.
Tchobanoglous, George & Franklin L. Burton. 1991. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. USA: McGraw-Hill.
Yuli. 2010. Air Limbah dan Pengelolaannya.
