EVALUASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT
(Studi Kasus : Pabrik Kelapa Sawit dan Pabrik Inti Sawit, PTPN - I –Tg. Seumentoh, Kecamatan Karang Baru,
Kabupaten Aceh Tamiang)
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
ARSYAD HADOMUAN HRP
07 0404 035
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
KATA PENGANTAR.
Alhamdulillah, puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan ridhonya serta kesehatan dan kekuatan kepada penulis, sehingga penulis menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.
Tugas akhir ini berjudul “ Evaluasi Pengolahan Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit (Studi Kasus : PTPN I Tg. Seumentoh, Kecamatan Karang Baru, Kabupaten Aceh Tamiang).
Pada kesempatan ini penulis sertakan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada Drs. Kholil Jufri Hrp (Ayah), Gustina Nst (Ibu Kandung) dan Siti Rabiatun (Ibu) yang telah membesarkan, mendidik dan membimbing serta memberikan semangat dan dukungan. Mereka juga yang menanamkan kepada penulis akan makna ilmu dan kecintaan terhadap ilmu sejak kecil sampai sekarang. Untaian doa dan hangatnya kasih sayang yang mereka berikan menjadi tambahan energi dikala penulis mulai merasakan kejenuhan selama masa perkuliahan.
Begitu juga saya mengucapkan terima kasih kepada Azwar dan Ahmad (abang kandung), Dina dan Fika (kakak Ipar), Misbah, Ajie dan Fitrah (adik Kandung) yang selalu memberikan doa, bantuan, dukungan material maupun spiritual sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
telah diberikan kepada penulis. Dalam hal ini penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada :
1. Bapak Alm. Ir. Sufrizal, M.Eng sebagai Dosen Pembimbing I yang telah berjasa dalam memberikan masukan dan motivasi kepada penulis.
2. Bapak Ivan Indrawan, ST.MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan fikiran untuk memberikan bimbingan dan masukan yang lebih baik kepada penulis.
3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahrizal, MT. Sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Boas Hutagalung, M.Sc, Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc,dan Bang Zaid Perdana, ST. MT. Sebagai dosen pembanding dan dosen di bidang TSA. Terima kasih atas bantuan dan dukungannya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
6. Bapak/Ibu Staff pengajarserta pegawai Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Kepada Karyawan PTPN I, khususnya Bang Ilham Nofika dan umumnya karyawan – karyawan lain yang telah bersedia membantu saya dalam penelitian di lapangan (di lokasi IPAL).
9. Rekan – rekan Komposits : Maulana M, Delfi, Izal, Kandar, Magic, Aris, Imam, Fuad, Fadil, Maulana R, dan lain – lain yang tak tersebutkan satu persatu saya ucapkan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan, baik dari segi ilmu agama, ilmu organisasi, ilmu ketekniksipilan dsb. Jazakumullah khairan.
10.Kepada abang – abang Stambuk 05 dan 06: bang beni, bang nasrul, bang bangun, bang jefri, bang royhan, bang sawal, bang husin, dll, yang telah bersedia membantu penulis dalam masa perkuliahan.
Penulis telah berusaha dengan seluruh daya dan upaya dalam menyelesaikan tugas akhir ini dengan sebaik – baiknya, tapi sebagai manusia yang tak luput dari kesalahan, penulis menyadari bahwa tugas akhir yang telah terselesaikan ini masih jauh dari kesempurnaan.dan di dalamnya terdapat banyak kekurangan akibat keterbatasan ilmu pengetahuan, pengalaman, referensi yang dimiliki oleh penulis.
Oleh sebab itu, dengan ikhlas hati penulis siap menerima kritik dan saran yang bersifat konstruktif demi kemajuan penulis khususnya dan umumnya bagi pengembangan ilmu pengetahuan bagi seluruh mahasiswa pada masa depan. Harapan penulis hanya satu, yaitu: Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Februari 2012.
ABSTRAK.
PKS Tg. Seumentoh merupakan salah satu pabrik penghasil minyak sawit yang dimiliki oleh PTPN I yang didirikan pada tahun 13 juli 1977. PKS ini merupakan salah satu sentral perkebunan khususnya bagi Aceh tamiang dan umumnya bagi seluruh NAD, karena memiliki kapasitas olah yang besar yaitu: 60 ton TBS/jam sehingga sangat memegang peranan penting dalam peningkatan hasil yaitu sebesar 25 %.
Penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan metode deskriptif dan kuantitatif. Proses penyaluran air limbah menggunakan sistem penyaluran terpisah sedangkan proses pengolahan limbah cair menggunakan sistem kolam. Data yang digunakan untuk perhitungan adalah data sekunder yang bersumber dari karyawan dan badan instansi yang berkaitan dengan PKS dan data sekunder yang bersumber dari literatur yang berkaitan dengan studi ini.
Analisa berupa perhitungan efektifitas dan efisiensi terhadap peningkatan volume limbah dibandingkan dengan dimensi kolam IPAL yang ada pada saat ini, kualitas kandungan air limbah hasil produksi minyak sawit, tahapan pengolahan dan proses pembuangan dari suatu kolam ke kolam lainnya yang kemudian dievaluasikan terhadap parameter – parameter yang berlaku pada limbah cair sebelum akhirnya limbah tersebut dibuang ke badan penerima (sungai).
Dari hasil evaluasi yang dilakukan, untuk kapasitas 720 m3/hari. Ada beberapa unit yang harus dibangun agar sistem pengolahan dapat berlangsung lebih efektif dan lebih baik. Jumlah BOD dan COD yang tereduksi selama dalam sistem pengolahan mencapai 80,644 %.
Rincian masing – masing efisiensi reduksi BOD dan COD adalah: Kolam anaerobik 20 %, kolam aerobik 50%, kolam fakultatif 10%, kolam aerasi 40 % dan kolam akhir (final pond) 20%. Dari hasil studi yang dilakukan kualitas BOD effluent yakni sebesar 48,38 mg/l dan COD effluent sebesar 290,3 mg/l sehingga kita dapat mengetahui bahwa BOD dan COD pada limbah cair PKS Tg. Seumentoh sudah memenuhi standard yang telah ditetapkan KEPMEN LH.
DAFTAR ISI.
KATA PENGANTAR. ... i
ABSTRAK. ... iv
DAFTAR ISI. ... v
DAFTAR TABEL. ... viii
DAFTAR GAMBAR. ... ix
DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL. ... xi
DAFTAR LAMPIRAN. ... xii
BAB I PENDAHULUAN. 1.1. Umum. ... 1
1.2. Latar Belakang. ... 2
1.3. Tujuan Penulisan. ... 3
1.4. Ruang Lingkup Permasalahan. ... 4
1.5. Pembatasan Masalah. ... 4
1.6. Metodologi Penelitian. ... 5
1.7. Sistematika Penulisan. ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum. ... 7
2.1.1. Peraturan Perundangan Yang Mengatur Pengelolaan Lingkungan Pabrik Kelapa Sawit. ... 9
2.2. Limbah Industri Kelapa Sawit. ... 10
2.2.1 Baku Mutu LCPKS. ... 11
2.3.1. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). ... 12
2.3.2. Proses Pengolahan LCPKS. ... 13
2.3.3. Pemeliharaan Kolam Limbah. ... 16
2.4. Sistem Penyaluran Air Buangan. ... 17
2.4.1. Sistem Penyaluran Terpisah. ... 17
2.4.2. Sistem Penyaluran Tercampur. ... 19
2.5. Garis Tenaga dan Garis Tekanan pada Pipa. ... 20
2.5.1. Pipa dengan Pompa. ... 21
2.5.2. Pipa Hubungan Seri. ... 22
2.6. Tujuan Hidrolika Aliran dalam IPAL. ... 24
2.6.1. Aliran Melalui Pipa. ... 24
2.6.2. Kehilangan Energi Akibat Gesekan Pipa. ... 25
2.6.3. Kehilangan Tenaga Sekunder dalam Pipa. ... 30
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN. 3.1. Umum. ... 34
3.2. Gambaran Singkat Tentang PKS Tg. Seumentoh. ... 35
3.3. Lokasi PKS Tg. Seumentoh. ... 36
3.4. Kondisi Existing. ... 36
3.5. Cara Pengumpulan Data. ... 42
3.6. Analisa Data. ... 43
BAB IV. EVALUASI.
4.1. Evaluasi Kolam Fat – fit. ... 47
4.2. Evaluasi Kolam Anaerobik I. ... 52
4.3. Evaluasi Kolam Anaerobik II. ... 55
4.4. Evaluasi Kolam Aerobik. ... 58
4.5. Evaluasi Kolam Fakultatif. ... 65
4.6. Evaluasi Kolam Aerasi. ... 68
4.7. Evaluasi Final Pond. ... 73
4.8. Evaluasi Debit Maksimum Kegiatan Industri PKS. ... 77
4.9. Evaluasi terhadap Waktu dalam Proses Pengurasan Lumpur. ... 78
4.10. Evaluasi terhadap Kualitas Air Limbah. ... 82
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN. 5.1. Kesimpulan. ... 84
5.2. Saran. ... 85
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Baku Mutu Limbah Cair Industri Minyak Sawit. ... 11
Tabel 2.2. Koefisien Manning Untuk Beberapa Jenis Pipa. ... 29
Tabel 2.3. Koefisien Hazen – Williams. ... 30
Tabel 2.4. Nilai Kc Untuk Berbagai Nilai D2/D1. ... 31
Tabel 2.5. Nilai Ke Untuk Berbagai Nilai α. ... 32
Tabel 2.6. Nilai Kb Untuk Berbagai Nilai α. ... 33
Tabel 2.7. Nilai Kb Untuk Berbagai Nilai R/D ... 33
Tabel 3.1. Kualitas Limbah Cair Kegiatan PKS. ... 45
Tabel 4.1 Spesifikasi Pompa pada Kolam Fat – fit. ... 51
Tabel 4.2. Faktor Koreksi ( BFF ) Untuk Alat Gali. ... 79
Tabel 4.3. Waktu Siklus ( CT ) Backhoe Beroda Crawler (menit). ... 79
Tabel 4.4. Faktor Koreksi Untuk Kedalaman dan Sudut Putar. ... 80
Tabel 4.5. Evaluasi terhadap Pengolahan BOD dan COD IPAL PKS. ... 83
DAFTAR GAMBAR.
Gambar 2.1. Skema Pengolahan Limbah dengan Sistem Kolam. ... 14
Gambar 2.2. Sistem Saluran Terpisah. ... 18
Gambar 2.3. Sistem Penyaluran Tercampur. ... 19
Gambar 2.4. Garis Tenaga dan Tekanan. ... 20
Gambar 2.5. Pipa dengan Pompa. ... 21
Gambar 2.6. Pipa Hubungan Seri. ... 22
Gambar 2.7. Penurunan Rumus Darcy – Weisbach. ... 25
Gambar 2.8. Diagram Moody. ... 28
Gambar 2.9. Pipa Menuju Kolam ... 32
Gambar 2.10. Perbesaran penampang berangsur – angsur ... 32
Gambar 2.11. Belokkan pada pipa ... 33
Gambar 4.1. Bagan alir pengolahan limbah PKS Tg. Seumentoh ... 47
Gambar 4.2. Dimensi kolam Fat - fit. ... 47
Gambar 4.3. Pipa penyaluran dengan pompa dari kolam fat – fit. ... 50
Gambar 4.4. Grafik Karakteristik pompa Grundfous. ... 51
Gambar 4.5. Vertikal multistage centrifugal pump. ... 51
Gambar 4.6. Dimensi kolam Anaerobik I. ... 52
Gambar 4.8. Dimensi kolam Anaerobik II. ... 55
Gambar 4.9. Pipa penyaluran pada kolam anaerobik II ... 57
Gambar 4.10. Dimensi kolam Aerobik. ... 59
Gambar 4.11. Pipa penyaluran pada kolam Aerobik. ... 60
Gambar 4.12. Pipa penyaluran dari kolam Aerobik ke Fakultatif. ... 62
Gambar 4.13. Dimensi kolam Fakultatif. ... 65
Gambar 4.14. Pipa penyaluran pada kolam Fakultatif. ... 67
Gambar 4.15. Dimensi kolam Sirkulasi (Aerator pond). ... 68
Gambar 4.16. Pipa penyaluran pada kolam sirkulasi. ... 70
Gambar 4.17. Aerator pump. ... 70
Gambar 4.18. Pompa Sirkulasi. ... 71
Gambar 4.19. Dimensi Final Pond. ... 73
Gambar 4.20. Pipa penyaluran dari Final Pond ke sungai. ... 76
Gambar 4.21. Grafik Karakteristik pompa Grundfous. ... 76
DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL.
BOD = Biochemichal Oxygen Demand. COD = Chemical Oxygen Demand. TSS = Total Suspended Solid. TBS = Tandan Buah Segar. PKS = Pabrik Kelapa Sawit. LC = Limbah Cair.
IPAL = Instalasi Pengolahan Air Limbah. BPAB = Bangunan Pengolahan Air Buangan. KEPMEN = Keputusan Menteri.
LH = Lingkungan Hidup. Q = Debit (m3/det).
V = Kecepatan Aliran (m/s). Tr = Waktu tinggal (jam). D = Diameter Pipa (inch).
hf = Kehilangan Tenaga Akibat Gesekan. H = Tinggi Tekanan Efektif (m).
Hs = Tinggi Statis (m).
P = Daya Pompa (hp). η = Efisiensi Pompa (%).
Le = Panjang Saluran (m).
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Peta Lokasi Titik Pantau Effluent dan Lay out Kolam Limbah PKS Tg. Seumentoh.
Lampiran B. Data Kepmen LH dan Data Hasil Uji Laboratorium Balai Riset dan Standarisasi Banda Aceh.
