Studi Peningkatan Kinerja Ocean Outfall pada Pembuangan Limbah Cair di Wilayah Pesisir

(1)

Studi Peningkatan Kinerja Ocean Outfall pada

Pembuangan Limbah Cair di Wilayah Pesisir

J i h a n n u m a A d i b i a h N u r d i n i

4308 100 049

Dosen pembimbing:

P r o f . M u k h t a s o r , M . E n g , P h . D

I r . H a s a n I k h w a n i , M . S c

(2)

• Laut sebagai tempat akhir pembuangan limbah

• Baku mutu air laut yang harus dipenuhi

• Ocean Outfall sebagai solusi

• Pada tahun 2012, Mukhtasor dan Mauludiyah melakukan suatu

kajian terhadap kinerja

ocean outfall

tipe surface discharge di

wilayah pesisir utara Jawa yang saluran pembuangannya masih

menyatu dengan saluran limbah kota. Peneliti berkesimpulan

bahwa kinerja ocean outfall sudah baik, namun masih ada satu

parameter standar kualitas air yang belum terpenuhi yaitu

amoniak

LATAR BELAKANG

Maka diperlukan suatu evaluasi terhadap kinerja

eksisting ocean outfall dan skenario perbaikan

(3)

Rumusan Permasalahan & Tujuan

Mendapatkan nilai kinerja

ocean outfall

eksisting tipe pembuangan di

permukaan di wilayah pesisir utara Jawa yang kondisinya menyatu dengan

saluran limbah kota.

Mengevaluasi kinerja

ocean outfall

eksisting tipe pembuangan di permukaan di

wilayah pesisir utara Jawa yang menyatu dengan saluran limbah kota

Mendapatkan nilai skenario perbaikan kinerja

ocean outfall

tipe pembuangan di

permukaan di wilayah pesisir utara Jawa, yang meliputi:

a. Nilai evaluasi kinerja

ocean outfall

ketika debit limbah industri dan limbah

kota terpisah

b. Nilai evaluasi kerja

ocean outfall

pada variasi geometri

Mengevaluasi skenario perbaikan kinerja

ocean outfall

tipe pembuangan di

permukaan di wilayah pesisir utara Jawa. Skenario perbaikan meliputi:

a. Perencanaan pemisahan debit limbah industri dan limbah kota

b. Perencanaan variasi geometri

ocean outfall

1

(4)

BATASAN PENELITIAN

Adapun batasan dan asumsi dalam studi ini yaitu sebagai berikut:

• Data limbah menggunakan data sekunder.

• Waste water treatment system

disesuaikan dengan aplikasi di lokasi studi,

yaitu industri di Pesisir Utara Jawa.

• Pemodelan dilusi limbah menggunakan CORMIX 8.0E versi evaluasi.

• Studi hanya dilakukan pada salah satu

ocean outfall

di Pesisir Utara Jawa.

(5)

Kriteria Desain Outfall

Ocean

outfall

yang baik dan benar (

well-designed outfall

) diharapkan akan

menghasilkan proses dilusi limbah yang efektif sehingga tidak menimbulkan

dampak yang membahayakan bagi lingkungan dan kesehatan manusia

pengguna perairan

(Mukhtasor dan Mauludiyah, 2012).

(6)

Dilusi/ Pengenceran

Ocean outfall

memanfaatkan faktor alami di laut untuk

menurunkan konsentrasi limbah. Mekanisme ini disebut dilusi/

pengenceran. Initial dilution pada daerah near field dan

secondary dilution pada daerah far field

Dilusi secara umum didefinisikan sebagai perbandingan antara

konsentrasi limbah pada ujung

port

dengan konsentrasi limbah

pada jarak tertentu dari

port

dengan:

S

= ukuran pengenceran/ dilusi

C

₀

= konsentrasi awal (di ujung

port

)

(7)

(8)

(9)

Metodologi Penelitian

Mulai

Meninjau Lokasi Studi dan Mengumpulkan Data

Sekunder

Menghitung dilusi awal dan dilusi lanjutan dari

ocean outfall ek sisting

Menghitung konsentrasi polutan di air laut

selesai Apakah memenuhi baku mutu air laut? ya tidak merencanakan skenario perbaikan ocean outfall

Mendapatkan lokasi zona percampuran eksisting

Menganalisa Geometri Plume

(10)

(11)

Kawasan

mangrove

Kawasan

mangrove

Arah pergerakan

arus laut

Area pengolahan limbah cair industri

(12)

Lokasi Inlet Limbah Cair yang

sudah melalui tahapan

(13)

b

o

Perpanjangan ocean

outfall/ kanal di laut,

dimana sekitarnya ditanami

mangrove

(14)

Kondisi Lingkungan

Gelombang

Gelombang yang terjadi di wilayah pesisir utara Jawa merupakan Gelombang

yang dibangkitkan angin dan gelombang swell. Ketinggian gelombang di lokasi

berkisar antara 0.5 m hingga 1.2 m

Pasang Surut

Kondisi pasang surut di lokasi merupakan tipe campuran dominasi harian

ganda

MSL = 146 cm (terhadap rambu ukur)

LWS = 37 cm (terhadap rambu ukur)

HWS = 266 cm (terhadap rambu ukur)

Angin

Angin di lokasi cenderung bertiup ke Barat dan barat daya dengan kecepatan

angin rata-rata 4.5 m/s

(15)

Kondisi Lingkungan

Arus

Pola arus didominasi pola pasang surut. Berikut kecepatan arus laut pada

kondisi pasang surut

KONDISI PASUT

-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ve lo cit y ( m /s ) ele va si ( m )

hours after high water

Velocity vs Hour

(16)

Kondisi Lingkungan

Salinitas & Temperatur

cenderung tidak ada

(17)

Kondisi Lingkungan

Bathimetri

lokasi outlet ocean outfall memiliki kedalaman yang dangkal, yaitu 1.14m dari

MSL, kemudian di sekitar outlet berkedalaman rata-rata 1.22 m dari MSL

(18)

Kondisi Lingkungan

Bathimetri

lokasi outlet ocean outfall memiliki kedalaman yang dangkal, yaitu 1.14m dari

MSL, kemudian di sekitar outlet berkedalaman rata-rata 1.22 m dari MSL

KONDISI PASUT

+1,09 30 Bottom of Discharge Channel Skematisasi CORMIX3 Jarak (m) HWS MSL +2,29 60 Topography transect 90 -0,45 1,18 m LWS 1,11 m -0,05 1,14 m HD0 -0,15 1,24 m Slope= 40 Elevasi (m) -0,02

(19)

Kondisi Limbah Discharge

Debit (Flowrate) Limbah

(20)

Kondisi Limbah Discharge

Beban Pencemaran Amoniak tahun 2011

(21)

Kondisi Limbah Discharge

Konsentrasi Polutan pada

Limbah tahun 2009

Konsentrasi Polutan pada

(22)

Ocean Outfall Eksisting

(23)

Ocean Outfall Eksisting

(24)

Ocean Outfall Eksisting

(25)

Ocean Outfall Eksisting

(26)

Ocean Outfall

(skenario pemisahan debit limbah)

Dilusi Amoniak pada Near Field

(27)

Ocean Outfall

(skenario pemisahan debit limbah)

Konsentrasi Amoniak pada Near Field

(28)

Ocean Outfall

(skenario perubahan geometri)

Lebar ocean outfall (m)

Tinggi ocean outfall yang terisi effluent (m)

Konsentrasi Akhir Effluent (mg/l)

Dilusi yang terjadi (kali) 0,5347 1,14 227 4,5 0,5395 1,13 227 4,5 0,5644 1,08 227 4,5 0,5918 1,03 227 4,5 0,6220 0,98 228 4,5 0,6555 0,93 228 4,5 0,6927 0,88 228 4,5 0,7345 0,83 229 4,5 0,7815 0,78 229 4,5 0,8351 0,73 230 4,5

(29)

SIMPULAN

1. Evaluasi kinerja ocean outfall eksisting tipe pembuangan di permukaan di wilayah Pesisir Utara Jawa, dapat disimpulkan dari parameter-parameter berikut:

a. Dilusi awal atau dilusi pada near field cenderung meningkat seiring bertambahnya jarak sebaran plume, meskipun dilusi rendah, sebesar 1 - 3,8 kali. Pada zona far field, tingkat percampuran effluent limbah dengan air laut sangat kecil bersamaan dengan berkurangnya ketebalan plume. Tahapan ini menandakan plume akan segera menyatu dengan garis pantai.

b. Konsentrasi akhir polutan amoniak pada keempat kondisi tersebut cenderung menurun bersamaan dengan bertambahnya jarak tempuh plume. Sampai batas near field, nilai konsentrasi masih sangat besar, berkisar di antara 260 mg/l hingga 544 mg/l. Jauh dari baku mutu air laut untuk polutan amoniak 0,3 mg/l.

c. (1) Jangkauan near field untuk kondisi pasang selama satu jam setelah periode istirahat (slack) pada kondisi debit limbah maksimum sejauh 260 m dengan waktu tempuh 0,8 jam, (2) sedangkan pada kondisi debit limbah rata - rata sejauh 258 m dengan waktu tempuh 0,8 jam. (3) Kemudian jangkauan near field

untuk kondisi surut selama satu jam setelah periode istirahat (slack) pada kondisi debit limbah maksimum sejauh 216 m dengan waktu tempuh 1 jam, (4) sedangkan pada kondisi debit limbah rata - rata sejauh 179 m dengan waktu tempuh 0,83 jam.

d. Untuk keempat variasi kondisi lingkungan dan debit limbah, jenis aliran yang terjadi adalah (upstream intruding plume), di mana effluent limbah pada akhir zona far field dibelokan kembali menuju hulu near field

(30)

SIMPULAN

2. Evaluasi perbaikan kinerja ocean outfall eksisting tipe pembuangan di permukaan di wilayah Pesisir Utara Jawa ditekankan pada analisa dilusi dan besar konsentrasi akhir polutan.

a. Pada empat kondisi lingkungan, setelah debit limbah kota dipisahkan, dilusi yang terjadi adalah sekitar 1 – 26,3 kali, sedangkan konsentrasi akhir polutan amoniak di air laut berkisar antara 49,9 mg/l – 201 mg/l.

b. Pada salah satu kondisi, yaitu kondisi surut selama dua jam setelah periode istirahat (slack) pada debit rata-rata, dengan konsentrasi awal sebesar 945, 396667 mg/l, setelah disimulasikan dengan variasi geometri ocean outfall, dilusi yang terjadi 4,5 kali dengan konsentrasi akhir berkisar 227 mg/l hingga 230 mg/l.

(31)

SARAN

1.Rendahnya dilusi awal pada

near field

yang mengakibatkan konsentrasi polutan tidak dapat

mencapai angka baku mutu di air laut disebabkan debit limbah yang tinggi. Sehingga penurunan

debit limbah dengan cara memisahkan debit limbah industri dengan limbah kota harus

dilakukan.

2. Tingginya konsentrasi di kanal

ocean outfall

sebelum sampai di laut bisa disebabkan

pengolahan

effluent

limbah yang kurang maksimal. Maka disarankan untuk memperbaiki

kualitas

effluent

limbah pada neutralizer (pengolahan awal) dan equalizer (pengolahan

lanjutan), misal dengan cara aerasi, yaitu menginjeksikan oksigen ke dalam

effluent

limbah.

3. Kondisi batimetri di sekitar outlet pembuangan yang dangkal dan dipengaruhi arus pasang

surut (

unsteady ambient

) mengakibatkan dilusi tidak maksimal. Jika memungkinkan, tipe

ocean

outfall

eksisting bisa diubah menjadi tipe

submerged single port

yang memungkinkan dilusi lebih

baik dan maksimal.

(32)