MINIMASI AIR LIMBAH DAN TEKNOLOGI DAUR ULANG AIR LIMBAH

MINIMASI AIR LIMBAH

Pusat Lingkungan (PTL) – BPPT

2013

Oleh :

Ir. Nusa Idaman Said, M.Eng. PENELITI UTAMA

PELATIHAN PENGELOLAAN AIR LIMBAH BPLHD DKI JAKARTA JAKARTA, 18 JUNI 2013

DAN

STRATEGI PRODUKSI

BERSIH

Substitusi bahan baku dan

bahan pembantu

Memperbaiki Sistem Tata Rumah tangga

(Housekeeping)

Modifikasi Produk Modifikasi

Proses Produksi

SKALA PRIORITAS PELAKSANAAN PRODUKSI

BERSIH

KONSEP PENCEGAHAN PENCEMARAN DAN PERUSAKAN LINGKUNGAN MELALUI PROGRAM

DAUR ULANG AIR LIMBAH

(WATER RECYCLE)

APAKAH MUNGKIN …???

DARI SEGI JUMLAH AIR LIMBAH DI PERKOTAAN

POTENSINYA SANGAT BESAR,

SEBAGAI CONTOH DI DKI JAKARTA :

1987 =

1.300.000

m

3

air limbah / hari

2010 =

2.600.000

m

3

_{air limbah / hari}

Konsep proses pengolahan air limbah perkotaan menjadi air bersih (adavances

treatment of waste water for water supply)

Daur Ulang Air Limbah dan Kendala Potensial

No Penggunaan Daur Ulang Kendala Potensial

1

Irigasi Pertanian : Pertanian Produksi, Pembibitan Komersial

Jika tidak dikelola dengan baik dapat menyebabkan polusi air permukaan atau air tanah

2

Irigasi Landscape : Taman, Halaman sekolah, perkantoran, Lapangan Golf, Jalan raya, Jalur

Hijau, Makam, dan Perumahan dll

Penerimaan masyarakat thd produk hasil pertanian. Kendala penerimaan masyarakat dalam hubungannya dengan masalah kesehatan masyarakat, patogen, virus, bakteria dll.

Masalah biaya yang relatif lebih besar

3

Penggunaan Untuk Industri : Pendingin, Umpan Boiler, Air Proses dan Pekerjaan Konstruksi

Problem scale (kerak), korosi, masalah kesehatan masyarakat khususnya mengenai transmisi patogen lewat aerosol di dalam cooling tower.

4

Recharge Air Tanah : Pengisian Air Tanah, Kontrol Intrusi Air Laut, Kontrol Tanah Ambles

Polutan organik, logam berat, patogen, nitrat

5

Rekreasi dan Fungsi

Lingkungan : Untuk pengisian danau /kolam, Perikanan dll

Masalah kesehatan masyarakat khususnya dalam hubungannya dengan bakteria, virus, patogen

6 Keperluan Umum : Air

Pemadam kebakaran, Air Pendingin Udara (Air

Conditioning), Air Bilas Toilet (Toilet Flushing), dll.

concern kesehatan masyarakat khususnya mengenai transmisi patogen lewat aerosol.

Pengaruh kualitas air, Problem scale (kerak), korosi

7 Supply Air bersih :

Penambahan pada reservoir air bersih, Supply ke dalam perpipaan air bersih

Masalah polutan mikro dan efek

toksisitas, patogen.

Estetika dan penerimaan masyarakat. Transmisi virus dan patogen lainnya.

PARAMETER SATUAN INDIVIDUAL / RUMAH TANGGA KOMUNAL pH - 6 - 9 6 - 9 KMnO₄ Mg / L 85 85 TSS Mg / L 50 50 Amoniak Mg / L 10 10

Minyak & Lemak Mg / L 10 20

Senyawa Biru Metilen Mg / L 2 2 COD Mg / L 100 80 BOD Mg / L 75 50 JIKA DI DAUR ULANG HARUS DIOLAH SAMPAI TINGKAT KUALITAS YG DISYARATKAN

BAKU MUTU AIR LIMBAH DOMESTIK

PERGUB DKI NO.122 TH 2005

PEMILIHAN TEKNOLOGI HASIL PENGOLAHAN SEKUNDER

1) Pengkajian kebutuhan pengolahan dan pembuangan air limbah. 2) Pengkajian kebutuhan dan suplai air minum.

3) Pengkajian keuntungan suplai air berdasarkan potensi daur ulang air limbah.

4) Analisis alternatif rancang bangun dan ekonomi. 5) Rencana implementasi dengan analisis finansial.

PERENCANAAN FASILITAS DAUR ULANG AIR LIMBAH

MELIPUTI :

Beberapa proses pengolahan tersier yang sering digunakan untuk reklamasi atau daur ulang air limbah.

Lokasi fasilitas daur ulang air limbah untuk air minum

(potable water reuse) di Amerika Serikat.

Skema diagram proses reklamasi air limbah Water Factory 21, Orange County, California

Diagram alir proses daur ulang air limbah di Denever Potable Water Reuse Demonstration Plant.

STUDI KASUS :

REKLAMASI DAN DAUR ULANG AIR

LIMBAH UNTUK AIR MINUM DI

SINGAPURA

NEWater Factory adalah pusat reklamasi air lanjut (advanced water

reclamation pant) yang mengolah air efluen sekunder dari Bedok

Water Reclamation Plant (dulu disebut Bedok Sewage Treatment Works) dengan menggunakan teknologi kombinasi dual-membran yakni ultrafiltrasi dan reverse osmosis, dilanjutkan dengan disinfeksi menggunakan sistem ultraviolet.

Unit pengolahan dibuat dalam bentuk yang kompak dengan kapasitas

10.000 m3 _{per hari.}

Diskripsi

”NEWater Factory”

Air yang diolah berasal dari efluen sekunder atau air olahan dari pusat rekalmasi air limbah di Bedok yang mengolah air limbah perkotaan dengan proses lumpur aktif. Efluen sekunder tersebut mengandung zat organik dengan konsentrasi BOD 10 mg/l, TSS 10 mg/l, ammonia-nitrogen 6 mg/l, Total disolved solids (TDS) 400-600 mg/l dan Total Organic Carbon (TOC) 12 mg/l.

Pertama, efluen sekunder dialirkan ke saringan mikro (micro-screen) dengan ukuran 0,3 mm, selanjutnya dilairkan ke unit ultra filtrasi yang dapat

memisahkan padatan atau partikel dengan ukuran 0,2 m.

Selanjutnya dilanjutkan dengan proses demineralisasi dengan

menggunakan membran reverse osmosis. Hasil dari proses Reverve omosis dilakukan proses disinfeksi menggunakan irradiasi ultraviolet. Injeksi khlorine dilakukan di dua titik yakni sebelum dan sesudah Ultrafiltrasi untuk mencegah terjadinya pertumbuhan biofouling didalam sistem membran.

Unit Reverse Osmosis (RO) yang digunakan terdiri dari dua unit yang

dipasang paralel masing-masing kapasitas 5000 m3 _{per hari. Jenis}

membrane RO yang digunakan adalah jenis thin-film composite dari bahan aromatic polyamide yang dirancang dengan recovery 80 -85 % dan dipasang seri tiga tahap. Unit proses disinfeksi terdiri dari tiga buah

streilisator Ultra Violet (UV) yang dipasang seri dengan dosis 60 mJ/cm2_.

Selanjunya dilakukan kontrol pH dengan menambahkan soda ash. Produk hasil air olahan disebut NEWater

Pendekatan ” Multiple Barrier” untuk penghilangan polutan kimia dan mikro-organisme patogen, NEWater, Singapura

NEWater-Bedok, Singapore for Water Re-Use

 10 000 m3_{/d capacity}

 Commissioned November 2002

 Features:

–Treat secondary effluent from municipal WWTP –Pre-treatment to RO for water re-use

–Supply high quality product water to wafer-fab industry

 Design performance:

–Turbidity < 0.2 NTU –SDI < 3

–90% Recovery

The treatment process is based on:

1. Effluent treatment

2. Automatic Filter

3. MBR

4. Reverse osmosis

5. Ultra-violet disinfection

MEMBRANE BIOREACTOR (MBR)

DENGAN

Berdasarkan pengalaman operasi dari NEWater didapatkan hasil bahwa proses ultra filtrasi mengolah air dengan kekeruhan lebih besar 20 NTU tanpa berpengaruh terhadap kualitas hasil olahan. Dengan kekeruhan di bawah 2 NTU recovery minimal dapat mencapai 90 %, sedangkan dengan kekeruhan > 10 NTU persen recovery harus lebih kecil 84 %.

Operasional Unit Ultra Filtrasi.

Pencucian membran Ultra Filtrasi dilakukan dengan frekwensi 13,4 hari. Lebih lama dibandingkan dengan spesifikasi disainnya yakni 10 hari per pencucian per unit.

Opersional RO

Pencucian membran RO dilakukan dengan interval enam bulan untuk stage 1 dan lebih dari tiga bulan untuk stage 2 dan stage 3. Hal ini lebih baik dari pada kriteria disain yakni 60 hari.

Operasional UV

Virus, bakteria dan parasit dapat dihilangkan setelah proses dengan membran reverse osmosis. Disinfeksi dengan ultraviolet dilakukan sebagai pengamanan terhadap kontaminasi mikrobiologi. Sistem ultraviolet pada NEWater dirancang dengan efisiensi inaktivasi mikroba sampai 99,99 %. Dari hasil pengalaman operasional efisiensi inaktivasi pada NEWater Factory dapat mencapai 99,99999 %.

Kapsitas Produksi :

Kapasitas produksi NEWater Factory dapat mencapai sesuai dengan

kapasitas disain yaitu 10.000 m3 _{per hari.}

Laju Recovery Air

Recovery air untuk membran RO dioperasikan dalam selang antara 80 – 82 %. Pengalaman operasional menunjukkan dengan selang recovery tersebut merupakan kondisi yang optimal untuk kontrol fouling organik terhadap membran RO, yang berdampak terhadap penurunan frekwensi pencucian membran.

Untuk unit ultra filtrasi (UF) laju recovery 84 – 90 % , lebih rendah

dibandingan dengan disainya yakni > 90 % , dengan recovery rata-rata 87 %.

Konsumsi Listrik

Konsumsi listrik (power consumption) untuk proses produksi

NEWater selama operasi bervariasi antara 0,7 – 0,9 kWh/M3. _{Hal ini}

Konsentrasi bakteri coli dan feacal coli di dalam air sebelum diolah dan setelah diolah.

INSTALASI DAUR ULANG AIR LIMBAH

DOMESTIK

Non Toilet Satpam Toilet Satpam Wastavel Mushola Satpam Mushola 3PC Toilet 3PC Mushola 2PC Wastavel 2PC Toilet 2PC BP 1 S 1 BP 2 BP 3 BP 4 BP 5 S 3 S 2 AREA P ABRIK BP 6 S 4 BP 7 BP 8 BP 9 BP 11 S 8 | | | | | Wastavel Fr Office Toilet Fr Office Toilet FGA Cuci Piring Kantin Cuci Tangn Kantin Non Toilet Serap Toilet Serap Toilet FGW Toilet Carton Box Toilet Personalia Toilet Politeknik S 5 Wastavel Pulatek Toilet Puslatek Wastavel FGA S 6 S 7 BP 10 BP 12 Toilet 2PC W/H S 9 BP: Bak Pengumpul S: Septik Tank G: Grease Trap G

SUMBER AIR LIMBAH, SEPTIK TANK,BAK PENGUMPUL DAN IPAL

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)

SKEMA SISTEM IPAL DAN UNIT PENGOLAHAN LANJUT UNTUK AIR DAUR ULANG

Sebelum digunakan

Setelah digunakan

Lapisan mikroba

Media Biofilter Tipe Sarang Tawon

Media tempat tumbuh dan berkembang biak

mikroba

UNIT - UNIT IPAL DOMESTIK

RUMAH BLOWER PEMISAH MINYAK/LEMAK PENGENDAP AWAL BIOREAKTOR ANAEROB BIOREAKTO R AEROB PENGENDA P AKHIR BAK PENAMPUNG

IPAL DOMESTIK PT. UCC

JAKARTA

Jumlah : 2 buah

Tipe : Root Blower TSB 65

PENGOPERASIAN:

1. Panel Blower terdapat didalam ruang operator. 2. Blower harus selalu hidup (non stop 24 jam). 3. Blower 1 dan 2 dihidupkan secara bergantian

selama 24 jam.

4. Tidak ada perawatan khusus pada Blower.

Blower 1 Blower 2

Rumah blower

Supply udara dari blower kedalam bioreaktor aerob

AIR LIMBAH

DOMESTIK

SEBELUM DAN SETELAH DIOLAH

AIR OLAHAN IPAL SETELAH ULTRA FILTRASI (AIR

RE-USE) SETELAH BIOFILTER

LANJUTAN AIR OLAHAN IPAL

SEBELUM MASUK UNIT FILTRASI AIR LIMBAH

DOMESTIK SEBELUM DIOLAH

Diagram Alir Sistem Pengolahan Limbah & Re-Use Air Limbah Lengkap Dengan Sistem Kontrol

TAMPAK IPAL KESELURUHAN

Tampak IPAL dari depan

TAMPAK IPAL KESELURUHAN

Tampak IPAL dari sudut samping kiri

Sampel limbah di setiap unit proses IPAL : 1. Air limbah segar dari ruang produksi 2. Air limbah yang telah melewati oil trap 3. Air limbah setelah proses kimia

4. Air limbah setelah proses biologi 5. Air limbah olahan yang siap di re-use.

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

HASIL PENGOLAHAN LIMBAH IPAL PRODUKSI

Contoh limbah segar dan hasil olahan setiap unit/step, serta air yang siap di reuse.

• Sampling tgl 6 Juni 07’. • Foto tgl 6 Juni 07’. 9 hari kemudian Contoh limbah • Sampling tgl 6 Juni 07’. • Foto tgl 14 Juni 07’.

Contoh air yang siap di reuse tidak timbul lumut & tidak warna tidak berubah, hal ini menunjukkan bahwa proses filtrasi

berjalan dengan baik dan penambahan disinfektan berfungsi dengan baik

Biokontrol /ikan tetap dalam kondisi sehat di lingkungan air yang telah diolah.

Hal ini menunjukkan bahwa proses pengolahan berjalan dengan baik dan bahan berbahaya & beracun yang diperkirakan ada di dalam limbah telah habis terolah.

16 hari kemudian

Contoh limbah :

Sampling tgl 6 Juni 07’. Foto tgl 20 Juni 07’.

PROSES BIIOFILTRASI-REVERSE OSMOSIS

UNTUK DAUR ULANG AIR LIMBAH

AIR HASIL DAUR ULANG

Efisiensi Pengolahan (%) Air Olahan (Mg/l) Air Limbah (Mg/l) Parameter Air Limbah No -6,32 3,30 PH 1 95,43 2,04 44,64 Zat Besi (Fe)

2 94,45 3,5 63,10 Nickel (Ni) 3 66,72 10,6 31,85 Zinc (Zn) 4 -< 0,05 0.06 Chrom Hexavalent 5

DAUR ULANG AIR LIMBAH DOMESTIK

UNTUK SIRAM TANAMAN

Diagram Alir Proses Re-Use Limbah Industri Funiture Pengerin g lumpur Scree n Pengenda pan 1 Sistem

lumpur aktif Pengenda_{pan 3}

Sand filter Carbon filter Penampu ngan Chemical treatment Tangki penampu ng Fress water

feed _recycleWater

Water recycle C h m 1 C h m 2 C h m 3 Blower udara Perenda man Penirisan Pencucia n Penampu ngan larutan hsl penirisan Pipa over flow peremda man Netralisasi / Equal isasi Bio kontrol Penampu ngan Penampu ngan Pengenda pan 2

Pengolahan Air Limbah Produksi :

 Proses Screening (Penyaringan)  Unit Pemisah Pasir (Grit Removal)  Proses Oil Trap/ Pemisah Oli

 Proses Koagulasi – Flokulasi  Sedimentasi atau Pengendapan  Pengolahan Secara Filtrasi (Penyaringan) & Adsorpsi

Peng ol Lbh

Sand filter Carbon filter

Contoh konstruksi IPAL

Cnth Kons IPAL

Contoh bangunan konstruksi IPAL

Reaktor Koagulasi-Flokulasi

Bak proses biologi

Perlengkapan IPAL (pH kontrol, dosing pump, filter, panel listrik)

1 2 3 4

Ket. Foto : 1. Limbah segar,

2. Limbah setelah proses pengolahan kimia-fisika. 3. Limbah setelah proses pengolahan biologi lumpur aktif.

4. Limbah setelah proses filtrasi (produk akhir) Contoh Hasil Pengolahan Air Limbah :

Limbah Sebelum Perbaikkan Proses

TERIMA KASIH

CEKAP SEMANTEN PIATUR KULO SAE LAN

MBOTEN KULO NYUWUN NGAPUNTEN