INDUSTRI TEKSTIL
]]]]
O l e h
:
NUNIK PRABARINI
0952010025
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA
INDUSTRI TEKSTIL
Oleh :
NUNIK PRABARINI
0952010025
Telah diperiksa dan disetujui
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional”Veteran” Jawa Timur.
Mengetahui
Laporan Tugas Perencanaan ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana (S-1), tanggal
...
Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
INDUSTRI TEKSTIL
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik ( S-1)
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
O l e h :
NUNIK PRABARINI
0952010025
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas Perencanaan
Bangunan Pengolahan Air Buangan (PBPAB) Industri Tekstil ini dengan baik.
Tugas perencanaan ini merupakan salah satu persyaratan bagi setiap
mahasiswa Jurusan Teknik Lingkungan , Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan,
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur untuk mendapatkan
gelar sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, kami telah banyak memperoleh
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini
penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmatnya tugas ini dapat
terselesaikan dengan lancar.
2. Ir. Naniek Ratni Juliardi AR., M, KES selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil
Dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa
Timur.
3. Dr. Ir. Munawar, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran” Jawa Timur .
4. Firra Rossariawari., ST, MT selaku Dosen Pembimbing tugas PBPAB
yang telah membantu, mengarahkan dan membimbing hingga tugas
5. Ir. Yayok Suryo P, MS dan Firra Rossariawari., ST, MT selaku dosen
mata kuliah PBPAB.
6. Kedua orang tuaku, keluargaku, yang telah membantu material, doa, serta
support yang tidak pernah habis buat saya.
7. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan angkatan 2009 yang secara
langsung maupun tidak langsung telah membantu hingga terselesainya
tugas ini.
8. Semua pihak yang telah membantu dan yang tidak dapat saya sebutkan
satu per satu.
Penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan
tugas perencanaan ini, untuk itu saran dan kritik yang membangun akan penyusun
terima dengan senang hati. Akhir kata penyusun mengucapkan terima kasih dan
mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam penyusunan laporan ini
terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang dipahami.
Surabaya, Juni 2013
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR GAMBAR ... vi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan ... 3
1.3 Ruang Lingkup ... 4
BAB II TINJ AUAN PUSTAKA 2.1 Karakteristik Limbah Industri ... 6
2.2 Bangunan Pengolahan Air Buangan ... 12
2.2.1. Pengolahan Pendahuluan (Pre Treatment) ... 13
2.2.2. Pengolahan Pertama (Primary Treatment) ... 18
2.2.2.1. Proses Fisik...18
2.2.2.2. Proses Kimia...22
2.2.3. Pengolahan Sekunder (Secondary Tretment) ... .31
2.2.3.1. Proses Biologi Secara Aerobik...31
2.2.3.2. Proses Biologi Secara Anerobik...40
2.2.3.4. Proses Biologi Dengan Bio Film...46
2.2.4. Pengolahan Tersier (Tertiary Treatment) ... 53
2.2.5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment) ... 56
2.3 Persen Removal...60
2.4 Profil Hidrolis………65
BAB III DATA PERENCANAAN 3.1 Data Karakteristik Limbah ... 67
I.1 Latar Belakang
Pembangunan di Negara kita semakin hari semakin pesat. Pesatnya laju
pembangunan ini menimbulkan dampak negatif yang tidak dapat dielakkan
(inevitable) terhadap kualitas lingkungan, antara lain terjadinya degradasi kualitas
air. Dampak suatu kegiatan terhadap keseimbangan lingkungan memang
merupakan suatu hal yang sulit dihilangkan sepenuhnya. Satu – satunya upaya
yang dapat dilakukan adalah meminimumkan pengaruh yang mungkin muncul,
melalui telaah – telaah komprehensif terhadap pengaruh suatu kegiatan, dengan
beberapa parameter kualitas lingkungan.
Ciri – ciri dan agenda utama pembangunan berkelanjutan terutama
Indonesia tidak lain adalah berupaya untuk mensinkronkan, mengintegrasikan,
dan memberi bobot yang sama bagi tiga aspek utama pembangunan yaitu aspek
ekonomi, aspek sosial budaya, dan aspek lingkungan hidup. Pembangunan aspek
ekonomi, aspek sosial budaya, dan aspek lingkungan hidup harus dipandang
sebagai keterkaitan erat satu sama lain, sehingga unsur – unsur dari kesatuan yang
saling terikat ini tidak boleh dipisahkan atau dipertentangkan satu dengan lainnya.
Salah satu masalah utama dalam lingkungan meliputi kuantitas air yang
sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air
untuk kebutuhan makhluk hidup yang semakin menurun. Kegiatan industri
penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan
bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh
karena itu diperlukan pengelolaan dan pengolahan sumber daya air secara
seksama.
Selain menghasilkan produk, Industri Tekstil juga menghasilkan suatu
buangan yang umumnya limbah cair. Bahan-bahan tersebut tidak dapat dibuang
begitu saja tanpa melalui proses pengolahan, karena dapat menyebabkan
ketidakseimbangan lingkungan. Industri Tekstil merupakan industri yang
memproduksi jenis-jenis tekstil katun, tekstil wol dan tekstil sintetis. Produk –
produk tekstil tersebut juga menghasilkan limbah seperti warna dan kekeruhan
yang disebabkan adanya lemak dan minyak, selain itu juga mengandung
kandungan pH, phenol, sulfida dan kandungan logam seperti krom (Cr) yang
tinggi serta kandungan organic yang tinggi.
Pengelolaan limbah cair dalam proses produksi dimaksudkan untuk
meminimalkan (minimisasi) limbah yang terjadi, volume limbah minimal dengan
konsentrasi dan toksisitas yang juga minimal. Sedangkan pengelolaan limbah cair
setelah proses produksi dimaksudkan untuk menghilangkan atau menurunkan
kadar bahan pencemar yang terkandung didalamnya hingga limbah cair
memenuhi syarat untuk dapat dibuang (memenuhi baku mutu yang ditetapkan).
Dengan demikian dalam pengelolaan limbah cair untuk mendapatkan hasil yang
efektif dan efisien perlu dilakukan langkah-langkah pengelolaan yang
(waste minimization), pengolahan limbah (waste treatment), hingga pembuangan
limbah (disposal).
Pada tugas “ Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan” ini proses
pengolahan terutama dilakukan terhadap bahan buangan yang bersifat cair ( air
buangan ) yang berasal dari Industri Tekstil. Sebagai konsekuensi logis perlu
diadakan suatu penanganan, pengolahan maupun pengelolaan secara khusus agar
air buangan tidak mencemari lingkungan, terutama badan air penerima yang tidak
hanya berfungsi menampung hasil olahan air buangan, tetapi juga dimanfaatkan
sebagai sumber penyediaan air untuk konsumsi air bersih di sepanjang aliran
sungai.
I.2. Maksud Dan Tujuan
I.2.1 Maksud
Maksud yang ingin dicapai dari tugas perencanaan ini adalah :
1. Menentukan dan merencanakan jenis pengolahan air buangan yang sesuai
berdasarkan pertimbangan karakteristik air buangan dan hal – hal yang
terkait di dalamnya termasuk layout serta pengoperasiannya.
2. Merancang diagram alir proses pengolahan, diharapkan dari keseluruhan
bangunan, terjadi keterkaitan untuk memperoleh suatu kualitas air
buangan yang sesuai standart baku mutu yang berlaku.
I.2.2. Tujuan
Tujuan dari pengolahan air buangan adalah untuk mengurangi bahan
Karena itu perlu dibangun pengolahan air buangan supaya air buangan dapat
dibuang ke badan air penerima sesuai dengan standart baku mutu (Keputusan
Gubernur Jawa Timur no. 45 tahun 2002 tentang baku mutu limbah cair bagi
industri/ kegiatan usaha lainnya di Jawa Timur) yang diijinkan.
I.3 Ruang Lingkup
Ruang lingkup dari tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan
Industri Tekstil ini meliputi :
1. Data Karakteristik dan Standart Baku Mutu Limbah Industri
2. Diagram Alir Bangunan Pengolahan Limbah
3. Spesifikasi Bangunan Pengolahan Limbah
4. Perhitungan Bangunanan Pengolahan Limbah
5. Gambar Bangunan Pengolahan Limbah
6. Profil Hidrolis
7. Bangunan Pengolahan Limbah :
7.3.1. Activated Sludge
7.3.2. Bak Pengendap II
7.4.Tertiary Treatment
7.4.1. Ion Exchange
7.5.Sludge Treatment
7.5.1. Sludge Thickener
7.5.2. Sludge Digester
II.1. Karakteristik Limbah
Setiap industri mempunyai karakteristik yang berbeda, sesuai dengan
produk yang dihasilkan. Demikian pula dengan industri tekstil mempunyai
karakteristik limbah industri tekstil yang berbeda, menurut Keputusan Gubernur
Jawa Timur No. 45 Tahun 2002 limbah cair industri tekstil mempunyai
karakteristik dan baku mutu antara lain :
a. BOD ( Biologycal Oxygen Demand )
BOD ( Biologycal Oxygen Demand ) adalah jumlah oksigen yang
digunakan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi zat – zat organic
pada kondisi standar.
Kandungan BOD5 air buangan Industri Tekstil ini adalah 300
mg/l, sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan BOD5 yang
diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 50 mg/l.
( Sakti A. Siregar, 2005 “Instalasi Pengolahan Air Limbah”, Kanisius,
Yogyakarta, hal 106 )
b. COD ( Chemical Oxygen Demand )
Kandungan COD air buangan Tekstil ini adalah 700 mg/l,
sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan COD yang
COD ( Chemical Oxygen Demand ) adalah banyaknya oksigen
yang dibutuhkan dalam kondisi khusus untuk menguraikan benda organic
dengan menggunakan oksidator kimia yang kuat ( potassium dikromat ).
( Syed R. Qasim, 1985, “Wastewater Treatment plant”, CBS College
Publishing, hal 39 )
c. Minyak dan Lemak
Kandungan Minyak dan Lemak air buangan Industri Pengilangan
Minyak Bumi ini adalah 50 mg/l, sedangkan baku mutu yang mengatur
besar kandungan Minyak dan Lemak yang diperbolehkan dibuang ke
lingkungan adalah sebesar 20 mg/l.
1.) Minyak
Minyak adalah istilah umum untuk semua cairan organik yang
tidak larut/bercampur dalam air. Dalam arti sempit, kata 'minyak' biasanya
mengacu ke minyak bumi (petroleum) atau bahkan produk olahannya:
minyak tanah (kerosene). Namun demikian, kata ini sebenarnya berlaku
luas, baik untuk minyak sebagai bagian dari diet makanan (misalnya
minyak goreng), sebagai bahan bakar (misalnya minyak tanah), sebagai
pelumas (misalnya minyak rem), sebagai medium pemindahan energi,
maupun sebagai wangi-wangian (misalnya minyak nilam).
2.) Lemak
Lemak atau Lipid tidak sama dengan minyak. Orang menyebut lemak
secara khusus bagi minyak nabati atau hewani yang berwujud padat pada
suhu ruang. Lemak juga biasanya disebutkan kepada berbagai minyak
yang dihasilkan oleh hewan, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair.
( www.wikipedia.org )
d. Sulfida ( H2S )
Kandungan H2S air buangan Industri Tekstil ini adalah 1,5 mg/l,
sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan H2S yang
diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 0,3 mg/l.
Hidrogen sulfida, H2S, adalah gas yang tidak berwarna, beracun,
mudah terbakar dan berbau seperti telur busuk. Gas ini dapat timbul dari
aktifitas biologis ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan
tanpa oksigen (aktifitas anaerobik), seperti di rawa, dan saluran
pembuangan kotoran. Gas ini juga muncul pada gas yang timbul dari
aktivitas gunung berapi dan gas alam.
Hidrogen sulfida juga dikenal dengan nama sulfana, sulfur hidrida, gas
asam (sour gas), sulfurated hydrogen, asam hidrosulfurik, dan gas limbah
(sewer gas). IUPAC menerima penamaan "hidrogen sulfida" dan
"sulfana"; kata terakhir digunakan lebih eksklusif ketika menamakan
Gambar 2.1. Struktur Kimia H2S
( www.wikipedia.org )
e. Phenol
Kandungan Phenol air buangan Industri Tekstil ini adalah 5 mg/l,
sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan Phenol yang
diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 1 mg/l.
Senyawa fenol merupakan senyawa aromatik dengan satu atau
beberapa gugus hidroksil yang terikat secara langsung pada cincin
benzene. Senyawa ini mudah mengalami oksidasi. Kadar alami senyawa
fenol diperairan sangat kecil. Keberadaan fenol di perairan mengakibatkan
perubahan sifat organoleptik air, pada kadar yang melebihi baku mutu
fenol bersifat toksik bagi ikan.
( Anggota IKAPI, 2003, “Telaah Kualitas Air”, Kanisius, Yogyakarta, hal
207 )
Gambar 2.2. Struktur Kimia Phenol
f. NH3-N ( Ammonia Total )
Kandungan Ammonia air buangan Industri Tekstil ini adalah 10
mg/l, sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan Ammonia
yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 8 mg/l.
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya
senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau
amonia).
Walaupun amonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan
nutrisi di bumi, amonia sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak
kesehatan.
( www.wikipedia.org )
Gambar 2.3. Struktur Kimia Ammonia
( www.wikipedia.org )
g. pH
Nilai pH air buangan Industri Tektil ini adalah 10, sedangkan baku
mutu yang mengatur besar nilai pH yang diperbolehkan dibuang ke
lingkungan adalah sebesar 6 - 9.
pH adalah derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat
keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Yang
dimaksudkan "keasaman" di sini adalah konsentrasi ion hidrogen (H+)
Nilai pH berkisar dari 0 hingga 14. Suatu larutan dikatakan netral
apabila memiliki nilai pH=7. Nilai pH>7 menunjukkan larutan memiliki
sifat basa, sedangkan nilai pH<7 menunjukan keasaman.
Nama pH berasal dari potential of hydrogen. Secara matematis, pH
didefinisikan dengan
pH = − log10[H + ]
Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas
lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila
keasamannya rendah.
Selain mengunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat
diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit /
konduktivitas suatu larutan.
( www.wikipedia.org )
h. TSS ( Total Suspended Solid )
TSS ( Total Suspended Solid ) dalam air limbah seperti pasir, liat,
dan bahan organic. TSS jika dibuang ke badan air akan meningkatkan
kekeruhan dalam air dan jika berada didasar perairan akan mengganggu
proses perkembangbiakan hewan – hewan air. Standart Baku Mutu TSS
yang diijinkan adalah 50 mg/lt. TSS yang dihasilkan pada Industri Tekstil
ini adalah sebesar 1000 mg/l.
( Syed R. Qasim, 1985, “Wastewater Treatment plant”, CBS College
i. Krom (Cr)
Besar kandungan Krom (Cr) air buangan Industri tekstil ini adalah
6 mg/l sedangkan baku mutu yang mengatur besar kandungan Krom (Cr)
yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah sebesar 1 mg/l.
Krom (Cr) merupakan salah satu unsur logam yang dapat
digunakan sebagai pewarna tekstil. Bila digunakan pewarna yang
mengandung logam seperti krom, mungkin diperlukan reduksi kimia dan
pengendapan dalam pengolahan limbahnya.
(sumber : Clifton Potter, M.Soeparwadi, Aulia Gani, “Enviromental
II.2. Bangunan Pengolahan Air Buangan
Bangunan Pengolahan Air Buangan mempunyai kelompok tingkat
pengolahan, pengolahan air buangan dibedakan atas:
II.2.1. Pr e Treatment (Pengolahan Pendahuluan)
Proses pengolahan yang dilakukan untuk membersihkan dan
menghilangkan sampah terapung dari pasir agar mempercepat proses pengolahan
selanjutnya. Unit proses pengolahannya meliputi, antara lain:
a) Screening
Screening biasanya terdiri-dari batang pararel, kawat atau grating,
perforated plate dan umumnya memiliki bukaan yang berbentuk bulat atau persegi
empat.
Secara umum peralatan screen terbagi menjadi dua tipe yaitu screen kasar
dan screen halus.
Dan cara pembersihannya ada dua cara yaitu secara manual dan mekanis.
Perbedaan screen kasar dan halus adalah pada jauh dekatnya jarak antar bar
screen.
Prinsip yang digunakan bahan padat kasar dihilangkan dengan sederet
bahan baja yang diletakan dan dipasang melintang arah aliran.
Screen berfungsi untuk :
1. Menyaring benda padat dan kasar yang ikut terbawa atau hanyut dalam air
buangan supaya benda-benda tersebut tidak menggangu aliran idalam
2. Mencegah timbulnya kerusakan dan penyumbatan dalam saluran
pembawa.
3. Melindungi peralatan seperti pompa, valve dan peralatan lainnya.
Gambar 2.4. Screening (Metcalf&Eddy,317)
b) Comminutor
Yaitu mesin penghalus/pemarut, berfungsi untuk menghancurkan padatan
kasar yang lolos dari screening, sehingga padatan tersebut mempunyai ukuran
kecil dan seragam serta tidak mengganggu instalasi dan proses selanjutnya.
Comminutor terdiri dari tabung berongga, terbuat dari besi tuang yang berputar
secara kontinyu pada sumbu vertikalnya dengan/sumber tenaga dari motor listrik.
Tabung ini merupakan suatu saringan yang mempunyai gigi-gigi pemotong yang
Bahan-bahan padat yang tertahan dimuka tabung yang bergerak oleh aliran
air buangan akan dibawa oleh tabung ke sisi stasioner, dimana padatan dihaluskan
dengan kerjasama antara batang pemotong dan gigi pemotong.
Comminutor dipasang khusus dalam ruangan yang terbuat dari beton, tepat
dibawah comminutor terdapat saluran yang menghubungkan saluran di hulu dan
di hilir.
Pemeliharaan rutin comminutor hanya terbatas pada pelumasan dan
penggantian gigi pemotong.
(a)
(b)
c) Sumur Pengumpul dan Pompa
Sumur pengumpul merupakan unit penyeimbang, sehingga debit dan
kualitas limbah yang masuk ke instalasi dalam keadaan konstan. Fungsi Pompa
adalah sebagai alat pemindahan fluida melalui saluran terbuka / tertutup di
dasarkan dengan adanya peningkatkan energi mekanika fluida. Tambahan energi
ini akan meningkatkan kecepatan dan tekanan fluida. Pemompaan digunakan
untuk mengalirkan limbah ke unit pengolahan selanjutnya.
Tabel 2.1. Klasifikasi Pompa
KlasifikasiUtama Type Pompa Kegunaan Pompa
Kinetik Centrifugal - Air limbah sebelum diolah
- Penggunaan lumpur kedua
- Pembuangan effluent
Peripheral - Limbah logam, pasir lumpur,
air limbah kasar
Rotor - Minyak, pembuangan gas
permasalahan zat-zat kimia
pengaliran lambat untuk air
Saluran Pembawa Screw Pump
Pipa inlet
KlasifikasiUtama Type Pompa Kegunaan Pompa
Posite
Displacement
SCREW
- Pasir, pengolahan lumpur
pertama dan kedua
- Pengolahan lumpur pertama
dan kedua (permasalahan
kimia)
Air Lift - Pasir, sirkulasi dan
pembuangan lumpur kedua
Pneumatic
Ejektor
- Instalasi pengolahan air
limbah skala kecil
II.2.2. Pr imary Tr eatment (Pengolahan Pertama)
Proses Fisik dengan unit pengolahan meliputi:
a) Grit Chamber
Fungsinya adalah untuk mengendapkan grit atau padatan tersuspensi yang
berdiameter > 0,2 mm, seperti pasir, pecahan logam atau kaca dan butiran kasar
lainnya. Kecepatan horisontal pada grit chamber harus konstan. Penghilangan grit
dimaksudkan agar tidak terjadi penyumbatan di dalam pipa akibat adanya endapan
kasar didalam saluran. Outlet ini dapat berupa propotional weir atau phrshall
flume. Pengendapan yang terjadi pada proses ini adalah secara gravitasi.
Ada dua jenis grit chambers :
1. Horizontal Flow Grit Chamber
Debit yang melalui saluran ini mempunyai arah horizontal dan
kecepatan aliran dikontrol oleh dimensi dan unit yang digunakan atau
Gambar 2.7. Horizontal Flow Grit Chamber (Rich,102)
2. Aerated Grit Chamber
Saluran ini merupakan bak aerasi dengan aliran spiral dimana
kecepatan melingkar dikontrol oleh dimensi dan jumlah udara yang
disuplai.
(a) (b)
Gambar 2.8. Aerated Grit Chamber dengan Aliran Spiral. (a) Denah, (b) Tampak
b) Bak Equalisasi
Berfungsi untuk mengendapkan butiran kasar dan merupakan unit
penyeimbang, sehinggga debit dan kualits air buangan yang masuk ke instalasi
pengolahan dalam keadaan seimbang dan tidak berfluktuasi.
Gambar 2.9. Bak Equalisasi (Reynold,158)
c) Flotasi
Berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel suspensi, seperti minyak,
lemak dan bahan-bahan apung lainnya yang terdapat dalam air limbah dengan
mekanisme pengapungan.
Berdasarkan mekanismenya pemisahannya :
1. Bisa berlangsung secara fisik, yaitu tanpa penggunaan bahan untuk
membantu percepatan flotasi, hal ini bisa terjadi karena partikel-partikel
suspensi yang terdapat dalam air limbah akan mengalami tekanan ke atas
sehingga mengapung di permukaan karena berat jenisnya lebih rendah
dibanding berat jenis air limbah.
2. Bisa dilakukan dengan penambahan bahan, yaitu : Udara atau bahan
polimer yang diinjeksikan ke dalam cairan pembawanya, yang dapat
Untuk keperluan flotasi, udara yang diinjeksikan jumlahnya relatif sedikit
(±0,2 m3 udara) untuk setiap m3 air limbah. Semakin kecil ukuran gelembung
udara maka proses flotasi akan semakin sempurna.
Gambar 2.10. Bak Flotasi (Rich,.115)
d) Bak Pengendap I
Effisiensi removal dari bak pengendap pertama ini tergantung dari
kedalaman bak dan dipengaruhi oleh luas permukaan serta waktu detensi.
Berfungsi untuk memisahkan padatan tersuspensi dan terlarut dari cairan dengan
menggunakan sistem gravitasi dengan syarat kecepatan horizontal partikel tidak
Gambar 2.11. Bak Pengendap Rectangular. (a) Denah, (b) Potongan
( Tom D. Reynold,249 )
II.2.2.2. Proses Kimia
Proses Kimia dengan unit pengolahan meliputi:
a) Netralisasi
Air buangan industri dapat bersifat asam atau basa/alkali, maka sebelum
diteruskan ke badan air penerima atau ke unit pengolahan secara biologis dapat
optimal. Pada sistem biologis ini perlu diusahakan supaya pH berbeda diantara
Sebenarnya pada proses biologis tersebut kemungkinan akan terjadi
netralisasi sendiri dan adanya suatu kapasitas buffer yang terjadi karena ada
produk CO2 dan bereaksi dengan kaustik dan bahan asam.
Larutan dikatakan asam bila : H+ > H- dan pH < 7
Larutan dikatakan netral bila : H+ = H- dan pH = 7
Larutan dikatakan basa bila : H+ < H- dan pH > 7
Ada beberapa cara menetralisasi kelebihan asam dan basa dalam limbah
cair, seperti :
a. Pencampuran limbah.
b. Melewatkan limbah asam melalui tumpukan batu kapur.
c. Pencampuran limbah asam dengan Slurry kapur.
d. Penambahan sejumlah NaOH, Na2CO3 atau NH4OH ke limbah asam.
e. Penambahan asam kuat (H2SO4,HCl) dalam limbah basa.
f. Penambahan CO2 bertekanan dalam limbah basa.
Gambar 2.12.
Bak Netralisasi
(Eckenfelder,79)
b) Koagulasi – Flokulasi
Koagulasi dan Flokulasi adalah proses pembentukan flok dengan
penambahan pereaksi kimia ke dalam air baku atau air limbah supaya menyatu
dengan partikel tersuspensi sehingga terbentuk flok yang nantinya mengendap.
Koagulasi adalah proses pengadukan cepat dengan penambahan koagulan, hasil
yang didapat dari proses ini adalah destabilisasi koloid dan suspended solid,
proses ini adalah awal pembetukan partikel yang stabil. Flokulasi adalah
pengadukan lambat untuk membuat kumpulan partikel yang sudah stabil hasil.
Koagulasi berkumpul dan mengendap.
Jenis-jenis koagulan yang sering digunakan adalah:
1. Koagulan Alumunium Sulfat - Al2(SO4)3
Alumunium sulfat dapat digunakan sebagai koagulan dalam pengolahan
air buangan. Koagulan ini membutukkan kehadiran alkalinitas dalam air untuk
membentuk flok. Dalam reaksi koagulasi, flok alum dituliskan sebagai
Al(OH)3. Mekanisme koagulasi ditentulkan oleh Ph, konsentrasi koagulan dan
konsentrasi koloid. Koagulan dapat menurunkan pH dan alkalinitas karbonat.
Rentang pH agar koagulasi dapat berjalan dengan baik antara 6-8.
Persamaan Reaksi sederhana terbentuknya flok
Al2(SO)3 + 14H2O + 3Ca(HCO)3 → 2Al(OH)3↓ + 3CaSO4 + 14H2O + 6CO2
Jika Koagulan bereaksi dengan Kalsium Hidroksida, persamaan
reaksinya adalah :
Perbedaannya dengan Ferro Sulfat adalah nilai ekivalensinya. Kalau Ferro
Persamaan Reaksinya adalah
Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH) 3↓ + 3CaSO 4 + 6CO2
(Reynold,176)
4. Koagulan Ferri Clorida
Persamaan reaksi dari Ferri Clorida dengan Bikarbonat yang bersifat alkali
dari Ferri Hidroksida
2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH) 3↓ + 3CaSO 4 +6CO2
Atau 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH) 3↓ + 3CaCl 2
(Reynold,176)
Pada tahap Koagulasi, pengaduk yang digunakan biasa isebut Impellerr.
Sedangkan jenis – jenis impeller ada 3, yaitu:
1. Turbine Impeller
Diameter impeller jenis ini biasanya 30-50% dari diameter atau lebar
bak koagulasi. Kecepatan putarannya 10-150 rpm.
2. Paddle Impeller
Diameter impeller jenis ini biasanya 50-80% dari diameter atau lebar
bak koagulasi, dan lebar paddle biasanya 1/6–1/10 dari diameternya.
Kecepatan putarannya 20-150 rpm.
Gambar 2.15. Type – type Paddle Impeller (Reynold,186)
3. Propeller Impeller
Diameter impeller jenis ini biasanya 1 atau 2 – 18 inchi. Kecepatan
putarannya 400-1750 rpm.
Jenis-jenis flokulasi, yaitu:
1. Flokulasi mekanis
Hampir sama dengan Koagulasi menggunakan impeller sebagai
pengaduk. Hanya saja alirannya lambat atau turbulen.
Gambar 2.17. Flokulasi Mekanis. (a) Dengan Paddle, (b) Dengan Turbine, (c)
Dengan Propeller (Rich, 69)
2. Flokulasi hidrolis
Flokulasi dengan gravitasi, ciri – ciri Flokulasi Hidrolis :
a. Tidak peka terhadap perubahan kualitas air
b. Hidrolis dan parameter menyebabkan fungsi flokulasi
menjadi lambat dan tidak bisa menyesuaikan
c. Kehilangan tekanan relative besar
Macam – macam Flokulasi Hidrolis :
1. Baffle channel flocculator
Gambar 2.18. Horizontal
Flow Baffle Channel
(Sculzt&Okun, 109)
Gambar 2.19. Vertical
Flow Baffle Channel
(Sculzt&Okun, 110)
2. Gravel bed flocculator
3. Hidrolic jet flokulator
Gambar 2.21. Hidraulic Jet Floclator (Sculzt&Okun, 117)
3. Flokulasi pneumatis
Flokulasi Pneumatis adalah dengan injeksi udara dari compressor
II.2.3. Secondar y Treatment (Pengolahan Sekunder)
Pengolahan sekunder akan memisahkan koloidal dan komponen organik
terlarut dengan proses biologis. Proses pengolahan biologis ini dilakukan secara
aerobik maupun anaerobik dengan efisiensi reduksi BOD antara 60 - 90 % serta
40 - 90 % TSS. (Qasim,52)
II.2.3.1. Proses Biologi secara Aerobik
Unit proses pengolahannya antara lain:
a) Activated Sludge
Untuk mengubah buangan organik, menjadi bentuk anorganik yang lebih
stabil dimana bahan organik yang lebih terlarut yang tersisa setelah
prasedimentasi dimetabolisme oleh mikroorganisme menjadi CO2 dan H2O,
sedang fraksi terbesar diubah menjadi bentuk anorganik yang dapat dipisahkan
dari air buangan oleh sedimentasi. Adapun proses didalam activated sludge, yaitu:
1. Kovensional
Pada sistem konvensional terdiri dari tanki aerasi, secondary clarifier dan
recycle sludge. Selama berlangsungnya proses terjadi absorsi, flokulasi dan
oksidasi bahan organic
2. Non Konvensional
a) Step Aeration
- Merupakan type plug flow dengan perbandingan F/M atau subtrat
dan mikroorganisme menurun menuju outlet.
- Inlet air buangan masuk melalui 3 - 4 titik ditanki aerasi dengan
masuk untuk menetralkan rasio subtrat dan mikroorganisme dan
mengurangi tingginya kebutuhan oksigen ditik yang paling awal.
- Keuntungannya mempunyai waktu detensi yang lebih pendek
Gambar 2.23. Step Aerasi (Reynold,.441)
b) Tapered Aeration
Hampir sama dengan step aerasi, tetapi injeksi udara ditik awal lebih
Gambar 2.24. Tapered Aeration (Reynold, hal.430)
b) Contact Stabilization
Pada sistem ini terdapat 2 tanki yaitu :
- Contact tank yang berfungsi untuk mengabsorb bahan organik
untuk memproses lumpur aktif.
- Reaeration tank yang berfungsi untuk mengoksidasi bahan
organik yang mengasorb ( proses stabilasi ).
Gambar 2.25. Contact Stabilization (Reynold,.442)
c) Pure Oxigen
Oksigen murni diinjeksikan ke tanki aerasi dan diresirkulasi.
Keuntungannya adalah mempunyai perbandingan subtrat dan
Gambar 2.26. Pure Oxygen (Reynold, 449)
d) High Rate Aeration
Kondisi ini tercapai dengan meninggikan harga rasio resirkulasi, atau
debit air yang dikembalikan dibesarkan 1 - 5 kali. Dengan cara ini maka
akan diperoleh jumlah mikroorganisme yang lebih besar.
Gambar 2.27. High Rate Aeration
e) Extended Aeration
Pada sistem ini reaktor mempunyai umur lumpur dan time detention
(td) lebih lama, sehingga lumpur yang dibuang atau dihasilkan akan lebih
sedikit. influent
Secondary clarifier
reaktor
Effluent
Sludge return
Gambar 2.28. Extended Aeration (Reynold, 444)
e) Oxydation Ditch
Bentuk oksidation ditch adalah oval dengan aerasi secara mekanis,
kecepatan aliran 0,25 - 0,35 m/s.
Gambar 2.29. Oxydation Ditch (Reynold, 444)
b) Aerobic Lagoon
Aerobik lagoon adalah salah satu bentuk pengolahan biologis yang
sederhana. Kolam stabilisasi secara biologis akan membutuhkan area yang luas
dengan kedalaman yang dangkal. Dengan kolam semacam ini maka kondisi
Kolam stabilisasi secara aerobik mengandung bakteri dan algae dalam
kondisi aerobik disepanjang kedalaman. Ada dua tipe pengolahan aerobik lagoon,
yaitu tipe high rate yaitu dengan memaksimalkan produksi algae, pada kedalaman
lagoon sekitar 15 – 45 cm.
Tipe yang kedua biasanya disebut sebagai oksidation atau stabilisation
lagoon, dengan cara memaksimalkan konsentrasi oksigen yang dihasilkan,
kedalaman lagoon sampai 1,5m. Untuk mencapai hasil terbaik, lagoon diaduk
secara periodik dengan pompa atau surface aeration.
Prinsip pengolahan ini adalah, bahan organik yang terlarut dalam air
dioksidasi oleh bakteri aerobik dan fakultatif dengan menggunakan oksigen yang
dihasilkan oleh algae yang tumbuh disekitar permukaan air. Proses reaksi
fotosintesis dan reaksi yang dilakukan algae dapat ditulis sebagai berikut:
Photosintesis:
CO2 + 2H2O + cahaya matahari → CH2O + O2 + H2O
Respirasi
CH2O + O2→ CO2 + 2H2O
Gambar 2.30. Aerobic Lagoon (Archeivala,hal.178)
c) Aerated Lagoon
Aerated lagoon merupakan pengembangan dari aerobik lagoon yaitu
dengan memasang surface aerator untuk mengatasi bau dan beban organik yang
tinggi. Pada proses aerated lagoon pada prinsipnya sama dengan extended aeration
pada proses lumpur aktif, poerbedaannya terletak pada kedalaman air yang
dangkal dan oksigen diperoleh dari surface aerator atau diffuser aerator. Dalam
Pada sistem ini tanpa dilakukan dan biasanya diikuti dengan kolam
pengendapan yang besar.
Gambar 2.31. Aerated Lagoon (Archeivala,hal.195)
d) Kolam Fakultatif
Kolam fakultatif merupakan kolam dengan kedalaman 1 – 2,5 meter. Pada
kolam ini kedalaman air terbagi menjadi tiga zona yaitu zona aerobik di bagian
atas, zona fakultatif di bagian tengah, dan zona anaerobik di bagian bawah atau
dasar kolam. Proses penurunan BOD atau organik COD terjadi karena adanya
aktivitas reaksi simbiosis antara algae dan bakteri.
Algae yang menempati bagian atas akan melakukan fotosintesis pada siang
hari, sebagai hasilnya produksi oksigen yang cukup tinggi terjadi pada siang hari.
Oksigen terlarut yang dihasilkan akan dimanfaatkan oleh bakteri aerob
untuk proses penguraian zat organik dalam air buangan (sebagai BOD). Pada
juga dimungkinkan terjadinya proses nitrifikasi. CO2 yang dihasilkan oleh bakteri
akan digunakan oleh algae sebagai sumber karbon pada proses fotosintesis.
Pada lapisan kedua jumlah oksigen relatif lebih sedikit. Hal ini disebabkan
berkurangnya algae atau cahaya matahari yang masuk ke lapisan ini. Kondisi yang
ada adalah antara aerobik dan anaerobik.
Pada siang hari mendekati aerobik dan pada malam hari cenderung
anaerobik sehingga disebut sebagai kondisi fakultatif. Bakteri yang berperan
dinamakan bakteri fakultatif.
Pada lapisan di atas dasar kolam terjadi proses anaerobik atau tanpa
adanya oksigen. Zat padat yang mudah mengendap atau mikro organisme yang
mati akan mengendap di dasar kolam. Pada kondisi demikian terjadi dekomposisi
zat organik secara anaerobik dan dihasilkan gas-gas CO2, NH3, H2S, dan CH4.
Proses denitrifikasi juga dimungkinkan terjadi di zona ini.
II.2.3.2. Proses Biologi secara An Aerobik
a) UASB (Up Flow An Aerobic Sludge Blanket)
Pada prinsipnya reaktor UASB terdiri dari lumpur padat yang berbentuk
butiran. Lumpur atau sludge tersebut ditempatkan dalam suatu reaktor yang
didesain dengan aliran ke atas. Air limbah mengalir melalui dasar bak secara
merata dan mengalir secara vertikal, sedangkan butiran sludge akan tetap berada
atau tertahan dalam reaktor.
Karakteristik pengendapan butiran sludge dan karakteristik air limbah
akan menentukan kecepatan upflow yang harus dipelihara dalam reaktor.
Biasanya kecepatan aliran ke atas berada pada rentang 0,5 – 0,3 m/jam. Untuk
mencapai formasi sludge blanket yang memuaskan, pada saat kondisi hidrolik
puncak (debit puncak) kecepatan dapat mencapai antara 2 – 6 m/jam
Gas yang terperangkap dalam butiran sludge sering mendorong sludge
tersebut ke bagian atas reaktor, yang disebabkan oleh berkurangnya densitas
butiran. Untuk itu diperlukan pemisahan butiran sludge di luar reaktor dan
kemudian dikembalikan lagi ke dalam reaktor.
Hal ini dapat dilakukan dengan membuat gas-solid-liquid separator yang
ditempatkan di bagian atas reaktor. Gas yang terbentuk dapat ditampung dalam
separator tersebut dan sludge dikembalikan lagi ke reaktor.
Masalah yang dihadapi pada UASB terutama adalah sludge yang bergerak
naik yang disebabkan oleh turunnya densitas sludge. Disamping itu juga turunnya
aktivitas spesifik butiran. Beragamnya densitas sludge memberikan ketidak
reactor. Tingginya konsentrasi suspended solid dan fatty mineral dalam air limbah
juga merupakan masalah operasi yang serius. Suspended solid dapat
menyebabkan penyumbatan (clogging) atau channeling. Adsorbsi suspended solid
pada sludge juga akan mempengaruhi proses air limbah yang mengandung protein
atau lemak menyebabkan pembentukan busa.
Keuntungan :
- Kebutuhan energi rendah
- Kebutuhan lahan sedikit
- Biogas berguna
- Kebutuhan nutrien sedikit
- Sludge mudah diolah/dikeringkan
- Tidak mengeluarkan bau dan kebisingan
- Mempunyai kemampuan terhadap fluktuasi dan intermitten
load
Gambar 2.33. UASB
Gambar 2.34. (a) Proses di dalam UASB, (b) Reaktor UASB dengan Sedimentasi
dan Recycle Lumpur, (c) Reaktor UASB dengan Media yang menghasilkan
Biofilm. (Metcalf&Eddy,1006)
b) An Aerobic lagoon
Pada anaerobik lagoon kedalaman air dapat mencapai 6 meter. Kondisi
anaerobik dapat dicapai dengan memberikan beban organik yang tinggi sehingga
terjadi deoksigenisasi, adanya lapisan scum (busa) pada permukaan air kolam
berguna untuk mencegah masuknya oksigen dari atmosfer. Pada kondisi ini bahan
organik akan mengalami stabilisasi yang merupakan hasil kerja bakteri anaerobik
thermophilik dengan proses digestion.
Proses pengolahan yang terjadi analog dengan single stage anaerobic
digestion dimana asam organik dibentuk oleh bakteri dengan memecah organik
komplek. Selanjutnya asam yang terbentuk diubah menjadi gas methane, gas
Air baku yang diolah bercampur di bagian bawah, hal ini dicapai dengan
cara melakukan pemasangan pipa inlet di bagian dasar kolam menuju ke tengah
kolam. Pipa inlet dalam keadaan terbenam pada kolam.
Bahan yang mudah mengapung seperti minyak, lemak dan zat padat yang
ringan akan berada di bagian permukaan air dan biasanya menutupi seluruh
permukaan air. Dengan demikian panas yang dihasilkan di seluruh kedalaman
kolam dapat dipertahankan.
Pada tipe ini tidak diperlukan pemanasan, equalisasi, mixing, maupun
sirkulasi lumpur. Keutamaan dari pengolahan jenis adalah mempunyai
kemampuan mengolah dengan beban yang tinggi serta tahan terhadap perubahan
debit dan kualitas air limbah (shock loading). Untuk mencegah terjadinya
perembesan air limbah pada dinding dan dasar kolam dapat dipasang lapisan
kedap air (misal: plastik, clay).
c) Fluidized Bed Reactor
Merupakan reaktor dengan media pasir yang dialiri air limbah dengan
debit tertentu. Pada reaktor ini banyak biomassa menempel pada media yang
berukuran kecil sebagai biofilm. Biomassa yang menyelimuti partikel media
berada pada kondisi terekspansi [bergerak melayang- layang atau terfluidasi
secara vertikal dengan aliran keatas (up flow)]. Besarnya kecepatan partikel
dicapai dengan mengatur besarnya tingkat resirkulasi.
Ukuran dan densitas dari media merupakan penentu dari kestabilan sistem
operasi dan ekonomis tidaknya reator. Dalam reaktor ini tidak ada injeksi oksigen
sehingga reaktor dalam keadaan tertutup.
d) Fixed Bed Reactor
Prinsip operasi dari fixed bed reactor adalh air limbah yang dapat menuju
keatas (up flow) ataupun kebawah (down flow ) melalui suatu kolam yang terisi
media pendukung. Permulaan media tersebut berfungsi untuk menempel mikroba
dan menangkap flok yang tidak bisa menempel. Mikroba yang menempel
bertanggung jawab dalam proses stabilisasi air limbah .Pada saat awal prose perlu
seeding dengan merendam media filter di dalam sptictank.
Suatu saat biofilm akan menempel sehingga terjadi clogging oleh karena
itu perlu di lakukan penggelontoran. Apabila carbon bed sudah jenuh maka carbon
bed akan digantikan dengan yang baru
II.2.3.3. Proses Biologis dengan Bio Film
a) Trickling Filter
Tricling filter menurunkan beban organik yang terdapat dalam air buangan
dengan cara mengalirkannya pada media yang permukaannya diselimuti oleh
lumpur aktif sebagai biological film. Filter yang digunakan batua-batuan, pasir,
granit dan lain-lain dalam berbagai ukuran mulai dari diameter 3/4 in sampai
dengan diameter 2,5 in. Proses yang terjadi adalah proses biologis yang
memerlukan oksigen (aerobik).
Cara kerja Tricling filter :
Air limbah dari pengolahan primer dialirkan masuk melalui pipa yang
berputar diatas suatu lahan dengan media filter, beban organik yang ada dalam
limbah disemprotkan diatas media, dan diuraikan oleh mikroorganisme yang
menempel pada media filter. Bahan organik sebagai substrat yang terlarut dalam
air limbah di absorbsi dalam biofilm antar lapisan berlendir.
Pada lapisan bagian luar biofilm, bahan organik diuraikan oleh
mikroorganisme aerobik. Pertumbuhan mikroorganisme mempertebal lapisan
biofilm, oksigen yang terdifusi dapat dikomsumsi sebelum biofilm mencapai
ketebalan maksimum. Pada saat mencapai ketebalan penuh maka oksigen tidak
dapat mencapai penetrasi secara penuh, sehingga pada bagian dalam atau pada
permukaan media akan berad pada kondisi anaerobik.
Pada saat lapisan biofilm mengalami penambahan ketebalan , dan bahan
organik yang diabsorbsi dapat diuraikan oleh mikroorganisme namun tidak
Dengan kata lain tidak tersedia bahan organik untuk sel karbon pada
bagian permukaan media, sehingga mikroorganisme sekitar permukaan media
mengalami fase endogenous atau kematian. Pada akhirnya mikroorganisme
sebagai biofilm tersebut akan lepas dari media, cairan yang masuk akan ikut
melepas atau mencuci dan mendorong biofilm keluar setelah itu lapisan biofilm
baru akan segera tumbuh. Fenomena lepasnya biofilm dari media tersebut disebut
sloughing dan hal ini fungsi dari beban organik dan beban hidrolik pada trickling
filter tersebut.
Beban hidrolik memberikan kecepatan daya gerus biofilm sedangkan
beban organik memberikan kecepatan daya dalam biofilm. Berdasarkan beban
hidrolik dan organik maka dapat dikelompokan tipe trickling filter low rate dan
high rate.
Trickling filter terdiri dari suatu bak dengan media permeable untuk
pertumbuhan mikroorganisme. Filter media biasanya mempunyai ukuran diameter
25-100 mm, kedalaman filter berkisar 0,9-2,5m (rata-rata 1,8) media filter dapat
mencapai 12 m yang disebut sebagai tower trickling filter.
Air limbah didistribusikan pada bagaian atas dengan satu lengan
distributor yang dapat berputar. Filter juga dilengkapi dengan underdrain untuk
mengumpulkan biofilm yang mati untuk kemudian diendapakan dalam bak
sedimentasi. Bagaian cairan yang keluar biasanya dikembalikan lagi ketrickling
Gambar 2.38. Trikling Filter
b) RBC (Rotating Biological Contr actor)
RBC menurunkan biomassa sebelum diendapkan pada bak pengendap
dengan cara yaitu RBC yang terdiri dari suatu piringan seri berbentuk lingkaran
yang terbuat dari bahan PVC, disusun secara vertikal dengan menghubungkan
satu sama lain dengan satu sumbu, sehingga piringan tersebut dapat berputar.
Sebagian piringan tersebut tercelup dalam air limbah yang diolah dimana akan
tumbuh biofilm dan menempel pada permukaan piringan dalam bentuk lendir.
Pada saat berputar bagian piringan yang tercelup air akan menguraikan zat
organik yang terlarut dalam air, sedangkan pada saat kontak dengan udara,
biomassa akan mengabsorpsi oksigen sehingga tercapai kondisi aerobik dan
Keuntungan RBC :
1) Waktu kontak yang tidak terlalu lama, biasanya ≤ 1 jam karena
luas permukaan besar.
2) Dapat mengolah air limbah pada kisaran kapasitas yang besar,
dari ≤ 1000 gal/hari sampai ≥ 100.000 gal/hari.
3) Tidak diperlukan recycle.
4) Biomassa yang terlepas (sloughing) mudah dipisahkan dari air
yang sudah diolah.
5) Biaya operasi cukup murah karena tidak diperlukan keahlian
khusus untuk operatornya
II.2.3.4. Nitr ifikasi – Denitr ifikasi
a) Nitr ifikasi
Nitrifikasi merupakan proses konvensi nitrogen ammonia menjadi nitrat.
Nitrifikasi menjadi salah satu proses yang sangat penting untuk diperhatikan hal
itu disebabkan karena :
− Air limbah yang banyak mengandung N organic cenderung merangsang
pertumbuhan alga yang pada akhirnya akan menimbulkan eutrophikasi diperairan.
− Adanya nitrifikasi akan menyebabkan turunnya konsentrasi oksigen terlarut
(DO), disebabkan karena pada setiap tahap reaksi dalam nitrifikasi akan
mengkonsumsi DO.
− NH4 juga bersifat tixic terhadap kehidupan air.
− NH4 juga mengkonsumsi dosis klorine yang berakibat naiknya kebutuhan
chlor untuk desinfektan.
Proses konveksi nitrogen ammonia menjadi nitrat melibatkan bakteri
autrotrof. Bakteri ini adalah bakteri yang menggunakan sumber energi dari cahaya
matahari (photoautrotrof).
Maupun dari hasil oksidasi bahan anorganik (chemoautrotrof). Sumber
karbon berasal dari fiksasi karbondioksida. Bakteri autrotrof genus Nitrosomonas
dan Nitrobacter adalah jenis bakteri yang memegang peran peting dalam proses
nitrifikasi. Proses nitrifikasi yang dilaksanakan oleh oraganisme autrotrof dan
berlangsung dalam dua tahap, yaitu :
1. Tahap nitritasi yaitu tahap oksidasi ion ammonia (NH4+) menjadi ion nitrit
2NH4 + 3O2 NITROSOMONAS 2NO2 + 2H2O + 4H+
2. Tahap nitrat yaitu tahap oksidasi ion nitrit menjadi nitrat NO3 dan dilakukan
oleh nitrobacter dengan reaksi :
2NO2- + O2 NITROSOMONAS 2NO2
-Proses nitrifikasi dapat diterapkan pada system Lumpur aktif (CFSTR).
Atau plug flow dengan resirkulasi dan biofilm (trickling filter dan cakram
biologis).
Dalam proses pengolahan Lumpur aktif dapat dilakukan secara terpisah
dalam tangki yang berbeda maupun dalam satu tangki dengan proses kombinasi.
Gambar berikut merupakan jenis pengolahan ammonia dengan nitrifikasi dengan
cara Lumpur aktif :
Gambar 2.40. Nitrifikasi cara lumpur aktif
Penyisihan carbon-nitrifikasi Clarifier
a. single stage combination
Penyisihan C Clarifier nitrifikasi Clarifier
Dasar pemilihan antara system satu dengan satu tangki atau dua tangki
aerasi biasanya dengan memperhatikan perbandingan BOD5/TKN, untuk :
- BOD5/TKN < 3, menggunakan system terpisah (two stage)
- BOD5/TKN > 5, menggunakan satu tangki (single stage)
b) Denitr ifikasi
Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen (N2) secara
biologi pada kondisi anoxic (tanpa oksigen). Bakteri yang bertanggungjawab
dalam proses denitrifikasi adalah jenis heterotrof. Nitrit dan nitrat sebagai aseptor
electron, sedangkan organic karbon sebagai donor electron.
Dalam air buangan rendah, biasanya ditambahkan methanol (CH3OH)
sebagai sumber karbon, sedangkan sumber energi diperoleh dari hasil reaksi
anorganik.
Bakteri yang melakukan proses denitrifikasi meliputi : achromobacter,
Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, F lavobacterium, Laccthobacterium dan
lainnya.
Ada dua tahap konveksi dalam proses denitrifikasi yaitu :
- Tahap nitrat menjadi nitrit
- Tahap nitrit menjadi gas nitrogen
Sehingga keseluruhan proses secara berurutan adalah :
II.2.4. Tertiar y Tr eatment
Pengolahan ini adalah kelanjutan dari pengolahan terdahulu, oleh karena
itu pengolahan jenis ini akan digunakan apabila pada pengolahan pertama dan
kedua, banyak zat tertentu yang masih berbahaya bagi masyarakat umum.
Pengolahan ketiga ini merupakan pengolahan secara khusus sesuai dengan
kandungan zat yang terbanyak dalam air limbah, biasanya dilaksanakan pada
pabrik yang menghasilkan air limbah khusus diantaranya yang mengandung fenol,
nitrogen, fosfat, bakteri patogen dan lainnya. Unit pengolahan tersier ini terdiri
dari :
a) Carbon Aktif
Pengolahan air limbah dengan menggunakan karbon aktif biasanya
digunakan sebagai proses kelanjutan dari pengolahan secara biologis. Organik
terlarut yang ada dengan cara menyerap partikel yang berada dalam partikel juga
bisa dihilangkan. Selain itu proses ini juga bisa menghilangkan bau, warna, rasa,
bahan organik (fenol), merkuri dan lain-lain.
Gambar 2.41. Karbon Aktif
b) Ion Exchange
Untuk limbah cair yang bahan pencemarnya larut dan membentuk ion
(bahan anorganik), pengolahannya tidak dapat dilakukan dengan cara adsorbsi,
karena ion-ion cenderung menjadi permukaan yang berbatasan dengan absorber,
sehingga cara pengolahan yang dipilih untuk jenis tersebut adalah pertukaran ion
(ion exchange) baik ion positif maupun ion negatif.
Secara garis besar prosesnya serupa dengan adsobsi yaitu dengan
mengkontakkan limbah dengan bahan aktif penukaran ion yang siap memberi ion
H+ atau OH- ke limbah dan menerima ion positif atau ion negatif dari limbah.
Keadaan jenuh juga akan dialami oleh bahan aktif penukar ion, yang pemulihan
keaktifanya dapat dilakukan melalui proses regenerasi. Limbah biasanya
menggunakan proses ion exchange antara lain yang mengandung logam, misalnya
Na2+, Ca2+, Cu, Ni, Cr, Mg2+, Fe, Co.
Gambar 2.42.
c) Secondar y Clar ifier
Fungsinya sama dengan Bak pengendap, tetapi clarifier biasanya di
tempatkan setelah pengolahan kedua (pengolahan Biologis).
II.2.5. Sludge Treatment (Pengolahan Lumpur)
Dari pengolahan air limbah maka hasilnya adalah berupa lumpur yang
perlu diadakan pengolahan secara khusus agar lumpur tersebut tidak mencemari
lingkungan dan dapat dimanfaatkan kembali untuk keperluan kehidupan.
Sludge dalam disposal sludge memiliki masalah yang lebih kompleks. Hal
ini disebabkan karena :
a. Sludge sebagian besar dikomposisi dari bahan-bahan yang responsibel
untuk menimbulkan bau.
b. Bagian sludge yang dihasilkan dari pengolahan biologis dikomposisi
dari bahan organik.
c. Hanya sebagian kecil dari sludge yang mengandung solid (0,25% -
12% solid).
Tujuan utama dari pengolahan lumpur adalah :
- Mereduksi kadar lumpur
- Memanfaatkan lumpur sebagai bahan yang berguna seperti pupuk
dan sebagai penguruk lahan yang sudah aman.
Unit pengolahan lumpur meliputi :
a) Sludge Thickener
Sludge thickener adalah suatu bak yang berfungsi untuk menaikkan
kandungan solid dari lumpur dengan cara mengurangi porsi fraksi cair (air),
sehingga lumpur dapat dipisahkan dari air dan ketebalannya menjadi berkurang
Tipe thickener yang digunakan adalah gravity thickener dan lumpur
berasal dari bak pengendap I dan pengendap II. Pada sistem gravity thickener ini,
lumpur diendapkan di dasar bak sludge thickener.
b) Sludge Digester
Sludge digester berfungsi untuk menstabilkan sludge yang dihasilkan dari
proses lumpur aktif dengan mengkomposisi organik material yang bersifat lebih
stabil berupa anorganik material sehingga lebih aman untuk dibuang.
Gambar 2.45. Sludge Digester
c) Sludge Drying Bed
Sludge drying bed merupakan suatu bak yang dipakai untuk mengeringkan
lumpur hasil pengolahan dari thickener. Bak ini berbentuk persegi panjang yang
terdiri dari lapisan pasir dan kerikil serta pipa drain untuk mengalirkan air dari
lumpur yang dikeringkan. Waktu pengeringan paling cepat 10 hari dengan
II.3. Persen Removal
II. Pr imary Tr eatment
Unit Pengolahan % Removal Sumber
- Netralisasi pH 6,5 – 9 Reynold/Richard, Unit
Unit Pengolahan % Removal Sumber
III. Secondar y Tr eatment
III.1. Aer ob
1. Konvensional 85 – 95 % BOD Reynold/Richard, Unit
Operations & Processes
- Contact Stabilization 80– 90 % BOD
- Pure Oxygen 85 – 95 % BOD
- High Rate Aeration 75 – 90 % BOD
Unit Pengolahan % Removal Sumber
- Oxydation Ditch 75 – 95 % BOD Reynold/Richard, Unit
Operations & Processes
c. Fluidized Bed Reactor > 90 % COD Metcalf & Eddy, WWET
Disposal, and Reuse 4th
Unit Pengolahan % Removal Sumber
Operations & Processes
in Env.Engineering, 2nd
edition, hal 527
b. RBC s.d. 90 % BOD Metcalf & Eddy, WWET
Disposal, and Reuse 4th
II.4. Profil Hidr olis
Hal – hal yang perlu diperhatikanb sebelum membuat Profil Hidrolis,
antara lain:
1. Kehilangan tekanan pada bangunan pengolahan
Untuk membuat profil hidrolis perlu perhitungan kehilangan tekanan pada
bangunan. Kehilangan tekanan akan mempengaruhi ketinggian muka air di
dalam bangunan pengolahan. Kehilangan tekanan pada bangunan pengolahan
ada beberapa macam, yaitu:
a. Kehilangan tekanan pada saluran terbuka
b. Kehilangan tekanan pada bak
c. Kehilangan tekanan pada pintu
d. Kehilangan tekanan pada weir, sekat, ambang dan sebagainya
harus di hitung secara khusus.
2. Kehilangan tekanan pada perpipaan dan assesoris
a. Kehilangan tekanan pada perpipaan
b. Kehilangan tekanan pada assesoris
c. Kehilangan tekanan pada pompa
d. Kehilangan tekanan pada alat pengukur flok
3. Tinggi muka air
Kesalahan dalam perhitungan tinggi muka air dapat terjadi kesalahan
dalam menentukan elevasi ( ketinggian ) bangunan pengolahan, dalam
pelaksanaan pembangunan sehingga akan dapat mempengaruhi pada proses
Kehilangan tekanan bangunan (saluran terbuka dan tertutup) tinggi
terjunan yang direncanakan ( jika ada ) akan berpengaruh pada perhitungan
tinggi muka air. Perhitungan dapat dilakukan dengan cara :
1. Menentukan tinggi muka air bangunan pengolahan yang paling
akhir.
2. Tambahkan kehilangan tekanan antara clear well dengan bagunan
sebelumnya pada ketinggian muka air di clear well.
3. Didapat tinggi muka air bangunan sebelum clear well demikian
seterusnya sampai bangunan yang pertama sesudah intake.
4. Jika tinggi muka air bangunan sesudah intake ini lebih tinggi dari
tinggi muka air sumber maka diperlukan pompa di intake untuk
III.1. DATA KARAKTERISTIK
Sumber air buangan dari Industri Tekstil ini mempunyai debit ( Q ) =
45000 m3 / hari. Sedangkan data kualitas air buangan yang dikeluarkan oleh
industri tercantum pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Parameter air buangan Industri Tekstil yang har us diolah
No. Parameter Kadar ( mg / liter )
1. BOD5 1500
2. COD 2000
3. TSS 1800
4. Minyak dan Lemak 8
5. pH 8
III.2. STANDART BAKU MUTU
Standart baku mutu limbah cair untuk limbah Industri Tekstil yang
selanjutnya dikelola sesuai standart effluent tercantum pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2. Baku Mutu Limbah Cair untuk Industr i Tektil.
PARAMETER
Minyak dan Lemak 3,6 SNI 06-6989.10-2004
Sulfida (H2S) 0,3
Phenol Total 1 SNI 06-6989.21-2005
Cr. total 1
pH 6 – 9 SNI 06-6989.11-2004
III.3. DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN LIMBAH
Berdasarkan dari data kualitas air buangan yang akan diolah dan kualitas
air buangan sesuai dengan baku mutu, maka alternatif pengolahan limbah yang
dipilih untuk rangkaian proses pengolahan dengan diagram alir pada Gambar 3.1.
sebagai berikut :
Gambar 3.1. Diagram Alir Pengolahan Limbah Industri Tekstil
IV.1. Neraca Massa
IV.1.1. Karakteristik Limbah Industri Pabrik Tekstil
Debit ( Q ) = 45000 m3/hr
BOD5 = 1500 mg/L
COD = 2000 mg/L
TSS = 1800 mg/L
Minyak dan Lemak = 8 mg/L
Cr total = 5 mg/L
pH = 8
IV.1.2. Standar Baku Mutu Industri Pabr ik Tekstil
BOD5 = 50 mg/L
COD = 150 mg/L
TSS = 50 mg/L
Minyak dan Lemak = 3,6 mg/L
Cr total = 1 mg/L
IV.1.3. Neraca Massa per Bangunan
1. Saluran Pembawa dan Screen
Penyisihan: SS = 20% - 35% = Asumsi 35%
2. Bak Penampung dan Grit Chamber
Penyisihan: Grit = ≤ 100 % (Reynold 2nd edition, hal 152) SCREEN
S. Pembawa B. Penampung
Grit Chamber B. Penampung
N0 Parameter
Input (mg/L)
Removal Output Baku
Mutu
1 BOD 1500 - 1500 50
2 COD 2000 - 2000 150
3 TSS 1170 - 1170 50
4 Minyak dan Lemak 1,2 - 1,2 3,6
5 Cr total 5 4,5 0,5 1
6 pH 8 - 8 6 - 9
6. Bak Pengendap I.
Penyisihan : TSS 50 % - 70 % = asumsi 70 %
BOD 25 % - 40 % = asumsi 40 %
COD 25 % - 40 % = asumsi 40 %
N0 Parameter
Input (mg/L)
Removal Output Baku
Mutu
1 BOD 1500 1050 450 50
2 COD 2000 800 1200 150
3 TSS 1170 468 702 50
4 Minyak dan Lemak 1,2 - 1,2 3,6
5 Cr total 0,5 - 0,5 1
6 pH 8 - 8 6 - 9
7. Activated Sludge
Penyisihan : BOD 80% - 99% = Asumsi 99%
COD 50% - 95% = Asumsi 95%
TSS 60% - 85% = Asumsi 85%
N0 Parameter
Input (mg/L)
Removal Output Baku
Mutu
1 BOD 4.8 - 4.8 50
2 COD 60 - 60 150
3 TSS 35.1 - 35.1 50
4 Minyak dan Lemak 1,2 - 1,2 3,6
5 Cr total 0,5 - 0,5 1
IV. 2 Spesifikasi Per encanaan
1. Saluran Pembawa dan Screen
1) Saluran pembawa berbentuk saluran terbuka
2) Panjang (L) = 2 m
5) Pompa yang digunakan : Merk NK 250-300, 50 Hz ISO 2548 Class
C diameter inlet dan outlet nya 265 mm. Satu bak penampung
menggunakan 3 pompa + 3 pompa cadangan.
6) Diameter (ø) pipa penguras = 0.3 m
Digunakan enam tangki ion exchange
1) Volume resin = 1.8 x 10-5 m3
2) Kedalaman = 0.76 m
3) Diameter = 0.76
4) NaOH yang dibutuhkan = 0.014
5) Volume tangki regenerant = 1.25 x 10-4
5. Bak Pengendap I
Zona Inlet
2) Pipa inlet Ø 0.97
1) Menggunakan V-notch 90˚ berjumlah 273 buah dengan lebar 20
cm
2) Diameter pipa outlet 1.0 m
3) Lebar bak 3 m
1) Digunakan 6 bak Complete Mix Activated Sludge
3) Lebar bak aerasi (L) = 15,7 m
1) Bentuk saluran tertutup/ pipa Ø 0.1 m
2) Ø inlet wall = 2 m
1) Menggunakan V-notch 90˚ berjumlah 40 buah dengan lebar 0.4 m
3) Lebar zona outlet = 0.4
5) Pompa yang digunakan : Merk Grundfos AP 100. 100; 50 Hz, ISO
2548 Annex B diameter inlet dan outlet nya 100 mm. Satu Sludge
collector menggunakan 1 pompa untuk dialirkan ke 2 bak Sludge
Jarak minimum antara floating cover dan level digester = 0.6 m
3) Diameter Digester = 13.7 m
5) Digestion periode saat rata-rata = 2.9 hr
6) Digestion periode ekstreme rendah = 3.6 hr
7) Digestion periode ekstreme tinggi = 2.5 hr
8) Diameter pipa sludge = 23 cm
10. Sludge Dry Bed
1) Tebal Pasir = 40 m
2) Tebal Kerikil = 60 m
3) Tebal Cake = 60 m
4) Jumlah Bed = 1 bed
5) Panjang = 13.3 m
6) Lebar = 6.65 m
7) Tinggi = 0.852 m
V.1 Kesimpulan
1. Bangunan Pengolahan limbah Industri Tekstil ini menggunakan bangunan
pengolahan yaitu : Saluran Pembawa, Screen, Bak Penampung, Grit
Chamber, Flotasi, Ion Exchange, Bak Pengendap 1, Activated Sludge, dan
Clarifier.
2. Pengolahan lumpur sisa pengolahan dengan Sludge Drying Bed
3. Dari diagram alir bangunan yang dibuat, beberapa parameter dalam limbah
Industri Tekstil dapat diturunkan hingga memenuhi standart baku mutu
yang ada.
V.2 Sar an
1. Dalam perencanaan bangunan pengolahan air buangan seharusnya
memperhatikan Karakteristik air limbah dan besar Debit air yang akan
diolah sehingga bangunan yang akan dibuat mampu menurunkan
pencemar secara optimal.
2. Luas Area untuk yang tersedia untuk IPAL juga harus diperhatikan
sehinggan luas lahan mencukupi untuk pembangunan IPAL yang sudah
direncanakan.
3. Selain itu analisa Ekonomi juga perlu diperhatikan agar bisa
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2005. www.wikipediaindonesia.org
Anonim. 2002. Keputusan Gubernur Jawa Timur no. 45 Tahun tentang ”baku
mutu limbah cair bagi industri/ kegiatan usaha lainnya di Jawa Timur”
Archeivala, S.J . 2000. “Wastewater Treatment for Pollution Control”. 2th
Edition. McGraw-Hill, Inc. New York.
Brown, C.J . “Ion Exchange”. Ontario: Canada
Cavaseno, V. 1987. “Industrial Wastewater and Solid Waste Engineering”.
McGraw-Hill, New York.
Chow, Ven Ten. ”Open Channel Hydraulics”. McGraw-Hill, Inc. New York
Eckenfelder, W Wesley, J r. 2000. “Industrial Water pollution Control”. Third
Edition. Mc Graw-Hill, Inc. New york.
Kawamur a, Susumu. 2000. “Integrated Design & Operation of Water
Treatment Facilities Second Edition”. John Wiley & Sons Inc : Canada
Metcalf and Eddy 2004. “Waste Water Engineering Treament Disposal
Reuse”. Fourth Edition. McGraw-Hill, Inc. New York, St
Fransisco,Auckland.
Morimura, T. and Noerbambang, S.M. 2005. “Perancangan dan Pemeliharaan
Sistem Plambing”. Cetakan ke-9. PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Okun, D.A. and Scultz 1968. ”Water and Wastewater Engineering”. Volume 2.
Qasim, S.R. 1985. “Waste Water Treatment Plant Planning, Design and
