LAPORAN KULIAH KERJA LAPANGAN
KUNJUNGAN IPAL CISIRUNG DAN PERUMDA AIR MINUM TIRTA RAHARJA
DISUSUN OLEH
NAMA : Dzikri Hafidh Nurwahid NIM : 21080122130052
PERWALIAN BAPAK JUNAIDI, S.T., M.T.
DEPARTEMEN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
2024
ii
KATA PENGANTAR
Dengan penuh rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, saya, Dzikri Hafidh Nurwahid bersyukur atas karunia-Nya karena saya menyelesaikan laporan Kuliah Kerja Lapangan ini dengan baik dan tepat waktu.
Laporan ini disusun sebagai bagian dari upaya untuk memperdalam pemahaman saya terhadap materi Kuliah Kerja Lapangan di Departemen Teknik Lingkungan Universitas Diponegoro. Dalam proses penyusunannya, saya menerima banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan apresiasi dan rasa terima kasih kepada:
1. Dr.-Ing. Ir. Sudarno, S.T., M.Sc., selaku Ketua Departemen Teknik Lingkungan Universitas Diponegoro
2. Prof. Dr. Ir. Badrus Zaman, S.T., M.T., IPM., ASEAN Eng., selaku Ketua Program Studi S1 Teknik Lingkungan Universitas Diponegoro
3. Dr. Ir. Nurandani Hardyanti, S.T., M.T., IPM., ASEAN Eng.; Junaidi, S.T., M.T.; Ir. Pertiwi Andarani, S.T., M.T., M.Eng., Ph.D., IPP.; dan Dr. Yustina Metanoia Pusparizkita, S.T., M.T., yang telah membimbing dan mendampingi saya selama kegiatan ini berlangsung
4. Keluarga saya yang selalu memberikan doa dan dukungan moral yang tak ternilai
5. Rekan-rekan Teknik Lingkungan Universitas Diponegoro angkatan 2022 yang turut membantu saya dalam proses penyusunan laporan ini
Saya menyadari bahwa laporan ini banyak memiliki kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang konstruktif sangat saya harapkan untuk penyempurnaan di masa mendatang.
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR GAMBAR ... vi BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Tujuan Kuliah Kerja Lapangan ... I-1 1.3. Manfaat Kuliah Kerja Lapangan ... I-1 BAB II TINJAUAN KRITIS ... II-1 2.1. Air Secara Umum ... II-1 2.1.1. Air Minum ... II-1 2.2. Pengertian Air Limbah ... II-3 2.3. IPA ... II-5 2.3.1. Proses Pengolahan pada IPA ... II-6 2.3.2. Bangunan di IPA ... II-25 2.3.3. Bangunan Penampungan Air Minum ... II-30 BAB III PELAKSANAAN KULIAH KERJA LAPANGAN ... III-1 3.1. Waktu Pelaksanaan ... III-1 3.2. Lokasi Kunjungan ... III-1 3.2.1. Pupuk Kujang Cikampek ... III-1 3.2.2. Instalasi Pengolagan Air Limbah (IPAL) Cisirung ... III-1 3.2.3. Intalasi Pengolahan Air (IPA) Sadu ... III-2 3.3. Jadwal Acara Kuliah Kerja Lapangan ... III-3 3.4. Peserta Kuliah Kerja Lapangan ... III-6 3.5. Dosen Pembimbing ... III-11 3.6. Diagram Alir Kuliah Kerja Lapangan ... III-12 BAB IV ANALISI DAN PEMBAHASAN ... IV-1 4.1. Kunjungan IPAL Cisirung ... IV-1 4.1.1. Profil Perusahaan ... IV-1
iv
4.1.2. Proses Pengolahan IPAL Cisirung ... IV-3 4.1.3. Teknologi Pengolahan Air Limbah di IPAL Cisirung ... IV-3 4.2. Kunjungan ke IPA Sadu ... IV-5 4.2.1. Profil Perusahaan ... IV-7 4.2.3. Proses Pengolahan Air di IPA Sadu ... IV-12 4.2.4. Pengukuran Parameter Real Time ... IV-16 BAB V PENUTUP ... V-1 5.1. Kesimpulan ... V-1 5.2. Saran ... V-1 DAFTAR PUSTAKA ... iii LAMPIRAN ... v
v
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Jadwal Acara Kuliah Kerja Lapangan ... III-3 Tabel 3. 2 Peserta KKL Angkatan 2022 ... III-6 Tabel 3. 3 Peserta KKL Dosen Penamping ... III-10 Tabel 3. 4 Peserta KKL Tenaga Pendidik ... III-11 Tabel 4. 1 Jumlah Penduduk di Wilayah Pelayanan PDAM Tirta Raharja ... IV-11 Tabel 4. 2 Capaian Target Sambungan Rumah IPA Sadu Tahun 2022 ... IV-12
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3. 1 Kunjungan ke PT Pupuk Kujang Cikampek ... III-1 Gambar 3. 2 Lokasi Kunjungan IPAL Cisirung ... III-2 Gambar 3. 3 Kunjungan ke IPA Sadu ... III-3 Gambar 3. 4 Flowchart Kuliah Kerja Lapangan ... III-12 Gambar 4. 1 Diagram Alir Proses Pengolahan di IPAL Cisirung ... IV-3 Gambar 4. 2 Diagram Proses Pengolahan Air Limbah dengan Proses Lumpur Standar Konvensional ... IV-4 Gambar 4. 3 Diagram Proses Pengolahan Air Limbah dengan Kolam Stablisasi IV- 5
Gambar 4. 4 Sejarah Perusahaan ... IV-8 Gambar 4. 5 Sejarah Perusahaan ... IV-8 Gambar 4. 6 Susunan Organisasi PERUMDA Tirta Raharja ... IV-10 Gambar 4. 7 Peta Wilayah Pelayanan PDAM Tirta Raharja ... IV-12 Gambar 4. 8 Sistem SCADA IPA Sadu ... IV-13 Gambar 4. 9 Alat Pengukuran Kekeruhan IPA Sadu ... IV-17 Gambar 4. 10 Alat Pengukuran pH IPA Sadu ... IV-17
I-1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kuliah Kerja Lapangan (KKL) adalah mata kuliah wajib 1 SKS bagi mahasiswa S1 Teknik Lingkungan Universitas Diponegoro, biasanya dilaksanakan pada semester kelima. Program ini dirancang untuk memberikan pengalaman praktis guna melengkapi pembelajaran teoritis di kampus. Mahasiswa diajak mengobservasi langsung pengelolaan lingkungan di lokasi relevan, seperti PT Pupuk Kujang dan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Cisirung, guna memahami penerapan teori dalam dunia nyata.
Melalui KKL, mahasiswa mempelajari proses teknis seperti pengolahan limbah, penyaluran air buangan, dan teknik produksi industri, sekaligus menganalisis manfaatnya bagi masyarakat. Kegiatan ini memberikan wawasan tentang keberhasilan dan tantangan pengelolaan lingkungan, meningkatkan keterampilan analitis, pemahaman teknologi, dan kesadaran terhadap isu-isu lingkungan. Selain itu, KKL juga memperkenalkan mahasiswa pada lingkungan kerja profesional, membentuk sikap disiplin, dan meningkatkan kesiapan bersaing di dunia kerja.
Program ini menekankan pentingnya kolaborasi antar-stakeholder, termasuk pemerintah, masyarakat, dan industri, dalam mengatasi permasalahan lingkungan. Dengan pengalaman ini, mahasiswa diharapkan mampu menjadi praktisi yang kompeten dan berkontribusi secara signifikan di bidang Teknik Lingkungan.
1.2. Tujuan Kuliah Kerja Lapangan
Tujuan utama Kuliah Kerja Lapangan (KKL) adalah memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk mengamati, mempelajari secara langsung, dan menganalisis berbagai proses penting di bidang Teknik Lingkungan. Kegiatan ini mencakup studi mendalam mengenai proses produksi dan pengelolaan pupuk di PT Pupuk Kujang Cikampek, pengamatan sistem penyaluran serta teknologi pengolahan air limbah di IPAL Cisirung, dan pemahaman tentang proses pengolahan air bersih di Instalasi Pengolahan Air (IPA) Sadu.
1.3. Manfaat Kuliah Kerja Lapangan
Kegiatan Kuliah Kerja Lapangan (KKL) memberikan manfaat berupa peningkatan wawasan dan pengetahuan mahasiswa, sekaligus menjadi referensi berharga tentang sistem dan manajemen dalam pengelolaan pupuk di PT Pupuk
I-2
Kujang, pengolahan air limbah di IPAL Cisirung, serta pengolahan air bersih di IPA Sadu.
II-1
BAB II
TINJAUAN KRITIS
2.1. Air Secara Umum
Air adalah salah satu elemen paling penting di bumi, yang tidak hanya mendukung kehidupan manusia, tetapi juga seluruh ekosistem yang ada. Sebagai senyawa kimia dengan rumus H₂O, air terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen, menjadikannya substansi yang unik dan vital. Secara global, air menutupi sekitar 71% permukaan bumi, dengan sebagian besar dalam bentuk air laut, dan hanya sebagian kecil yang dapat digunakan sebagai air tawar untuk keperluan manusia (WHO, 2022). Dalam konteks kehidupan sehari-hari, air memiliki banyak fungsi, termasuk untuk minum, memasak, kebersihan pribadi, sanitasi, hingga penggunaan dalam proses industri dan pertanian. Selain itu, ketersediaan air bersih menjadi semakin krusial seiring dengan pertumbuhan populasi dan urbanisasi yang menyebabkan peningkatan permintaan. Untuk memenuhi kebutuhan air minum yang layak, diperlukan sistem penyaluran air minum yang efektif dan efisien, yang memastikan bahwa air yang diambil dari sumber-sumber alam seperti sungai, danau, atau akuifer, dapat diolah, didistribusikan, dan dikonsumsi oleh masyarakat dalam kondisi aman (Nations, 2021). Penyaluran air minum melibatkan proses pengolahan, di mana air mentah melalui serangkaian tahapan untuk menghilangkan kontaminan dan memenuhi standar kesehatan yang ditetapkan. Oleh karena itu, penting untuk memiliki infrastruktur penyaluran yang baik, mulai dari intake air, sistem pengolahan, hingga distribusi melalui jaringan pipa-pipa yang terintegrasi dengan baik, agar air minum yang sampai ke konsumen tetap bersih dan layak dikonsumsi (Foundation, 2021).
2.1.1. Air Minum
Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, dalam pasal 1 dijelaskan bahwa “Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum”. Persyaratan kualitas air minum terdapat dalam Permenkes RI nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air
II-2
minum, meliputi persyaratan bakteriologis, kimiawi, radioaktif dan fisik. Terdapat 2 parameter kualitas air minum sebagai berikut.
• Parameter wajib, berupa parameter mikrobiologi dan parameter kimia anorganik.
• Parameter tidak wajib, yaitu parameter fisik dan kimiawi
Tabel 2. 1. Tabel Parameter Air Minum
No. Jenis Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan
1 Parameter wajib
a. Parameter mikrobiologi
1) E.Coli Jumlah per 100
ml sampel 0
2) Total bakteri coliform Jumlah per 100
ml sampel 0
b. Kimia an-organik
1) Arsen mg/l 0,01
2) Fluoride mg/l 1,5
3) Total kromium mg/l 0,05
4) Cadminum mg/l 0,003
5) Nitrit mg/l 3
6) Nitrat mg/l 50
7) Sianida mg/l 0,07
8) Selenium mg/l 0,01
2 Parameter tidak wajib
a. Fisik
1) Bau Tidak Berbau
2) Warna TCU 15
3) TDS Mg/l 500
4) Kekeruhan NTU 5
II-3
No. Jenis Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan
5) Rasa Tidak berasa
6) Suhu ℃ Suhu udara +-3
b. Kimiawi
1) Alumunium mg/l 0,2
2) Besi mg/l 0,3
3) Kesadahan mg/l 500
4) Klorida mg/l 250
5) Mangan mg/l 0,4
6) pH mg/l 6,5-8,5
7) seng mg/l 3
8) sulfat mg/l 250
9) tembaga mg/l 2
10) amonia mg/l 1,5
Sumber: (Permenkes No 492, 2010)
2.2. Pengertian Air Limbah
Air limbah merupakan permasalahan yang menjadi perhatian semenjak dulu, dengan keadaan dunia yang semakin bertambah penduduknya, permasalahan air limbah akan semakin bertambah seiring dengan peningkatan produksi air limbah itu sendiri. Setiap rumah tangga di wilayah padat penduduk seperti diperkotaan pasti membutuhkan tempat untuk membuang air limbah. Namun, seringkali ditemui kondisi air limbah yang dibuang ke tempat yang tidak seharusnya dan masuk ke badan air. Air limbah ini mengandung zat-zat yang bersifat polutan dan akhirnya menjadi pencemar bagi badan air yang disebut sebagai pencemaran air.
Menurut Undang-undang Republik Indonesia No.32 Tahun 2009 tentang Perlindungan Dan Pengolahan Lingkungan Hidup, limbah adalah sisa suatu usaha dan atau kegiatan. Limbah sendiripun dapat dihasilkan dari kegiatan domestik (rumah tang) dan non domestik (industri). Berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu
II-4
Air Limbah, air limbah adalah sisa dari suatu usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair. Air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan/atau kegiatan pemukiman, rumah makan, perkantoran, perniagaan, apartemen, dan asrama. Air limbah domestik terbagi menjadi dua yaitu kakus (black water) yang berasal dari septic tank dan non kakus (grey water) yang berasal dari kegiatan rumah tangga (Bakkara, C. G. dan Purnomo, A., 2022).
2.2.1. Baku Mutu Air Limbah
Dalam perencanaan bangunan pengolahan air buangan, dilakukan analisis untuk memahami standar baku mutu limbah domestik yang berlaku sebagai pedoman untuk menjaga kualitas lingkungan. Baku mutu limbah domestik diatur dalam Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik. Peraturan ini menetapkan batas maksimum konsentrasi parameter pencemar dalam air limbah domestik yang dapat dibuang ke badan air atau media lingkungan lainnya. Standar ini berlaku untuk parameter-parameter penting, seperti Biochemical Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), Total Suspended Solids (TSS), minyak dan lemak, amonia, dan beberapa parameter lainnya yang berpotensi menurunkan kualitas air dan berdampak pada ekosistem perairan jika tidak dikendalikan dengan baik (Kementrian Lingkungan Hidup dan Kehutanan, 2016).
Menurut Permen LHK No. 68 Tahun 2016, air limbah domestik harus memiliki nilai BOD maksimum sebesar 30 mg/L dan COD maksimum sebesar 100 mg/L untuk dapat dibuang secara langsung ke badan air. Standar ini diterapkan untuk memastikan air limbah domestik telah melalui proses pengolahan yang memadai, sehingga tidak menyebabkan pencemaran air yang dapat merusak ekosistem dan mengganggu kesehatan manusia. Selain itu, standar ini juga mempertimbangkan kapasitas daya tampung lingkungan, serta kebutuhan untuk mengendalikan dan mengurangi polusi dari kegiatan domestik yang berpotensi mencemari badan air permukaan.
Peraturan ini mengatur terkait proses pembangunan dan pengoperasian fasilitas pengolahan air buangan domestik, baik di area permukiman maupun bangunan komersial, agar setiap unit pengolahan air buangan mampu mengolah
II-5
limbah sesuai dengan standar baku mutu sebelum dialirkan ke lingkungan.
Penerapan baku mutu ini juga merupakan langkah preventif dalam upaya perlindungan kualitas air secara nasional, mendukung keberlanjutan lingkungan, dan mencegah risiko kerusakan yang lebih besar pada ekosistem perairan. Pada tabel 2. Disajikan nilai baku mutu limbah domestik menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 68 Tahun 2016.
Tabel 2. 2 Baku Mutu Limbah Domestik
Parameter Satuan Kadar maksimum
pH - 6-9
BOD mG/L 30
COD mG/L 100
TSS mG/L 30
Minyak & lemak mG/L 5
Amoniak mG/L 10
Total Coliform Jumlah/ 100 mL 3000
Debit L/ orang/ hari 100
2.3. IPA
Secara umum, Instalasi Pengolahan Air Minum adalah sistem yang mengintegrasikan berbagai proses, seperti koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan desinfeksi. Sistem ini dilengkapi dengan alat pengendali proses dan perangkat pengukuran yang diperlukan. Instalasi semacam ini dirancang untuk menyediakan air minum yang aman bagi masyarakat, terlepas dari kondisi cuaca dan lingkungan.
Sistem serta subsistem yang dirancang di dalamnya harus sederhana, efektif, dapat diandalkan, tahan lama, dan memiliki biaya yang ekonomis untuk pembangunan maupun operasionalnya (Kawamura, 1991)
Pemilihan setiap unit operasi yang digunakan bergantung pada sejumlah faktor, termasuk karakteristik dan jenis air, fluktuasi debit air, kualitas air hasil olahan yang diinginkan, serta kemudahan dalam pengoperasian dan pemeliharaan.
Faktor-faktor lain yang memengaruhi meliputi ketersediaan teknologi dan sumber daya manusia terampil, serta aspek ekonomi terkait anggaran pembangunan dan
II-6
biaya operasional instalasi. Untuk pengolahan air secara spesifik, yang disesuaikan dengan kondisi air baku atau kebutuhan pengguna, metode seperti reverse osmosis, pertukaran ion, adsorpsi, dan pelunakan air dapat diterapkan (Darmasetiawan, 2004)
2.3.1. Proses Pengolahan pada IPA
Proses pengolahan air adalah usaha-usaha teknis yang dilakukan untuk merubah sifat-sifat air. Proses pengolahan air dapat dilakukan dengan beberapa cara sesuai dengan kebutuhan. Menurut Tri Joko (2010) terdapat tiga hal penting dalam memeprtimbangkan proses pengolahan air yang ekonomis dan berkesinambungan, yaitu :
1. Menghilangkan zat melayang (fraksi lebih besar) dari zat-zat pengotor harus diberikan prioritas.
2. Menghilangkan fraksi konsentrasi tinggi dari zat-zat pengotor harus juga diberikan prioritas.
3. Dalam kasus dimana tidak mungkin (1) dan (2) untuk diselesaikan pada saat yang sama, pengolahan pendahuluan untuk penyesuaian kondisi air harus diperhatikan agar sesuai dengan tujuan kita.
Pengolahan air adalah suatu metode yang digunakan untuk memperlakukan air agar dapat diubah dari air mentah menjadi air yang bersih dan memenuhi standar tertentu. Proses ini melibatkan penghilangan bahan pencemar atau kontaminan dari air agar air tersebut sesuai dengan kebutuhannya. Ada beberapa satuan operasi yang dapat digunakan untuk menghilangkan kontaminan tersebut, seperti yang tercantum dalam tabel berikut.
Tabel 2. 3 Fungsi Satuan Operasi dalam Pengolahan Air
Tujuan Pengolahan Satuan Operasi
Penyisihan bahan partikel Penyaringan Sedimentas
Koagulasi/flokulasi Filtrasi
Filtrasi membrane (MF, UF)
II-7
Tujuan Pengolahan Satuan Operasi
Disinfeksi (inaktivasi mikroorganisme)
Klorinasi Fluorinasi Ozonisasi
Radiasi dengan sinar UV Filtrasi membrane (MF, UF) Penyisihan bahan terlarut Aerasi (Penghilangan Fe, Mn)
Oksidasi (dengan O3, UV, dll) Pelunakan
Filtrasi membrane (reserve osmosis) Sumber: Teknologi Proses Pengolahan Air, 2013
Proses pengolahan air juga dapat dikelompokan mejadi tiga kategori, yaitu:
1. Proses pengolahan fisik melibatkan serangkaian metode seperti penyaringan, sedimentasi, pertukaran gas, flotasi, adsorpsi, dan filtrasi untuk mengolah air.
2. Proses pengolahan kimia melibatkan tahapan-tahapan seperti koagulasi, flokulasi, pertukaran ion, dan disinfeksi untuk memproses air.
3. Proses pengolahan biologis melibatkan metode seperti biofiltrasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi, serta penyisihan zat besi dan mangan dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme (Suprihatin &
Suparno, O., 2013).
Deksripsi singkat beberapa satuan operasi dalam pengolahan air dapat dilihat pada tabel.
II-8
Tabel 2. 4 Prinsip Penyisihan Kontaminan dalam Air, Ciri Khas, dan Contoh Satuan Operasi
Proses Eliminasi Kontaminan
Fisik Kimia Biologis
Ciri Khas Mekanis atau fisik Terjadi proses reaksi
Melibatkan peran mikroorganisme Contoh • Pertukaran gas
• Pengendapan
• Flotasi
• Filtrasi
• Adsorpsi
• Flokulasi
• Koagulasi
• Pertukaran ion
• Disinfeksi
• Nitrifikasi
• Denitrifikasi
• Eliminasi Mn dan Fe secara biologis Sumber: Teknologi Proses Pengolahan Air, 2013
2.3.1.1 Proses Pengolahan Fisika
Pengolahan air minum secara fisik merupakan pengolahan awal (primary treatment) air minum 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 minum secara fisik dimaksudkan untuk melindungi peralatan - peralatan seperti pompa, perpipaan, dan proses pengolahan selanjutnya. Beberapa unit operasi yang diaplikasikan pada proses pengolahan air minum secara fisik diantaranya:
pengendapan (sedimentation), penyaringan (flitration), pengapungan (floatation).
1. Sedimentasi
Sedimentasi merupakan proses dimana partikel yang tersuspensi pada air akan dipisahkan. Dimana massa jenis padatan tersebut melebihi nilai dari massa jenis air. Proses ini bertujuan memisahkan partikel yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi terhadap larutan yang digunakan (Carlsson-Kanyama, 1998).
Sedimentasi adalah unit operasi yang didesain untuk mengumpulkan dan memindahkan padatan tersuspensi dari air dengan cara gravitasi sehingga tingkat kekeruhan air dapat berada pada kualitas yang memenuhi baku mutu (Asmadi &
Suharno, 2012). Kondisi pengendapan partikel dipengaruhi oleh kondisi performa
II-9
yang optimal dengan aliran laminer, sehingga dapat menyisihkan 65-70% total suspended solid. Bangunan sedimentasi konvensional memiliki tingkat penyisihan kekeruhan rata-rata 70% (Hudson, 1981). Peningkatan efisiensi pengendapan pada bak sedimentasi konvensional, umumnya dilakukan dengan memperbesar dimensi suatu bak, namun dengan keterbatasan lahan, cara lain dalam memaksimalkan efisiensi pengendapan bak sedimentasi adalah penambahan alat settler.
Klasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuan partikel untuk berinteraksi. Klasifikasi ini dapat dibagi ke dalam empat tipe yaitu :
1. Sedimentasi tipe I
Sedimentasi tipe I merupakan pengendapan partikel diskret, yaitu partikel yang dapat mengendap bebas secara individual tanpa membutuhkan adanya interaksi antar partikel. Sebagai contoh sedimentasi tipe I antara lain pengendapan lumpur kasar pada bak prasedimentasi untuk pengolahan air permukaan dan pengendapan pasir pada grit chamber.
2. Sedimentasi II
Bak sedimentasi II merupakan bagian dari bangunan pengolahan air minum yang berfungsi untuk mengendapkan partikel hasil proses koagulasi-flokulasi yang relatif mudah mengendap (karena telah menggabung menjadi partikel berukuran besar). Tetapi partikel ini mudah pecah dan kembali menjadi partikel koloid. Teori sedimentasi yang dipergunakan dalam aplikasi pada bak sedimentasi II adalah teori sedimentasi tipe II karena teori ini mengemukakan bahwa pengendapan partikel berlangsung akibat adanya interaksi antar partikel.
3. Sedimentasi III
Sedimentasi tipe III adalah pengendapan partikel dengan konsentrasi yang lebih pekat, di mana antar partikel secara bersama-sama saling menahan pengendapan partikel lain di sekitarnya. Karena itu pengendapan terjadi secara bersama-sama sebagai sebuah zona dengan
II-10
kecepatan yang konstan. Pada bagian atas zona terdapat interface yang memisahkan antara massa partikel yang mengendap dengan air jernih.
4. Sedimentasi IV
Sedimentasi tipe IV merupakan kelanjutan dari sedimentasi tipe III, di mana terjadi pemampatan (kompresi) massa partikel hingga diperoleh konsentrasi lumpur yang tinggi.
Gambar 2. 1 Gambar Empat Tipe Sedimentasi Sumber: Hudson, 1981
2. Flotasi
Flotasi adalah suatu metode pengolahan air yang digunakan untuk memisahkan partikel padat dan cair dari fase cair. Proses pemisahan terjadi melalui penggunaan gelembung-gelembung halus yang terdapat dalam fase cair, yang naik ke permukaan air dan membawa partikel-partikel yang terdapat dalam fase cair tersebut bersamanya (Rich, 1961). Proses flotasi dapat terjadi secara alami atau spontan. Pengapungan alami terjadi pada minyak, pelumas, atau substansi lain yang lebih ringan daripada air. Komponen-komponen ini secara alami akan naik ke permukaan air dan dapat dipisahkan secara manual (Fair, 1971).
II-11
Terjadinya flotasi adalah hasil dari interaksi antara gelembung-gelembung udara dengan fasa terdispersi. Kecepatan gaya dorong ke atas dalam flotasi sangat dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan dispersi. Flotasi juga dipengaruhi oleh konsentrasi permukaan dari fasa terdispersi dan penggunaan bahan kimia untuk mengurangi tegangan antara fasa terdispersi dan medium air. Menurut Nemerow (1978), terdapat tiga mekanisme yang mungkin terjadi dalam proses flotasi, baik secara terpisah maupun bersama-sama:
1. Perekatan (attachment) dimana partikel-partikel terdispersi dapat melekat pada gelembung-gelembung udara dan naik ke permukaan air sebagai hasilnya.
2. Pembentukan flok (floc formation), dimana partikel-partikel terdispersi dapat bergabung membentuk flok yang lebih besar dan ringan, yang kemudian naik ke permukaan air.
3. Penangkapan oleh gelembung (bubble entrapment), dimana partikel- partikel terdispersi dapat terperangkap di dalam gelembung-gelembung udara dan diangkut ke permukaan air bersama dengan gelembung tersebut.
Mekanisme-mekanisme ini dapat terjadi secara terpisah atau kombinasi dari ketiganya, tergantung pada kondisi dan karakteristik sistem flotasi yang digunakan.
Pada sistem flotasi terdapat tiga metode pembuatan gelembung udara, yaitu metode Dispersed Air Flotation, Vacuum Flotation, dan Dissolved Air Flotation (Ives 1984). Adapun variabel yang mempengaruhi proses flotasi diantaranya adalah:
a) Keadaan dan ukuran butir, ukuran butir mineral yang akan mempengaruhi partikel mineral akan lebih besar dari density air, sedangkan jika terlalu kecil akan menimbulkan slime yang akan mengganggu jalannya proses flotasi.
b) Pulp preparation, penyediaan pulp diusahakan supaya cocok untuk proses pengolahan yang umumnya berkaitan dengan persen solid yang sesuai.
c) Intensitas pengadukan dan pemberian udara, pengadukan dalam flotasi dilakukan dengan mesin flotasi.
II-12
d) Kekentalan pulp, untuk suspensi pulp yang lebih kental akan diperoleh recovery yang lebih baik.
e) Waktu kontak dan waktu flotasi, kenaikan recovery terjadi pada suatu waktu tertentu, yang tergantung pada:
1. Komposisi mineral bijih
2. Keadaan dari partikel-partikel bijih 3. Jumlah kolektor yang ditambahkan 4. Lama pengadukan
5. Ukuran kemudahan mengapung suatu mineral (float ability) 6. Ukuran butir
f) Pengaruh pH, tujuan dari pengaturan pH adalah untuk menurunkan sudut kontak.
g) Pengaruh Collector, yang harus diperhatikan adalah sifat-sifat dari kolektor yang akan digunakan, misalnya xanthate sangat baik untuk merubah sifat permukaan mineral-mineral sulfida dan batubara, mudah larut dalam air dan tidak akan menimbulkan frother.
h) Pengaruh Frother, digunakan untuk menstabilkan gelembung udara untuk waktu yang relatif lama.
3. Filtrasi
Menurut Reynolds (1982) filtrasi adalah pemisahan zat padat-cair yang mana zat cair dilewatkan melalui media berpori atau material berpori lainnya untuk menyisihkan padatan tersuspensi yang halus. Proses ini digunakan untuk menyaring secara kimia air yang sudah terkoagulasi dan terendapkan agar menghasilkan air minum dengan kualitas yang tinggi. Sedangkan menurut Darmasetiawan (2001) proses yang terjadi di filtrasi adalah pengayakan atau straining, flokulasi antar butir, sedimentasi antar butir, dan proses mikrobiologis.
Menurut Peavy (1985), dalam penjernihan air bersih dikenal dua macam saringan yaitu saringan pasir lambat dan saringan pasir cepat. Yang dimaksud dengan saringan pasir cepat atau Rapid Sand Filter (RSF) adalah filter yang
II-13
menggunakan dasar pasir silika dengan kedalaman 0,6 – 0,75 m. Ukuran pasirnya 0,35 – 1,0 mm atau lebih dengan ukuran efektif 0,45 – 0,55 mm.
Pencucian filter pasir cepat dilakukan dengan cara backwash; kotoran- kotoran ataupun endapan suspensi yang tertinggal pada filter akan ikut terekspansi dan bersama air pencuci dikeluarkan melalui gutter. Pencucian dilakukan 24 jam operasi dengan waktu pencucian pasir terekspansi ± 50%. Pencucian dapat dikombinasikan dengan nozzle. Kecepatan penyemprotan ± 270 lt/m2/menit, dengan tekanan antara 0,7-1,1 kg/cm2. Dengan kombinasi ini, hasil pencucian filter dapat lebih bagus dan jumlah air untuk mencuci filter dapat lebih sedikit.
Filter cepat terdiri dari filter terbuka dan filter bertekanan. Pada filter cepat titik berat proses adalah pada proses pengayakan. Kecepatan filtrasi adalah berkisar 7 - 10 m/jam untuk filter terbuka dan filter bertekanan dapat mencapai 15 – 20 m/jam. Kriteria kualitas air yang dimasukkan ke filter adalah dengan kekeruhan dibawah 5 NTU, sehingga air baku yang diatas 5 NTU harus diolah melalui proses koagulasi – flokulasi – sedimentasi (Darmasetiawan M. , 2001).
Tabel 2. 5 Kriteria Unit Filtrasi
No Keterangan Unit 1 2 3 4 5
1 Kecepatan Penyaringan
m/jam 5,7 - 5 4,8 - 15 4,9 – 12,2
7 - 10 2,5 - 5
2 Ukuran Pasir mm - - 0,3 – 0,7
- 0,35 - 1
3 Tinggi Filter m 3,2 – 6 - 0,6 – 0,8
0,3 – 0,6
-
4 Tinggi bak m - - <18 2,4 – 5 - 5 Waktu pencucian menit - 10 3 – 10 - - 6 Kecepatan
backwash
m/jam - 56 - 18 – 20 -
7 Tinggi air di atas media
Cm - 90 –
160
90 – 120
300 - 400
-
8 Ekspansi air Cm - 90 – 160
20 – 50 - -
II-14
No Keterangan Unit 1 2 3 4 5
9 Headloss filter bersih
m - 0,2 – 3 - - -
Sumber:1.Kawamura,1991;2.Layla,1978;3.Reynolds,1982;4.Darmasetiawan,20 01;5.Peav
Tabel 2. 6 Karakteristik Pasir sebagai Media Filter
No Kedalaman (D) Ukuran (m)
1 Tinggi bebas (freeboard) 0,2 – 0,3
2 Tinggi air di atas media pasir 1,0 – 1,5
3 Tebal pasir penyaring 0,6 – 1,0
4 Tebal kerikil penahan 0,15 – 0,30
5 Saluran pengumpul bawah 0,1 – 0,2
Jumlah 2,05 – 3,30
Sumber: SNI 3981: 2008
Tabel 2. 7 Karakteristik Pasir sebagai Media Filter Material Bentuk Kadar
Silika
Sphericity Berat Jenis (gr/cm3
)
Porositas ES (mm)
Pasir Bangka
Bulat 98 % 0,92 2,65 0,42 0,4 -
1,0 Pasir
Kwarsa lainnya
Bersudut 85 % 0,85 2,65 0,45 0,4 -
1,0
Antrasit Bukit Asam
Remuk - 0,60 1,4 - 1,7 0,60 0,4 -
1,4 Antrasit
(Import)
Bersudut - 0,72 1,4 - 1,7 0,55 0,4 -
1,4
II-15 Material Bentuk Kadar
Silika
Sphericity Berat Jenis (gr/cm3
)
Porositas ES (mm)
Kerikil (gravel)
Bulat 85 % 2,65 0,5 1,0 -
5,0
Plastik Sesuai dengan permintaan
Sumber: Darmasetiawan (2001) 2.3.1.2 Proses Pengolahan Kimia
Pengolahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan kimia tertentu yang bertujuan untuk menyisihkan senyawa organik maupun senyawa anorganik dalam air. Penambahan bahan kimia ini bersifat spesifik, tergantung jenis dan konsentrasi polutan dalam air baku. Proses pengolahan air yang menggunakan prinsip pengolahan secara kimia antara lain koagulasi, proses penghilangan kesadahan dalam air, serta proses desinfeksi menggunakan klor. Penambahan bahan kimia dapat menyebabkan perubahan komposisi kimia dalam air seperti perubahan pH sehingga mengharuskan adanya penambahan zat kimia lain untuk menyesuaikan dengan pengolahan selanjutnya.
1. Koagulasi
Menurut Kawamura (1991), koagulasi didefinisikan sebagai proses destabilisasi muatan koloid dan padatan tersuspensi termasuk bakteri dan virus dengan menggunakan koagulan. Tujuannya adalah untuk mempercepat dan menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air yang diolah. Menurut Kawamura (1991) keefektifan pengadukan cepat dipengaruhi oleh:
a) Tipe koagulan yang digunakan
b) Jumlah zat kimia yang diberikan dan karakteristiknya
c) Kondisi lokal, misalnya kondisi daerah, temperature, kelayakan suplai energi dan sebagainya
d) Karakteristik air baku e) Tipe pengaduk zat kimia
II-16
f) Kehilangan tekanan (headloss) yang tersedia untuk pengadukan cepat g) Variasi aliran pada instalasi
h) Jenis proses selanjutnya.
i) Biaya
Pada proses koagulasi, zat kimia koagulan dicampur dengan air baku selama beberapa saat hingga merata di suatu reaktor koagulator. Setelah pencampuran ini akan terjadi destabilisasi dari koloid zat padat yang ada di air baku.
Keadaan ini menyebabkan koloid-koloid mengalami saling tarik menarik dan menggumpal menjadi ukuran yang lebih besar. Proses koagulasi ini dilaksanakan dalam satu tahap dan dalam waktu yang relatif cepat, yaitu kurang dari satu menit, sehingga koagulator juga disebut sebagai pengaduk cepat (Darmasetiawan M. , 2001). Tipe – tipe bak koagulasi adalah:
a. Pengaduk mekanis, dalam mencampurkan koagulan dengan air, alat ini menggunakan paddle yang digerakkan oleh motor pengerak.
b. Deflektor Plate Mixer, alat ini bekerja dengan menggunakan pancaran air yang keluar dari deflector. Air masuk melalui inlet, kemudian dipancarkan oleh deflector dimana di dekat deflector dibubuhkan koagulan.
c. Penggerak pneumatic dan Baffle basins Bahan kimia yang sering digunakan untuk proses koagulasi umumnya dibagi menjadi tiga golongan, yaitu:
1. Zat koagulan
Zat koagulan digunakan untuk menggumpalkan partikel-partikel padat tersuspensi, zat warna, koloid dan lain-lain agar membentuk gumpalan besar (flok).
2. Zat alkali dan zat pembantu
Zat akali dan zat pembantu koagulan berfungsi untuk mengatur pH agar kondisi air baku dapat menunjang proses flokulasi, serta membantu agar pembentukan flok dapat berjalan dengan lebih cepat dan lebih baik (Said, 2016).
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses koagulasi adalah kualitas air, kuantitas dan karakteristik materi koloid, pH, kecepatan putaran, waktu flokulasi, dan kecepatan paddle, suhu, alkalinitas, serta karakteristik ion-ion dalam air (Al-
II-17
Layla, 1977). Kecepatan pengadukan merupakan parameter penting dalam pengadukan yang dinyatakan dengan gradien kecepatan.
Gambar 2. 2 Grafik Hubungan antara Ketinggian dan Gradien Pengadukan pada Td tertentu
Sumber: Darmasetiawan, 2001
Keberhasilan proses koagulasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis bahan kimia koagulan yang digunakan, dosis bahan kimia yang ditambahkan, dan pengadukan bahan kimia tersebut. Ketiga faktor ini saling terkait satu sama lain (Darmasetiawan M. , 2001). Pengadukan yang efektif dan cepat sangat penting terutama saat menggunakan koagulan berbasis garam logam, seperti aluminium dan klorida besi, karena proses hidrolisisnya terjadi dalam waktu yang sangat singkat dan adsorpsi partikel koloid terjadi setelahnya (Kawamura S. , 1991).
Salah satu jenis koagulan yang sering digunakan adalah PAC (Poly Aluminum Chloride), yang merupakan polimerisasi dari Aluminium Chloride.
Penggunaan polimer ini disebabkan oleh kelarutan yang baik dalam air dan kemampuannya untuk membentuk flok dengan lebih efektif. Polimer juga sering digunakan sebagai Coagulant Aid atau bahan kimia tambahan untuk meningkatkan
II-18
kondisi koagulasi. Dosis koagulan biasanya ditentukan secara praktis melalui uji jar di laboratorium (Darmasetiawan M. , 2001).
2. Flokulasi
Flokulasi merupakan pengadukan lambat yang mengikuti unit pengadukan cepat untuk menggabungkan partikel-partikel padat yang telah terdestabilisasi menjadi flok-flok berukuran lebih besar yang dapat diendapkan pada unit pengolahan berikutnya (Reynolds, 1982).
Fokulasi adalah penyisihan kekeruhan air dengan cara pengumpulan partikel kecil menjadi partikel yang lebih besar. Gaya antar molekul yang diperoleh dari agitasi meruakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap laju terbentuknya partikel flok. Salah satu faktor penting yang mempengaruhi keberhailan proses flokulasi adalah pengadukan secara lambat, keadaan ini memberi kesempatan partikel melakukan kontak atau hubungan agar membentuk penggabungan (agglomeration). Pengadukan lambat ini dilakukan secara hati-hati karena flok-flok yang besar akan mudah pecah melalui pengadukan dengan kecepatan tinggi (Susanto, 2017).
Proses pengadukan lambat bertujuan untuk mendapatkan partikel-partikel flokulan yang lebih besar dan lebih berat sehingga dapat mempercepat proses pengendapan. Waktu yang diperlukan untuk pengadukan lambat antara 10-30 menit, sedangkan gradien kecepatan 5- 100 det-1 (AWWA, 2005). Dalam pengolahan air, untuk mencapai proses koagulasi-flokulasi yang optimum diperlukan pengaturan semua kondisi yang saling berkaitan dan mempengaruhi proses tersebut.
Kondisi-kondisi yang mempengaruhi antara lain adalah (Susanto, 2017):
1. Pengaruh pH Suatu proses koagulasi dapat berlangsung secara sempurna jika pH yang digunakan pada jarak tertentu sesuai dengan pH optimum koagulan dan flokulan yang digunakan.
2. Pengaruh Suhu/Temperatur Proses koagulasi dapat berkurang pada suhu rendah karena peningkatan viskositas dan perubahan setruktur agregat menjadi lebih kecil sehingga dapat lolos dari saringan, sedangkan pada suhu
II-19
tinggi yang mempunyai kerapatan lebih kecil akan mengalir ke dasar kolam dan merusak timbunan lumpur.
3. Konsetrasi Koagulan Konsentrasi koagulan sangat perpengaruh terhadap tumbukan partikel, sehingga penambahan koagulan harus sesuai dengan kebutuhan untuk membentuk flok-flok. Jika konsentrasi koagulan kurang megakibatkan tumbukan antar partikel berkurang sehingga mempersulit pembentukan flok. Begitu juga sebaliknya jika konsentrasi koagulan terlalu banyak maka flok tidak terbentuk dengan baik dan dapat menimbulkan kekeruhan kembali.
Pengadukan yang baik diperlukan untuk memperoleh koagulasi dan flokulasi yang optimum. Pengadukan terlalu lamban mengakibatkan waktu pertumbuhan flok menjadi lama, sedangkan jika terlalu cepat mengakibatkan flokflok yang terbentuk menjadi pecah kembali (Susanto, 2017).
3. Adsorpsi Karbon
Pengolahan air secara adsorpsi merupakan proses pemisahan air dari pengotornya dengan cara penyerapan pengotor partikel-partikel halus, kation- kation terlarut atau bau yang terkandung dalam air. Media adsoprsi yang umum digunakan dalam pengolahan air adalah karbon aktif atau mineral zeolit. Karbon aktif atau zeolit memiliki sifat sebagaia adsroben sehingga mampu menyerap pertikel atau kation-kation dan bau yang terlrut atau tercampur dalam air. Karbon aktif sangat cocok untuk pengaplikasian di air (dan segala hal yang terkait).
Beberapa air minum dapat didesinfeksi dengan klorin atau chloramines.
Selama desinfeksi reaksi klorin dengan bahan organik dapat menghasilkan senyawa seperti trihalomethanes (THMs) sebagai produk sampingan. Sampingan disinfeksi ini dapat meningkatkan risiko kanker tertentu. EPA menyatakan bahwa sistem publik memiliki kurang dari 80 bagian per miliar (ppb) dari THMs dalam air diperlakukan mereka. adsoprsi karbon aktif dapat efektif dalam menghilangkan produk sampingan klorin, chloramines, dan beberapa desinfeksi.
Menurut M.T. Sembiring dkk, 2003 bahwa karbon aktif yang baik mempunyai persyaratan seperti yang tercantum pada SII No.0258 -79. Sifat karbon
II-20
aktif yang paling penting adalah daya serap. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu :
1. Sifat Serapan
Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh karbon aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing- masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan.
2. Temperatur/ suhu.
Dalam pemakaian karbon aktif dianjurkan untuk menyelidiki suhu pada saat berlangsungnya proses. Karena tidak ada peraturan umum yang bisa diberikan mengenai suhu yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi suhu proses adsoprsi adalah viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna mau dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada suhu kamar atau bila memungkinkan pada suhu yang lebih kecil.
3. pH (Derajat Keasaman)
Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.
4. Waktu Singgung
Bila karbon aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan. Selisih ditentukan oleh dosis karbon aktif, pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel karbon aktif untuk
II-21
bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan waktu singgung yang lebih lama.
4. Penukaran Ion (Ion Exchange)
Proses ion exchange tidak memerlukan energi besar karena desain dan pengoperasiannya yang sederhana. Mekanisme ion exchange pada resin serupa dengan pertukaran ion pada kisi kristal. Ion exchange terjadi di seluruh struktur gel resin dan tidak terbatas pada permukaan saja.
Resin ion exchange adalah polimer yang memiliki gugus fungsional dengan ion yang dapat dipertukarkan. Ion exchange merupakan proses fisika-kimia di mana resin menerima ion positif atau negatif tertentu dari larutan dan melepaskan ion lain ke dalam larutan dalam jumlah yang setara. Jika ion yang ditukar adalah kation, resin disebut resin penukar kation, sedangkan jika ionnya adalah anion, resin disebut resin penukar anion (Setiadi, 2007).
Penggunaan resin sintetis untuk ion exchange memiliki beberapa keunggulan, seperti kecepatan pertukaran yang lebih tinggi dibandingkan bahan alami, daya tahan yang baik, resistensi terhadap tekanan, asam, dan basa, serta kapasitas pertukaran yang tinggi. Resin penukar ion dibedakan menjadi 2, yaitu :
• Resin Kation
Resin kation adalah resin penukar ion positif atau kation yang pada umumnya dibuat dengan cara polimerisasi stirena dan divinil benzana yang dilanjutkan dengan proses sulfonasi membentuk suatu molekul polistirena yang saling menyilang. Resin penukar ion positif yang digunakan pada umumnya bersifat asam kuat dan lemah. Resin penukar ion kation asam kuat digunakan untuk menghilangkan semua kation yang ada dalam di air. Resin penukar ion kation asam lemah hanya dapat digunakan dalam air yang memiliki kesadahan yang berhubungan dengan karbonat.
• Resin penukar ion anion yang digunakan pada umumnya bersifat basa kuat dan lemah (Sulistyowati, 2015). Gugus fungsi pada resin anion adalah senyawa amina (primer atau R-NH2), (sekunder atau N2H), (tersier atau R-
II-22
R’2N), dan gugus kuartener (R-NR’3 atau tipe I, R-R’3N+OH atau tipe II).
Dengan R’ adalah radikal organis seperti CH3.
5. Klolrinasi
Klorinasi (chlorination) adalah proses pemberian klorin kedalam air yang telah menjalani proses filtarsi dan merupakan langkah yang maju dalam proses purifikasi air. Klorin ini banyak digunakan dalam pengolahan limbah industry, air kolam renang, dan air minum di Negara-negara sedang berkembang karena sebagai desinfektan, biayanya relative murah, mudah, dan efekti. Senyawa-senyawa klor yang umum digunkan dalam proses klorinasi, antara lain, gas klorin, senyawa hipoklorit, klor dioksida, bromine klorida, dihidroisosianurate dan kloramin.
Cara kerja klorin Klorin dalam air akan berubah menjadi asam klorida. Zat ini kemudian di netralisasi oleh sifat basa dan air sehingga akan terurai menjadi ion hydrogen dan ion hipoklorit. Perhatikan reaksi kimia berikut.
H₂O + Cl₂ HCl +HOCl HCOl H+ + OCl⁻
Klorin sebagai disenfektan terutama bekrja dalam bentuk asam hipoklorit (HOCl) dan sebagian kecil dalam bentuk ion hipoklorit (OCl- ). Klorin dapat bekerja dengan efektif sehingga desinfektan jika berada dalam air dengan pH sekitar 7. Jika nilai pH air lebih dari 8,5, maka 90% dari asam hippokorit itu akan mengalami ionisasi menjadi ion hipoklorit. Dengan demikian, khasiat desinfektan yang memiliki klorin menjadi lemah atau berkurang.
2.3.1.3 Proses Pengolahan Biologi
Pengolahan biologi bertujuan untuk membunuh bakteri-bakteri terutama bakteri penyebab penyakit yang terkandung dalam air, misalnya bakteri E.Coli.
salah satu pengolahannya adalah dengan penambahan desinfektan misalnya kaporit. Pengolahan biologi dalam pengolahan air minum adalah desinfeksi.
Desinfeksi merupakan suatu proses yang menggunakan zat kimia yang berfungsi untuk membunuh mikroorganisme patogen. Pada unit ini digunakan klorin karena selainefektif untuk membunuh mikroorganisme patogen juga murah dan banyak
II-23
tersedia dipasaran selain itu juga menghasilkan residu yang penting agar selamadiperjalanan ke konsumen air tersebut terbebas dari mikroorganisme yang tidak diinginkan, sehingga air hasil pengolahan tetap aman sebagai sumber air minum. Reaksi desinfeksi ini dipengaruhi oleh temperatur, aliran air, kualitas air dan waktu kontak (Kawamura S. , 1991).
1. Aerobic Digestion
Digester aerob (aerobic digester) adalah unit proses yang difokuskan pada pengolahan lumpur biologis (bioflok) yang berasal dari IPAL dan berlangsung secara aerob yang dikelompokkan ke dalam satu paket pengolah lumpur dengan Imhoff tank.
Digester aerob merupakan salah satu unit pengolahan dan pemfasilitasi zat organic terlarut yang selalu menghasilkan mikroba, biomassa atau lumpur (sludge) yang sering disebut secondary sludge (lumpur sekunder). Proses yang Proses yang berlangsung berlangsung dalam digester aerob ini terdiri atas tiga kondisi reaktor, yaitu reaktor teraduk sempurna (CSTR, completely stirred tank reactor) tanpa dan dengan resirkulasi dan reaktor batch. Oleh karena itu, pengolahan air limbah dengan proses pengolahan air limbah dengan proses aerob ini sangat cocok untuk pengolahan air limbah yang memiliki bOD < 4000 mg/lt.
Keunggulan Digester Aerobic:
1. Produk akhir olahannya relative stabil, sperti humus, tidak bau, mudah dibuang
2. Kadar zat organic terlarut biodegradable sangat sedikit di dalam supernatant 3. Karakteristik pengeringan lumpurnya cukup baik
4. Biaya kontruksinya lebih murah dibandingkan dengan proses anaerob 5. Rektornya sederhanan sehingga relative lebih murah daripada digester
anaerob.
Kelemahan Digester Aerobic :
1. Perlu energi untuk memasok oksigen sehingga biaya operasi-rawatnya lebih mahal daripada digester anaerob
2. Reaktor tidak menghasilkan energi biogas karena tidak terbentuk metana
II-24
3. Slidge hasil olahan tidak selalu terklarifikasi dengan baik sehingga supernatanya mungkin masih mengandung padatan tersuspensi
4. Jika digunakan untuk mengolah lumpur primer maka lebih banyak dihasilkan sisa sludgedaripada digester anaerob
5. Efisiensi bervariasi karena bergantung pada temperature sehingga perlu ada kendali temperature
2. Anaerobic Digestion
Proses digestasi anaerobik merupakan proses fermentasi bahan organik oleh aktivitas bakteri anaerob pada kondisi tanpa oksigen bebas dan merubahnya dari bentuk tersuspensi menjadi terlarut dan biogas. Anaerobik digester atau biodigester adalah suatu teknologi yang memanfaatkan proses biologis dimana bahan organik oleh mikroorganisme anaerobik terurai dalam ketiadaan oksigen terlarut (kondisi anaerob). Mikroorganisme anaerobik mencerna bahan masukan organik yang diubah melalui degradasi anaerobik menjadi bentuk yang lebih stabil, sementara gas campuran energi tinggi (biogas) yang terutama terdiri dari metan (CH4) dan karbondioksida (CO2), yang dihasilkan agar penguraian anaerobik terjadi maksimal, produk harus berada pada kondisi tertentu seperti tingkat suhu, kelembaban dan pH yang sesuai. Suhu yang cocok untuk proses ini adalah antara 35-37°C dan 60-80°C. Biogas dikumpulkan dan dimanfaatkan sebagai sumber energi, Hampir semua bahan organik dapat diproses dengan biodigester, termasuk kertas limbah dan kardus, rumput, sisa-sisa makanan, limbah industri, limbah dan kotoran hewan.
Proses biologis yang terjadi pada digester anaerobik merupakan proses alami pembusukan dan peluruhan material organik, dimana bahan organik dipecah menjadi komponen sederhana dibawah kondisi anaerobik. Mikroorganisme anaerobik mencerna bahan organik untuk menghasilkan metana dan karbon sebagai produk akhir yang ideal. Ada empat tahapan biologis dan kimia dalam anaerobik digester, yaitu :
1. Yang pertama adalah reaksi kimia dari hidrolisis, dimana molekul-molekul organik kompleks yang dipecah menjadi gula sederhana, asam amino, dan asam lemak dengan penambahan gugus hidroksil.
II-25
2. Tahap kedua adalah proses biologi sacidogenesis lebih lanjut dengan acidogens menjadi molekul sederhana, asam lemak volatil (VFAs) terjadi, memproduksi amonia, karbondioksida dan hydrogen sulfida sebagai produk sampingan.
3. Tahap ketiga adalah proses biologi sacetogenesis dimana molekul sederhana dari acidogenesis lebih lanjut dicerna oleh acetogens untuk menghasilkan karbondioksida, hydrogen dan terutama asam asetat.
4. Tahap keempat adalah proses biologis metanogenesis metana ,karbondioksida dan air yang diproduksi oleh metanogen.
2.3.2. Bangunan di IPA
Dalam unit produksi SPAM, bangunan pengolahan terdiri dari beberapa bagian, yaitu prasedimentasi, pengaduk cepat (koagulasi), pengaduk lambat (flokulasi), penyaringan (filtrasi), dan proses disenfeksi (PUPR, 2020)
1. Prasedimentasi
Unit prasedimentasi merupakan proses awal dari sistem pengolahan air minum. Pada unit prasedimentasi, terjadi proses pengendapan partikel diskrit yang tidak melibatkan penggunaan bahan kimia dan tidak mengalami perubahan bentuk, ukuran, atau massa selama proses pengendapan. Proses pengendapan ini berfungsi untuk mengurangi beban unit pengolahan selanjutnya.
Gambar 2. 3 Gambar Unit Prasedimentasi Sumber: Dirjen Cipta Karya Kementerian PUPR, 2020 2. Koagulasi (Pengaduk Cepat)
II-26
Koagulasi adalah proses di mana partikel-partikel koloid dalam air baku membentuk gumpalan yang homogen melalui penambahan bahan kimiasehingga partikel tersebut menjadi netral.
Gambar 2. 4 Proses Koagulasi
Sumber: Dirjen Cipta Karya Kementerian PUPR, 2020
Terdapat dua jenis koagulator, yaitu tipe hidrolis dan tipe mekanis. Koagulator tipe hidrolis menggunakan perbedaan tinggi untuk menciptakan turbulensi. Turbulensi yang terjadi akibat gaya gravitasi digunakan untuk mencampur bahan koagulan secara merata. Sementara itu, koagulator tipe mekanis menggunakan peralatan mekanik yang berputar dengan bantuan motor penggerak untuk menciptakan adukan dengan tingkat turbulensi yang tinggi (PUPR, 2020)
3. Flokulasi (Pengaduk Lambat)
Flokulasi adalah proses pengadukan secara lambat yang bertujuan untuk mempercepat penggabungan partikel-partikel koloid membentuk flok besar agar dapat diendapkan.
II-27
Gambar 2. 5 Flokulator Hidrolis
Sumber: Dirjen Cipta Karya Kementerian PUPR, 2020
Gambar 2. 6 Flokulator Mekanis
Sumber: Dirjen Cipta Karya Kementerian PUPR, 2020 4. Filtrasi
Filtrasi adalah proses pemisahan padatan dari air melalui penggunaan media penyaringan. Terdapat beberapa jenis media penyaringan atau filter, antara lain:
a. Filter saringan pasir lambat: Proses penyaringan dilakukan secara gravitasi (down flow) dengan menggunakan media filter berupa pasir dan kerikil.
b. Filter saringan pasir cepat: Jenis filter ini mampu menghasilkan debit air yang lebih tinggi, namun kurang efektif dalam mengatasi bau dan rasa pada air baku.
c. Filter karbon: Dalam proses penyaringannya, filter karbon dapat menghilangkan bahan-bahan organik, melakukan desinfeksi, serta
II-28
menghilangkan bau dan rasa yang disebabkan oleh senyawa organik.
d. Filter membran: Media filter yang digunakan dalam jenis ini adalah membran, yang merupakan alternatif pengganti filter pasir lambat karena dianggap lebih efektif.
Gambar 2. 7 Skema Proses Filtrasi
Sumber: Dirjen Cipta Karya Kementerian PUPR, 2020 5. Desinfeksi
Disinfeksi adalah proses untuk membunuh bakteri patogen dan menghambat pertumbuhan lumut dengan menambahkan bahan kimia. Terdapat dua jenis disinfeksi, yaitu:
A. Disinfeksi kimia:
1) Klorinasi adalah proses penambahan klor ke dalam air untuk oksidasi zat seperti besi, mangan terlarut, nitrit, serta zat organik yang mengganggu proses koagulasi. Klorinasi juga digunakan untuk mendisinfeksi reservoir, mengontrol pertumbuhan alga pada sedimentasi dan filtrasi, serta menghambat pertumbuhan jamur dalam pipa.
2) Ozon adalah senyawa kimia yang memiliki kemampuan membunuh bakteri dan memiliki daya oksidasi yang kuat. Selain membunuh bakteri, ozon juga mampu mengoksidasi zat besi dan mangan, serta menghilangkan senyawa penyebab bau, rasa, warna, zat organik, deterjen, fenol, dan zat organik lainnya.
II-29
3) Kaporit (hipoklorit) juga digunakan sebagai bahan kimia untuk desinfeksi.
B. Disinfeksi fisik:
1) Gelombang mikro menggunakan irradiasi sinar gamma.
2) Sinar ultraviolet (UV) digunakan untuk menghilangkan virus.
Bangunan pelengkap dalam sistem bangunan pengolahan air minum adalah bangunan yang berfungsi untuk mendukung operasional bangunan pengolahan utama. Bangunan pelengkap ini mencakup berbagai ruangan dan fasilitas, antara lain:
1. Ruang pembubuhan bahan kimia: Digunakan untuk menyimpan dan mengolah bahan kimia yang digunakan dalam proses pengolahan air, seperti koagulan dan desinfektan.
2. Ruang jaga: Merupakan ruangan tempat petugas mengawasi dan mengendalikan operasi unit produksi SPAM.
3. Ruang laboratorium: Digunakan untuk melakukan pengujian dan analisis kualitas air, memonitor parameter-parameter penting, serta melakukan pengujian kualitas air minum.
4. Ruang gudang: Tempat penyimpanan peralatan cadangan, suku cadang, dan material lainnya yang diperlukan dalam operasional SPAM.
5. Ruang penyimpanan bahan kimia: Digunakan untuk menyimpan bahan kimia dengan aman dan sesuai prosedur, serta dilengkapi dengan pengaturan suhu dan ventilasi yang tepat.
6. Peralatan mekanikal dan elektrik: Meliputi panel pompa, generator (genset), dan tangki bahan bakar. Peralatan ini diperlukan untuk menjaga ketersediaan daya listrik, mengoperasikan pompa air, dan menyimpan bahan bakar yang diperlukan.
7. Sarana pembuangan lumpur: Digunakan untuk mengelola dan membuang lumpur hasil dari pengurasan bak pengendapan dan pencucian saringan.
II-30
Bangunan pelengkap ini berperan penting dalam mendukung kinerja dan pengoperasian yang efektif dari sistem pengolahan air minum (PUPR, 2020)
2.3.3. Bangunan Penampungan Air Minum
Mengacu pada Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 18 Tahun 2007 tentang Penyelenggaraan Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum, air yang dihasilkan dari IPA dapat ditampung dalam reservoir air yang berfungsi untuk menjaga kesetimbangan antara produksi dengan kebutuhan, sebagai penyimpan kebutuhan air dalam kondisi darurat, dan sebagai penyediaan kebutuhan air untuk keperluan instalasi.
Bangunan yang berguna sebagai penampungan air bersih yang telah diolah yang disebut bak penampung/ reservoir ini dapat berupa beton cor, pasangan bata, atau bak plastik yang harus kedap air dan tidak mudah bocor, bak penampung juga dapat memperbaiki mutu air melalui proses pengendapan.
Fungsi reservoir antara lain:
1. Equalizing Flows, yaitu untuk menyeimbangkan aliran-aliran, sedangkan debit yang keluar bervariasi atau berfluktuasi, unsur ini diperlukan suatu penyeimbangan aliran yang selain melayani fluktuasi juga dapat digunakan untuk menyimpan cadangan air untuk keadaan darurat.
2. Equalizing pressure atau menyeimbangkan tekanan, pemerataan tekanan diperlukan akibat bervariasinya pemakaian air di daerah distribusi.
3. Sebagai distributor, pusat atau sumber pelayanan.
Variasi reservoir disesuaikan sistem pengaliran, yaitu:
1. Reservoir tinggi, yaitu pengaliran distribusi dilakukan secara gravitasi, reservoir ini bisa berupa ground tank (reservoir), atau berupa reservoir menara (roof tank) yang ketinggiannya harus diperhitungkan agar pada titik kritis masih ada sisa tekan.
2. Reservoir rendah yaitu pengaliran distribusi dilakukan dengan pemompaan, reservoirnya berupa ground tank.
3. Penggunaan reservoir pembantu, misalkan karena adanya batasan konstruksi, sehingga volume yang keluar dari reservoir tidak mencukupi.
III-1
BAB III
PELAKSANAAN KULIAH KERJA LAPANGAN
3.1. Waktu Pelaksanaan
Kuliah Kerja Lapangan (KKL) tahun 2024 Teknik Lingkungan 2022 dilaksanakan pada tanggal 18 sampai dengan 20 September 2024 di Kota dan Kabupaten Bandung
3.2. Lokasi Kunjungan 3.2.1. Pupuk Kujang Cikampek
Pupuk Kujang Cikampek terletak di Kawasan Industri Kujang Cikampek, Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Lokasi ini strategis, berada di tengah-tengah wilayah industri Cikampek yang dekat dengan jalur utama transportasi seperti Tol Jakarta-Cikampek, yang memudahkan akses distribusi produk ke berbagai wilayah di Indonesia. Pupuk Kujang Cikampek dikelilingi oleh area industri lain, menjadikannya pusat aktivitas manufaktur dan perdagangan di Jawa Barat.
Kawasan ini didesain dengan infrastruktur yang mendukung kegiatan industri serta manajemen limbah dan lingkungan yang tertata.
Gambar 3. 1 Kunjungan ke PT Pupuk Kujang Cikampek 3.2.2. Instalasi Pengolagan Air Limbah (IPAL) Cisirung
IPAL Cisirung berlokasi di Kecamatan Dayeuhkolot, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. IPAL ini berada dekat dengan Sungai Citarum, yang juga menjadi
III-2
lokasi pembuangan akhir setelah limbah diolah. Lokasi ini dipilih karena strategis dan dekat dengan pusat kota serta daerah permukiman padat penduduk, sehingga dapat efektif menjangkau berbagai titik sumber limbah domestik di kawasan Bandung Raya. Selain itu, kawasan ini didukung oleh infrastruktur untuk memudahkan pengumpulan limbah domestik dari perumahan dan industri di sekitar Bandung.
Gambar 3. 2 Lokasi Kunjungan IPAL Cisirung 3.2.3. Intalasi Pengolahan Air (IPA) Sadu
IPA Sadu berlokasi di Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. Terletak di area perbukitan, lokasi ini memiliki akses ke sumber air baku yang berasal dari Sungai Ciwidey, yang mengalir di sekitar kawasan tersebut.
Lokasi IPA Sadu dipilih karena kedekatannya dengan sumber air bersih yang masih terjaga kualitasnya. Selain itu, kawasan ini juga memiliki akses transportasi yang memudahkan pendistribusian air bersih ke berbagai daerah di Kabupaten Bandung.
Lingkungan sekitar IPA Sadu relatif jauh dari kawasan industri, yang membantu menjaga kualitas air baku yang akan diolah menjadi air bersih.
III-3
Gambar 3. 3 Kunjungan ke IPA Sadu 3.3. Jadwal Acara Kuliah Kerja Lapangan
Tabel 3. 1 Jadwal Acara Kuliah Kerja Lapangan RD PKC
NO JAM Durasi Item Acara Keterangan
Awal - Akhir
1 13:00 - 13:10 0:10 Kedatangan Peserta 2 13:10 - 13:20 0:10 Pembukaan
3 13:20 - 13:25 0:05 Smbutan dari PT Pupuk Kujang CIkampek
4 13:25 - 13:30 0:05 Sambutan dosen pempimbing KKL 2024
5 13:30 - 14:15 0:45 Perkenalan dan pemaparan materi dari Pupuk Kujang Cikampek 6 14:15 - 14:45 0:30 Sesi tanya jawab 7 14:45 - 15:45 1:00 Observasi lapangan 8 15:45 - 15:55 0:10 Penutupan dan foto Bersama
III-4
RD ACARA DAY 2 (IPAL CISIRUNG)
NO JAM Durasi Item Acara Keterangan
Awal - Akhir
1 5:30 - 7:30 2:00 Sarapan dan persiapan keberangkatan
Peserta sarapan dan persiapan kunjungan
mengenakan baju formal dan membawa jaket
angkatan 2 7:30 - 9:00 1:30 Perjalanan menuju IPAL Cisirung
k 9:00 - 9:10 0:10 Kedatangan peserta di IPAL Cisirung
Mengenakan jaket angkatan, mematuhi peraturan yang telah dihimbau, hingga
kembali ke bus 4 9:10 - 9:15 0:05 Pembukaan dari IPAL Cisirung
5 9:15 - 9:20 0:05 Sambutan dari IPAL Cisirung 6 9:20 - 9:25 0:05 Sambutan dari dosen pembimbing
KKL
7 9:25 - 10:35 1:10 Kloter 1 : Perkenalan dan Pemaparan dari IPAL Cisirung
serta tanya jawab; Kloter 2 : Observasi Lapangan
Kloter 1 = Bis 1 ; Kloter 2 = Bis 2
8 10:35 - 11:45 1:10 Kloter 1 : Observasi lapangan;
Kloter 2 : Perkenalan dan Pemaparan dari IPAL Cisirung
serta tanya jawab
Kloter 1 = Bis 1 ; Kloter 2 = Bis 2
9 11:45 - 11:55 0:10 Penutupan dan foto bersama
III-5
10 11:55 - 12:00 0:05 Peserta kembali ke bus masing- masing
11 12:00 - 14:00 2:00 Perjalanan menuju lokal resto untuk makan siang dan ISHOMA 12 14:00 - 17:00 3:00 Perjalanan kembali menuju hotel
dan free time
13 17:00 - 18:00 1:00 Kembali ke hotel dan persiapan acara prom night
14 18:00 - 22:30 4:30 Acara Prom Night
15 22:30 Kembali ke kamar masing-masing RD ACARA DAY 2
NO JAM Durasi Item Acara Keterangan
Awal - Akhir
1 5:30 - 7:00 1:30 Sarapan dan persiapan keberangkatan
Peserta sarapan dan persiapan kunjungan
mengenakan baju formal dan membawa jaket
angkatan 2 7:00 - 9:00 2:00 Perjalanan menuju PDAM Tirta
Raharja
k 9:00 - 9:10 0:10 Kedatangan peserta di PDAM Tirta Raharja
Mengenakan jaket angkatan, mematuhi peraturan yang telah dihimbau, hingga
kembali ke bus 4 9:10 - 9:15 0:05 Pembukaan dari PDAM Tirta
Raharja
III-6
5 9:15 - 9:20 0:05 Sambutan dari PDAM Tirta Raharja
6 9:20 - 9:25 0:05 Sambutan dari dosen pembimbing KKL
7 9:25 - 10:10 0:45 Perkanalan dan pemaparan materi dari PDAM Tirta Raharja 8 10:10 - 10:40 0:30 Sesi tanya jawab 9 10:40 - 11:50 1:10 Observasi Lapangan 10 11:50 - 12:00 0:10 Penutupan dan foto bersama 11 12:00 - 14:00 2:00 Perjalanan menuju lokal resto
untuk makan siang dan ISHOMA 12 14:00 - 17:00 3:00 Perjalanan kembali menuju hotel
dan free time
13 17:00 - 18:00 1:00 Kembali ke hotel dan persiapan acara prom night
14 18:00 - 22:30 4:30 Acara Prom Night
15 22:30 Kembali ke kamar masing-masing
3.4. Peserta Kuliah Kerja Lapangan
Kegiatan Kuliah Kerja Lapangan ke PT Pupuk Kujang Cikampek, IPAL Cisirung, dan IPA Sadu ini diikuti oleh 162 mahasiswa Teknik Lingkungan angkatan 2022, 3 dosen, dan 2 tenaga pendidik.
Tabel 3. 2 Peserta KKL Angkatan 2022
No Nama Mahasiswa NIM
1 ANTONIO GLENCHERBIRLIEGIE HUTAGAOL 21080122110038 2 AULIA ANINDHITA MAHESWARI 21080122110039
3 ADYNDA SUCI KUSMA 21080122120001
4 IVANIARI SIMANJUNTAK 21080122120002
5 EVA RIZQI ASDY 21080122120003
