PERENCANAAN PEMBANGUNAN UNIT INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KOPI DI PDP KAHYANGAN
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Negara produsen kopi terbesar ke empat dunia adalah Indonesia. Prospek pertanian/industri kopi Indonesia meliputi tumbuh kembangnya industri hilir sampai hulu pengolah kopi yang dapat berdampak pada tercipatanya lapangan kerja bagi masyarakat sekitar, pendapatan petani dan produk kopi yang beraneka ragam serta dapat memenuhi kebutuhan masyarakat di Indonesia atau bahkan diekspor ke dunia luar (Haryanto, 2012). Salah satu Kopi yang banyak dibudidayakan adalah Kopi Jenis Robusta. Kelebihan dari Kopi ini adalah tahan terhadap serangan penyakit, serta memiliki karakteristik rasa yang lebih pahit dan serta memiliki kadar kafein yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan kopi Arabika (Hakim dan Septian, 2011).
Industri Kopi merupakan salah satu Badan Usaha Milik Daerah (BUMD) Kabupaten Jember yang banyak digemari oleh masyarakat. Hal ini disebabkan karena kopi memiliki aroma dan cita rasa yang khas dan nikmat yang tidak dimiliki oleh bahan minuman lainnya. Salah satu Perusahaan BUMD yang mengelola biji Kopi yaitu PERUMDA Perkebunan Kahyangan Jember. Limbah yang dihasilkan dari Industri Kopi ini diantaranya Limbah Cair dan Padat. Limbah cair berupa hasil olahan sebelum menjadi barang mentah, sedangkan limbah padat merupakan limbah biji kulit kopi.
Besarnya peminat kopi di Indonesia akan berdampak pada produksi kopi.
Semakin banyak peminat kopi, maka produksi biji kopi tentunya mengalami peningkatan sehingga limbah yang dihasilkan juga meningkat. Limbah yang dihasilkan akan berdampak terhadap lingkungan. Dampak lingkungan yang berupa polusi organik limbah kopi yang paling berat adalah pada perairan dimana effluent kopi dikeluarkan. Dampak tersebut berupa pengurangan oksigen dikarenakan tingginya kadar BOD dan COD.
Pentingnya dilakukan penelitian karena pihak PERUMDA Kahyangan masih belum memiliki data baku limbah kopi yang dihasilkan. Selain itu, ada hal lain yang dinyatakan penting untuk dilakukan penelitian, yaitu masih belum efektifnya pengolahan IPAL yang ada saat ini. Hal yang terpenting adalah berupaya untuk mengurangi polutan yang ada di kandungan limbah cair kopi dengan cara memanajemen dengan baik unit pengolahan IPAL.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan Masalah yang akan dibahas diantaranya :
1. Bagaimana Kondisi IPAL yang ada pada Pabrik Kopi Perumda Kahyangan?
2. Kandungan limbah apa saja yang ada di limbah cair kopi PERUMDA Kahyangan Jember?
3. Bagaimana cara untuk menentukan Alternatif Pengolahan untuk mengurangi kadar pencemar pada limbah cair kopi?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yang ingin dicapai sebagai berikut :
1. Menentukan proses pengolahan limbah kopi Existing di PERUMDA Kahyangan Jember
2. Menentukan kandungan limbah cair kopi PERUMDA Kahyangan Jember 3. Menentukan Alternatif Pengolahan untuk mengurangi kadar pencemar pada
limbah cair kopi 1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini sebagai berikut :
1. Menambah ilmu dan wawasan terkait kandungan limbah kopi dan cara penanganannya.
2. Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang sudah di dapat di perkuliahan dengan kebutuhan di lapangan.
3. Memberikan ilmu kepada khalayak umum terutama para pekerja dan staff PERUMDA Kahyangan Jember
1.5 Batasan Masalah
1. Limbah Kopi yang diteliti hanya limbah cair setelah proses pengolahan 2. Potensi penggunaan limbah kopi
3. Parameter kualitas limbah kopi (BOD, COD, Kekeruhan, pH) 4. Lingkup penelitian
5. Lokasi penelitian ada di PERUMDA Kahyangan Panti, Jember
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Limbah
Limbah menjadi permasalahan umum dari sebuah industri yang jika tanpa diolah terlebih dahulu akan menimbulkan pencemaran lingkungan. Salah satu jenis limbah yang dihasilkan dari proses produksi adalah Air limbah. Air Limbah merupakan air yang berasal dari aktivitias rumah tangga, perkantoran, pertokoan, Industri, dan lain-lain yang sudah tidak digunakan kembali(Rimantho. Athiyah, 2018).
Air limbah Industri adalah air yang dihasilkan dari pengolahan suatu proses industri. Umumnya, air limbah industri ini memiliki kandungan yang kurang baik dikarenakan memiliki kandungan yang dapat mengkontaminasi lingkungan sekitar.
Kontaminan yang dihasilkan oleh air limbah industri bermacam-macam karena industri satu dengan yang lain tidak sama. Jenis air limbah yang dihasilkan tergantung dari hal-hal berikut :
− Pemrosesan bahan baku awal
− Reaksi yang terjadi di Industri
− Bahan Aditif yang digunakan di Industri
Secara umum, limbah cair dapat dikategorikan menjadi : 1. Human Excreta (Feses dan Urin)
2. Sewage (Air Limbah)
3. Industrial/Commercial Waste (Limbah Industri)
Limbah Industri adalah limbah yang dihasilkan dan berasal dari industri baik langsung maupun tak langsung. Limbah Industri ini banyak mengandung senyawa dan bahan yang sangat berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan manusia.
Berdasarkan karakteristik air limbah industri terdiri dari 2 jenis, diantaranya Black Water (Limbah Pekat) yang berasal dari buangan air Toilet, dan Grey Water yang berasal dari wastafel, dan dapur (Notoatmodjo, 2011).
2.1.1 Sumber Limbah
Berdasarkan sumbernya, limbah dibagi menjadi 2 yaitu limbah domestik dan limbah non domestik. Kedua limbah ini berbeda baik dari zat penyusunnya dan asalnya.
a) Limbah Domestik, berasal dari limbah yang dibuang dari pemukiman penduduk, pasar, pertokoan, dan lain-lain. Pada umumnya, limbah domestik berasal dari penggunaan jamban/aktivitas manusia seperti mandi, mencuci, dan memasak (Sutarmiyati, 2019).
b) Limbah Non-Domestik, umumnya dihasilkan oleh Industri/pabrik yang menghasilkan sisa-sisa dan tidak bisa digunakan kembali (Metcalf & Eddy, 1991).
2.1.2 Jenis Limbah
Limbah dibagi menjadi 3 jenis berdasarkan komposisi fisiknya, diantaranya (Abdurrahman, 2006) Limbah Padat, Limbah Cair, dan Limbah Gas. Limbah Padat berarti limbah yang berbentuk padat, kering dan tidak dapat diangkut dan sukar dipindahkan. Contoh dari limbah padat diantaranya, sisa makanan, kulit sayur, dan kayu sisa. Kedua, limbah cair merupakan limbah yang berasal dari sisa air limbah yang umumnya dihasilkan oleh rumah tangga dan usaha. Limbah cair meliputi air limbah domestik, air limbah industri dan limbah pertanian. Pengelolaan limbah cair ini sangat penting untuk menjaga keberlanjutan lingkungan dan kesehatan manusia.
Dan yang terakhir, limbah gas merupakan limbah yang berbentuk gas seperti asap pembakaran bahan bakar fosil, limbah pertanian, dan emisi kendaraan. Contoh limbah gas yakni, CO2, CH4, dan NH3. Pengelolaan gas ini menjadi penting agar kualitas udara dapat terjaga dengan baik sehingga tidak membahayakan pernafasan.
2.2 Parameter Air Limbah
Parameter yang digunakan harus memenuhi kriteria mutu yang berlaku agar dapat dikatakan layak untuk dibuang ke lingkungan. Parameter pengolahan air limbah meliputi pH, BOD, COD, DO, dan Total Padatan. Data tersebut
menunjukkan bahwa setiap limbah pasti memiliki kandungan Parameter Air Limbah yang dapat menyatakan limbah tersebut tercemar atau tidak.
2.2.1 pH
Nilai pH menunjukkan bahwa apakah telah terjadi perubahan sifat dari asam menjadi basa atau bahkan sebaliknya, basa menjadi asam. pH yang tidak normal ini membuat lingkungan yang dialiri tidak akan bertahan dengan kondisi asam maupun basa sehingga dapat merusak alam sekitar (Atima, W. 2015).
2.2.2 BOD (Biological Oxygen Demand)
Apabila kadar BOD, COD, TSS, dan Kuantitas Air limbah melampaui baku mutu yang sudah ditentukan, maka dapat dipastikan bahwa air limbah tersebut tercemar dan dapat mencemari lingkungan sekitar. BOD penting untuk menentukan perkiraan jumlah oksigen yang akan diperlukan untuk menstabilkan bahan organik secara biologi. Selain itu, adanya pengukuran BOD dapat menentukan fasilitas yang digunakan untuk pengolahan limbah.
2.2.3 COD (Chemical Oxygen Demand)
Parameter selanjutnya yang ada di Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 5 tahun 2014 adalah COD. COD merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menduga/menghitung julah total bahan organik yang ada di perairan, baik yang mudah terurai ataupun sukar terurai. Adanya BOD dan COD akan diketahui jumlah bahan organik yang sulit terurai yang ada di dalamnya.
2.2.4 DO (Dissolved Oxygen)
Dissolved Oxygen (DO) adalah parameter air limbah yang menyatakan jumlah oksigen terlarut dalam air sebagai hasil fotosintesis. Oksigen ini sangat penting untuk penyerapan makanan oleh organisme akuatik (Stoker, 1979). Pengukuran DO juga mencoba untuk menentukan kemampuan suatu perairan untuk mendukung makhluk air seperti ikan dan bakteri. Selain itu, jumlah oksigen dalam air menentukan kemampuan air untuk menghilangkan kontaminan. Satuan DO disajikan sebagai persentase kejenuhan/saturasi (Stoker, 1979).
2.2.5 TSS (Total Suspended Solid)
TSS memiliki kepanjangan Total Suspended Solid yang berarti jumlah berat dalam mg/L kering lumpur yang ada dalam limbah setelah penyaringan (Sugiharto, 1987 dalam Dewa, 2016). Adanya padatan tersuspensi pada air limbah akan menghalangi sinar matahari ke dalam air sehingga kandungan oksigen dapat berkurang dikarenakan proses fotosintesis tidak dapat berlangsung dengan sempurna yang dapat mengakibatkan mikroorganisme menjadi terganggu (Kristanto, 2013).
2.3 Baku Mutu Air Limbah
Ukuran, atau batas kadar pencemar yang terkandung dalam air limbah yang nantinya akan dibuang ke permukaan yang berasal dari suatu usaha dan/atau kegiatan manusia dinamakan Baku Mutu Air Limbah (Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No. 5, 2014). Dalam surat KEP-51/MENLH/10/1995 ditetapkan baku mutu limbah cair dari 21 jenis kegiatan Industri. Perusahaan Kawasan Industri adalah Perusahaan yang melakukan pengelolaan di bidang Industri. Baku Mutu Limbah Cair Kawasan Industri merupakan jumlah dan/atau batas maksimum limbah cair yang dihasilkan oleh suatu industri yang diperbolehkan untuk dibuang ke lingkungan di sekitar Kawasan industri (Atima, W. 2015).
Limbah yang dihasilkan oleh Perusahaan yang berada di Kawasan PERUMDA Kahyangan Panti harus diolah terlebih dahulu sesuai dengan baku mutu air limbah yang tercantum dalam Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah. Berikut baku mutu air limbah kopi.
Tabel 2.1 Baku Mutu Air Limbah
Parameter Satuan Kadar Maksimum
pH - 6-9
BOD Mg/L 90
COD Mg/L 200
TSS Mg/L 150
Kuantitas Air Limbah Mg/L 30 m3/ton produk
Sumber : PermenLHK No. 5 Tahun 2014 Lampiran XXV
Baku mutu lingkungan hidup pada umumnya merupakan standar untuk menentukan apakah sebuah media tersebut tercemar atau tidak. Baku mutu lingkungan yang ada sangat membantu dalam perlindungan alam agar tidak tercemar.
2.4 Teknologi Pengolahan Air limbah Industri
Tujuan utama pengolahan air limbah untuk mengurangi konsentrasi kontaminan dalam limbah tersebut. Dalam pengolahan Air limbah industri memerlukan proses khusus sehingga limbah cair yang diproses tidak merusak lingkungan. Pengolahan air limbah dapat dipisahkan menjadi beberapa tahap :
1. Pengolahan Awal (Pretreatment)
Pada Pengolahan Awal, proses yang terjadi adalah proses fisik yang dirancang untuk menghilangkan partikel tersuspensi dan minyak dari aliran air limbah. Alat yang bisa digunakan pada Pretreatment ini seperti, bar screen, grit chamber, dan bak ekualisasi.
2. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment)
Pengolahan tahap pertama atau pengolahan primer bertujuan untuk melanjutkan proses dari pengolahan awal agar lebih baik dalam memroses limbah. Perbedaan antara pengolahan awal dengan pengolahan tahap pertama terletak pada proses yang terjadi. Pada proses pengolahan tahap pertama dimulai dari netralisasi, sedimentasi dan filtrasi.
3. Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment)
Pengolahan tahap kedua memiliki tujuan untuk menghilangkan senyawa terlarut pada air limbah dann tidak dapat dihilangkan dengan prosedur fisik konvensional. Peralatan yang digunakan meliputi activated sludge, anaerobic lagoon, tricking filter, stabilization basin, rotating biological, dan lain-lain.
4. Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment)
Pada tahap ketiga, terjadi proses koagulasi dan sedimentasi, filtrasi, pertukaran ion, dan flotasi.
5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)
Dari ke empat pengolahan diatas, ada pengolahan yang dilakukan terakhir yaitu pengolahan lumpur. Lumpur ini harus diolah secara terpisah untuk mengurangi volume, memperbaiki stabilitasnya dan menghilangkan bahaya yang terkait. Proses pengolahan lumpur dapat dilakukan dengan kolam lagoon, Sludge Drying Bed, atau Landfill.
2.5 Penelitian Terdahulu
No Nama Penulis
& Tahun
Metode & Tujuan Hasil &
Kesimpulan
Perbedaan
1 Novita, E.
Salim, M. B.
Pradana, H. M., 2021
Metode yang dilakukan untuk penanganan air limbah industri kopi menggunakan metode koagulasi-flokulasi menggunakan Koagulan Alami Biji Asam Jawa dengan pengolahan uji Analysis of Variance (ANOVA). Penelitian ini bertujuan untuk menentukan perlakuan koagulasi-flokulasi terbaik dalam memperbaiki kualitas air limbah
pengolahan kopi.
Koagulasi- flokulasi menggunakan koagulan biji asam jawa mampu menurunkan konsentrasi bahan pencemar pada air limbah pengolahan kopi yang
diindikasikan oleh penurunan parameter TSS, TDS,
Kekeruhan, COD.
Tidak
merencanakan Detail Engineering Designnya.
2. Rosidi, M. 2017 Untuk menentukan dan merencanakan alternatif Instalasi Pengolahan Air Limbah beserta Detail Engineering Design nya
Didapatkan perhitungan Detail Engineering Design
Limbah yang dijadikan untuk penelitian berbeda.
BAB 3. METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Lokasi Rencana Perancangan
Lokasi Rencana Perancangan berada di Perusahaan Umum Daerah (Perumda) Kahyangan di Kecamatan Panti. Kecamatan Panti terletak di Kabupaten Banyuwangi, Provinsi Jawa Timur. Secara Geografis, Perkebunan Kaliklepuh/Gunung Pasang terletak ± 18 km dari Ibu kota Kabupaten Jember dan terletak pada titik koordinat 1130, 38’ 15,9” Bujur Timur dan 8006’06.4” Lintang Selatan. Batas Perusahaan Daerah Perkebunan Gunungpasang adalah sebagai berikut :
1. Sebelah Barat : Kebun Bagian Ketajik
2. Sebelah Timur : Kebun Keputren dan Desa Sodong 3. Sebelah Utara : Hutan Perhutani
4. Sebelah Selatan : Desa Kemiri
Gambar 3.1 Lokasi Perencanaan 3.2 Kerangka Penelitian
Kerangka Penelitian disusun bertujuan untuk memudahkan perancangan, sebagai pedoman awal dalam pelaksanaan perancangan sehingga kesalahan yang
berisiko dapat diminimalisasi. Penyusunan tahao percancangan memiliki tujuan lain yakni untuk menentukan langkah awal yang harus dilakukan agar runtut dan benar. Tahapan perancangan yang akan dilakukan sebagai berikut:
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
3.3 Pengumpulan Data
Data yang digunakan dalam proses perencanaan Instalasi Pengolahan Air Limbah ini sangat penting. Pengambilan dan penyusunan data dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh segala macam informasi yang dapat membantu dalam
Data Sekunder:
1. Baku Mutu Air Limbah sesuai Peraturan Menteri LH nomor 05 Tahun 2014
2. Data Limbah Kopi hasil penelitian terdahulu
3. Gambar Denah/Layout pabrik Data primer:
1. karakteristik limbah cair (BOD, COD, TSS, pH)
2. Luas Lahan Lokasi perencanaan IPAL 3. Kebutuhan Air dalam Proses Produksi 4. Lokasi Pembuangan Akhir di sekitar pabrik
Pengujian Pendahuluan Mulai Pengumpulan data
Pengolahan Data, dan Autocad 2020
Selesai 1. Perhitungan debit
limbah kopi
2. Penentuan Kualitas Air Limbah
3. Penentuan Baku Mutu Air Limbah (PERMEN LH 5, 2014)
4. Penetapan Alternatif pengolahan yang digunakan
5. Penetapan Kriteria Desain dan Perhitungan IPAL
6. Penggambaran Detail Engineering Design dengan Autocad 2020
proses perencanaan. Jenis data yang dikumpulkan dibagi menjadi data primer dan sekunder.
3.3.1 Data Primer
Data Primer merupakan data yang diperoleh dari pengukuran dan/atau pengamatan yang dilakukan di lapangan secara langsung, maupun di laboratorium.
Contoh data primer yang digunakan diantaranya data BOD, COD, TSS dan kandungan pH pada limbah kopi. Selain itu, Data Primer yang menjadi kebutuhan dalam perencanaan ini diantaranya luas lahan yang tersedia untuk lokasi bangunan IPAL, dan kebutuhan jumlah air yang akan digunakan selama proses pengolahan Kopi.
Pengambilan Sampel dilakukan untuk memenuhi kebutuhan karakteristik kimia yang ada pada air limbah kopi. Pengambilan Sampel dilakukan secara Grab Sampling yaitu dengan mengambil contoh air limbah pada saluran pembuangan limbah pabrik atau bak penampung. Pengambilan Sampel dilaksanakan berdasarkan SNI 8995:2021. Sampel yang telah didapatkan selanjutnya diteliti kandungannya di Laboratorium.
3.3.2 Data Sekunder
Data Sekunder merupakan data yang diperoleh selain dari hasil pengamatan di lapangan. Data sekunder yang diperlukan dalam perancangan dapat berupa dokumen dan gambar. Data Sekunder yang dibutuhkan pada perencanaan ini diantaranya baku mutu air limbah, data limbah kopi penelitian terdahulu, dan layout pabrik.
3.4 Pengolahan Data
Pengolahan Data merupakan tahap yang penting dalam proses penelitian dan perencanaan. Pengolahan data bertujuan untuk mengetahui unit pengolahan apa saja yang akan direncanakan dan mengetahui kadar pencemar setelah melalui proses pengolahan. Selain itu, adanya pengolahan data bertujuan untuk memungkinkan
peneliti dapat menarik kesimpulan yang akurat dan menghasilkan penemuan yang terbaru. Pengolahan data penelitian memiliki tahapan berikut:
a. Memperoleh kualitas air limbah yang telah diuji b. Merencanakan dan menghitung alternatif pengolahan c. Menghitung neraca massa
d. Menghitung kriteria desain dan effluen
e. Menggambar perencanaan (Detail Engineering Design) 3.5 Jadwal Penelitian
No. Jenis Kegiatan Bulan Ke -
1 2 3 4
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Studi Literatur
2 Survey Lapang 3 Pengambilan Sampel 4 Pengujian Sampel 5 Pengolahan Data 6. Penyusunan Laporan
Keterangan :
= Pelaksanaan Kegiatan
DAFTAR PUSTAKA
Arif, M. A., Abdullah, I., Rangkuti, E. M., & Zainal, Z. (2021). Manajemen Pengolahan Air Limbah Industri di Kawasan Industri Medan. Juripol (Jurnal Institusi Politeknik Ganesha Medan), 4(2), 468-477.
Budi, D. Dkk. (2020). Karakterisasi Kopi Bubuk Robusta (Coffea canephora) Tulungrejo Terfermentasi Dengan Ragi. Jurnal Agroindustri pISSN:
20885369.
GISEN, M. (2018). Pengawasan Mutu Pengolahan Limbah Cair di PT. Indofood Fritolay Makmur. Laporan Kerja Praktek. Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang.
Irianto, I. K. (2015). Hasil Proses Teknologi Pengolahan Limbah Cair Secara Biologi Terhadap Kualitas dan Produksi Bahan Baku Pupuk. Wicaksana:
Jurnal Lingkungan. Universitas Warmadewa, Denpasar.
Metcalf & Eddy, 1991. Wastewater Engineering Treatment Disposal Reuse, Third Edition, Tata Mc Graw Hill Publishing Company Ltd, New Delhi.
Nasir, M., Saputro, E. P., & Handayani, S. (2016). Manajemen pengelolaan limbah industri. Benefit: Jurnal Manajemen dan Bisnis, 19(2), 143-149.
Novita, E., Salim, M. B., & Pradana, H. A. (2021). Penanganan Air Limbah Industri Kopi Dengan Metode Koagulasi-Flokulasi Menggunakan Koagulan Alami Biji Asam Jawa (Tamarindus Indica L.). Jurnal Teknologi Pertanian, 22(1), 13-24.
Rosilawati, M. SISTEM MANAJEMEN LINGKUNGAN PADA PENGELOLAAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT (Studi Kasus RSUD Dr.
Soedarso dan RSU St. Antonius). Jurnal TEKNIK-SIPIL, 15(1).
Supriyatno, B. (2000). Pengelolaan air limbah yang berwawasan lingkungan suatu strategi dan langkah penanganannya. Jurnal Teknologi Lingkungan, 1(1).
SM, S. B. P. Pemanfaatan Limbah Substrat dan Limbah Cair Kopi sebagai Media Pembibitan Tembakau Besuki. Agrosains: Jurnal Penelitian Agronomi, 24(1), 27-31.
Wahyono, F, P. 2020. Perencanaan Drainase Kampus Tegal Boto Universitas Jember. Skripsi. Fakultas Teknik: Universitas Jember
