7

BAB II KERANGKA TEORITIS, KERANGKA BERPIKIR

2.1. Landasan Teori 2.1.1. Perencanaan Pengertian perencanaan memiliki banyak makna sesuai dengan pandangan masing-masing ahli dan belum terdapat batasan yang dapat diterima secara umum. Beberapa batasan perencanaan menurut para ahli dalam memaparkan pengertian perencanaan adalah : Menurut Abdurachman dalam artikelnya yang berjudul Analisa Perencanaan Pembangunan (www.penataruang.net:2010) adalah

pemikiran rasional berdasarkan fakta-fakta atau pemikiran perkiraan sebagai persiapan untuk melaksanakan tindakan-tindakan berikutnya. Perencanaan adalah pemilihan alternatif atau pengalokasian sebagai sumber daya yang tersedia secara optimal. Pengertian perencanaan mempunyai beberapa definisi rumusan yang berbeda satu dengan yang lainnya. Cuningham (2009) menyatakan bahwa perencanaan adalah menyeleksi dan mengkaitkan pengetahuan, fakta, imajinasi, dan asumsi masa yang akan datang dengan tujuan memvisualisasikan dan memformulasi hasil yang diharapkan, urutan kegiatan yang diperlukan dan atau perilaku, dalam batas-batas yang dapat diterima dan digunakan dalam penyelesaian. Perencanaan dalam pengertian ini menitikberatkan kepada usaha untuk

7

8

menyeleksi dan mengkaitkan sesuatu dengan kebutuhan masa mendatang serta usaha untuk mencapainya. Menurut Herbert Simon (1996) perencanaan adalah sebuah proses pemecahan masalah yang bertujuan memperoleh solusi dalam suatu pilihan, sedangkan menurut Gordon Rowland (1993)

perencanaan bukan hanya membantu untuk menciptakan solusi tapi juga membantu untuk lebih memahami permasalahan itu sendiri, jadi sebuah usulan lebih diutamakan dibandingkan informasi awal. Proses perencanaan membuat kita untuk berfikir kembali atau merangkai masalah kembali. Kaufman (2009) mengatakan bahwa perencanaan adalah suatu proyeksi tentang apa yang diperlukan dalam rangka mencapai tujuan yang absah dan bernilai. Perencanaan berkaitan dengan penentuan apa yang akan dilakukan. Perencanaan mendahului pelaksanaan,

mengingat perencanaan merupakan suatu proses untuk menentukan ke mana harus pergi dan mengidentifikasikan persyaratan yang

diperlukan dengan cara yang efektif dan efisien. Maka perencanaan mengandung 6 pokok pikiran, yakni : a. Perencanaan melibatkan proses penetapan keadaan masa depan yang diinginkan, b. Keadaan masa depan dibandingkan dengan keadaan sekarang, sehingga dapat dilihat kesenjangannya, c. Untuk menutup kesenjangan itu diperlukan usaha-usaha,

9

d. Usaha yang dilakukan dapat beranekaragam dan merupakan alternatif yang mungkin ditempuh, dane.

Pemilihan alternatif yang paling baik adalah yang efektivitas dan efisiensi. Menurut George R. Terry (2009) Perencanaan adalah

menentukan apa yang harus dilakukan dan bagaimana cara melakukannya. Perencanaan meliputi tindakan memilih dan

menghubungkan fakta-fakta dan membuat serta menggunakan asumsiasumsi mengenai masa yang akan datang dalam hal memvisualisasi serta merumuskan aktivitas-aktivitas yang diusulkan yang dianggap perlu untuk mencapai hasil-hasil yang diinginkan. Kemantapan perencanaan teknis suatu bangunan air sangat ditentukan oleh pelaksanaan survei dan investigasi, sehingga mendapatkan data-data yang dipercaya dan selanjutnya akan mendapatkan hasil yang maksimal.

2.1.2. Instalasi Pengolahan Air Menurut Pedoman Konstruksi dan Bangunan Pd T-01-2004-C Instalasi pengolah air adalah suatu unit pengolah yang dapat mengolah air melalui proses pengadukan cepat, pengadukan lambat,

pengendapan, penyaringan dan desinfeksi yang berlangsung secara hidrolis, yang merupakan satu kesatuan.

10

2.1.3. Air Limbah

Air Limbah adalah air buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga). Dimana masyarakat bermukim, disanalah berbagai jenis limbah akan dihasilkan. Ada sampah, ada air kakus (black water), dan ada air buangan dari berbagai aktivitas domestik lainnya (grey water). Limbah padat lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak dikehendaki kehadirannya karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia Senyawa organik dan Senyawa anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan

penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah. Menurut Sugiharto (1987), air limbah (waste water) adalah kotoran masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya. Dengan demikian air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum. Menurut Ir. Hartono Poerbo (1988), Air Buangan atau Limbah (Waste water) adalah air yang telah selesai digunakan oleh berbagai kegiatan manusia (Rumah tangga, Industri, bangunan umum dan lainlain).

11

Menurut U. N. Mahida (1992), limbah adalah sampah cair dari suatu lingkungan masyarakat dan terutama terdiri air yang telah dipergunakan dengan hampir 0,1% berupa benda-benda padat yang terdiri dari zat organik dan bukan organik. Berdasarkan Petunjuk Teknis T-21-2000-C Departemen

Permukiman dan Prasaranan Wilayah, air buangan adalah semua cairan yang dibuang, tidak termasuk air hujan. Air buangan industri adalah air buangan proses dari industri yang tidak mengandung kotoran manusia. Sedangkan air limbah adalah semua jenis air

buangan yang megandung kotoran manusia, binatang atau tumbuhtumbuhan. Menurut Ehless dan Steel (2000), air limbah adalah cairan buangan yang berasal dari rumah tangga, industri, dan tempat-tempat umum lainnya dan biasanya mengandung bahan-bahan atau zat yang dapat membehayakan kehidupan manusia serta mengganggu

kelestarian lingkungan. Menurut Soufyan Moh. Noerbambang dalam bukunya

Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plambing air buangan atau sering pula disebut air limbah, adalah semua cairan yang dibuang, baik yang mengandung kotoran manusia, hewan, bekas tumbuh-tumbuhan, maupun yang mengandung sisa-sisa proses dari industri.

12

2.1.4. Karakteristik Air Buangan Industri Karakteristik air buangan tiap-tiap industri akan berbeda satu sama lain. Karakteristik air buangan ditentukan oleh kualitas dan kuantitas bahan-bahan pencemar yang dikandungnya. Pada

perencanaan suatu bangunan pengolahan air limbah , jenis bahan pencemar akan mempengaruhi pemilihan jenis unit pengolahan, sedangkan kuantitas air akan mempengaruhi dimensi unit pengolahan. Karakteristik air buangan industri dibagi menjadi tiga yaitu karakteristik fisik, kimia dan biologis. Untuk lebih jelasnya mengenai karakteristik air buangan buangan industri adalah sebagai berikut : 2.1.4.1. Karakteristik Fisik

2.1.4.1.1. Warna Warna adalah ciri kualitatif yang dapat dipakai untuk mengkaji kondisi umum air limbah. Jika warnanya coklat muda, maka umur air kurang dari 6 jam. Warna abuabu muda sampai setengah tua merupakan tanda bahwa air limbah sedang mengalami pembusukan atau telah ada dalam sistem pengumpul untuk beberapa lama. Bila warnanya abuabu tua atau hitam, air limbah sudah membusuk setelah mengalami anaerobik. pembusukan oleh bakteri dengan kondisi

13

2.1.4.1.2.

Temperatur (Suhu) Menurut Effendi (2003), suhu dari suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitute),ketinggian dari permukaan laut, waktu dalam hari, sirkulasi udara, .penutupan awan, dan aliran serta kedalaman badan air adalah salah satu faktor yang sangat penting bagi kehidupan organisme, karena suhu mempengaruhi baik aktivitas metabolisme maupun pengembangbiakan dari organismeorganisme tersebut.(Hutabarat dan Evans,1986) Suhu air limbah biasanya lebih tinggi dari pada air bersih karena adanya tambahan air hangat dari pemakaian perkotaan. Suhu air limbah biasanya bervariasi dari musim ke musim, dan juga tergantung pada letak geografisnya.

2.1.4.1.3.

Bau Bau menjadi semakin penting bila masyarakat sangat mempunyai kepentingan langsung atas terjadinya operasi yang baik pada sarana pengolahan air limbah. Senyawa utama yang berbau adalah hidrogen sulfida, senyawa senyawa lain seperti indol skatol, cadaverin dan mercaptan yang terbentuk pada kondisi anaerobik dan menyebabkan bau yang sangat merangsang dari pada bau hidrogen sulfida.

14

2.1.4.1.4.

Kekeruhan Kekeruhana (turbidity) adalah ukuran yang

menggunakan efek cahaya sebagai dasar untuk mengukur keadaan air sungai, kekeruhan ini disebabkan oleh adanya benda tercampur atau benda koloid di dalam air. Hal ini membuat perbedaan nyata dari segi estetika maupun dari segi kualitas air itu sendiri. Apabila air seperti ini dipergunakan sebagai bahan baku untuk suatu industri, maka air tersebut adalah tidak memenuhi persyaratan yang ada. Tabel 2.1. Karakteristik Fisik PENYEBAB DAMPAK Reaksi dengan Mengganggu Logam estetika Temperatur Aktivitas - Mempengar industri. Musim uhi aktivitas mikroba - Merusak kehidupan air - Kelarutan gas Bau Gas hasil - Mengurangi proses konsumsi air dekomposisi - Gangguan bahan organik pernapasan - Mual dan muntah Kekeruhan Banyaknya zat Mengganggu padat yang estetika tersuspensi Sumber : Metcalf & Eddy, 1991 PARAMETER Warna

15

2.1.4.2.

Karakteristik Kimia Biochemichal Oxygen Demand (BOD) Biochemichal Oxygen Demand (BOD) adalah

2.1.4.2.1.

banyaknya oksigen dalam ppm atau mg/l yang diperlukan untuk menguraikan benda organik oleh bakteri, sehingga limbah tersebut menjadi jernih kembali. Bahan organik yang tidak mudah terurai umumnya berasal dari limbah pertanian, pertambangan dan industri. Parameter BOD ini merupakan salah satu parameter yang di lakukan dalam pemantauan parameter air, khusunya pencemaran bahan organik yang tidak mudah terurai. BOD menunjukkan jumlah oksigen yang dikosumsi oleh respirasi mikro aerob yang terdapat dalam botol BOD yang diinkubasi pada suhu sekitar 20 0C selama. lima hari, dalam keadaan tanpa cahaya (Boyd,1998)2.1.4.2.2.

Chemical Oxygen Demand (COD) Chemical Oxygen Demand (COD) adalah banyaknya

oksigen dalam ppm atau mg/l yang dibutuhkan dalam kondisi khusus untuk menguraikan benda organik secara kimia. Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran oleh zat-zat organis yang secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses mukrobiologi dan mengakibatkan

berkurangnya oksigen terlarut di dalam air. (Alaerts.1984) Uji COD adalah suatu pembakaran kimia secara basah dari bahan organik dalam sampel. Larutan asam

16

dikromat digunakan untuk mengoksidasi bahan organik pada suhu tinggi. Berbagai prosedur COD yang menggunakan waktu reaksi dari menit sampai 2 jam dapat digunakan. Keberadaan bahan organik dapat berasal dari alam ataupun dari aktivitas rumah tangga dan industri. Perairan yang memiliki nilai COD tinggi tidak diinginkan bagi kepentingan perikanan dan petanian. Nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya kurang dari 29 mg/liter. Sedangkan pada perairan yang tercemar dapat lebih dari 200 mg/liter pada limbah industri dapat mencapai 60.000 mg/liter (UNISCO/WHO/UNEP. 1992)2.1.4.2.3.

Total Solid Suspended (TSS) TSS (Total Suspended Solid) adalah jumlah berat

dalam mg/l kering lumpur yang ada di dalam air limbah setelah mengalami penyaringan dengan membran berukuran 0,45 mikron.2.1.4.2.4.

pH (Keasaman) Konsentrasi ion hidrogen adalah ukuran kualitas dari

air maupun dari air limbah. Adapun kadar yang baik adalah kadar dimana masih memungkinkan adanya kehidupan biologis di dalam air berjalan dengan baik. Air limbah dengan konsentrasi air limbah yang tidak netral akan menyulitkan proses biologis, sehingga mengganggu proses penjernihannya.

17

pH yang baik bagi air minum dan air limbah adalah netral (pH 7). Semakin kecil nilai pH-nya, maka akan menyebabkan air tersebut berua asam. 2.1.4.2.5. Klorida Kadar klorida di dalam air dihasilkan dari rembesan klorida yang ada di dalam batuan dan tanah serta dari daerah pantai dan rembesan air laut. Kotoran manusia berisikan sekitar 6 gram klorida setiap orangnya tiap hari. Pengolahan secara konvensional masih kurang berhasil untuk

menghilangkan bahan ini dengan adanya klorida di dalam air, maka menunjukkan bahwa air tersebut telah mengalami pencemaran atau mendapatkan rembesan dari laut. 2.1.4.2.6. Minyak dan Lemak Merupakan zat pencemar yang sering dimasukkan kedalam kelompok padatan, yaitu padatan yang mengapung di atas permukaan air. Menurut Sugiharto (1987), bahwa lemak tergolong benda organik yang relatif tidak mudah teruraikan oleh bakteri. Terbentuknya emulsi air dalam minyak akan membuat lapisan yang menutup permukaan air dan dapat merugikan, karena penetrasi sinar matahari ke dalam air berkurang serta lapisan minyak menghambat pegambilan oksigen dari udara sehingga oksigen terlarut menurun. Untuk air sungai kadar maksimum lemak dan minyak 1 mg/l.

18

2.1.4.2.7.

Sianida Senyawa ini sangat beracun terhadap manusia karena dalam jumlah yang sangat kecil sudah dapat menimbulkan keracunan dan merusak organ hati. Tabel 2.2. Karakteristik Kimia

PARAMETER Biochemichal Oxygen Demand (BOD) Chemical Oxygen Demand (COD)

PENYEBAB Penguraian oleh mikroorganisme Banyaknya bahan organik yang dioksidasi dalam kondisi asam Buangan padat dari sektor domestik dan industri Ion hidrogen dalam air buangan Hasil Metabolisme manusia Sisa-sisa makanan

-

DAMPAK Mengurangi O2

- Merusak kehidupan air - Bersifat racun - Merusak kehidupan air Mengganggu estetika

Total Solid Suspended (TSS) pH Klorida Minyak dan Lemak

Mengetahui tingkat keasaman air Menyebabkan korosi pipa Menghalangi

masuknya matahari Sianida Buangan industri Sumber : Metcalf & Eddy, 1991 Melekat pada dinding pipa Beracun bagi manusia

Pada tabel 2 karakteristik kimia dari limbah cair dimana kualitaskimia air buangan ditunjukkan oleh faktorfaktor senyawa organik dan anorganik. Karakteristik kimia merupakan informasi dasar yang diperlukan untuk mencegah

19

adanya timbulan limbah cair yang dihasilkan dalam proses produksi.

2.1.4.3. 2.1.4.3.1. Bakteri

Karakteristik Biologi

Bakteri adalah organisme bersel satu dimana bendabenda organik menembus sel dan dipergunakan sebagai makanan. Apabila jumlah makanan dan gizi berlebihan, maka akan cepat berkembang biak sampai sumber makanan tersebut habis. Bakteri dijumpai di air, tanah serta udara yang dipengaruhi oleh suhu, kelembapan, konsentrasi oksigen, dan keasaman. Mereka ini dapat berbentuk bulat, lonjong, ataupun berbentuk spiral dengan diameter sel antara 0,5 3 mikron, meskipun berbentuk spiral dapat mencapai panjang sampai 15 mikron. Alasan inilah yang dipergunakan sebagai dasar 0,45 mikron saringan diperlukan untuk menyaring benda terlarut atau bakteri.

Tabel 2.3. Karakteristik Biologis PARAMETER PENYEBAB DAMPAK

20

Bakteri

Buangan manusia dan hewan

Digunakan sebagai indikator pencemaran akibat buangan manusia

Sumber : Metcalf & Eddy, 19912.1.5. Kriteria Baku Mutu Air Limbah Industri

Baku Mutu Air Limbah adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar dan/atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam air limbah yang dibuang atau dilepas ke dalam sumber air atau badan air dari suatu usaha atau kegiatan. Berikut ini adalah Baku mutu Limbah Cair bagi kegiatan industri berdasarkan KEP-51/MENLH/10/1995, adalah sebagai berikut : Tabel 2.4. Baku Mutu Air Limbah NO 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 PARAMETER FISIKA Temperatur Zat padat larut Zat padat tersuspensi KIMIA pH Besi terlarut (Fe) Mangan terlarut (Mn) Barium (Ba) Tembaga (Cu) Seng (Zn) Krom Heksavalen (Cr+6) Krom Total (Cr) Cadmium (Cd) Air Raksa (Hg) Timbal (Pb) Stanum Arsen SATUAN C mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/Lo

GOLONGAN BAKU MUTU LUMBAH CAIR 38 2000 200 6,0 sampai 9,0 5 2 2 2 5 0,1 0,5 0,05 0,002 0,1 2 0,1 40 4000 400 10 5 3 3 10 0,5 1 0,1 0,005 1 3 0,5

21

14 Selenum 15 Nikel (Ni) 16 Kobalt (Co) 17 Sianida (CN) 18 Sulfida (H2S) 19 Fluorida (F) 20 Klorin bebas (Cl2) 21 Amonia bebas (NH3-N) 22 Nitrat (NO3-N) 23 Nitrit (NO2N) 24 BOD5 25 COD 26 Senyawa aktif biru metilen 27 Fenol 28 Minyak Nabati 29 Minyak Mineral 30 Radioaktivitas **) Catatan : *)

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

0,05 0,2 0,4 0,05 0,05 2 1 1 20 1 50 100 5 0,5 5 10 -

0,5 0,5 0,6 0,5 0,1 3 2 5 30 3 150 300 10 1 10 50 -

Untuk memenuhi baku mutu limbah cair tersebut, kadar parameter limbah tidak diperbolehkan dicapai dengan cara pengenceran dengan air secara langsung diambil dari sumber air. Kadar parameter limbah tersebut

adalah limbah maksimum yang diperbolehkan. **) Kadar radioaktivitas mengikuti peraturan yang berlaku. Tabel di bawah ini merupakan PerMenLH No.03 tahun 2010 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi kawasan Industri. Tabel 2.5. Parameter Baku Mutu Air Limbah Industri No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Parameter pH TSS BOD COD Sulfida Amonia (NH3-N) Fenol Minyak dan Lemak MBAS Satuan Mg/L Mg/L Mg/L Mg/L Mg/L Mg/L Mg/L Mg/L Kadar Maksimum 69 150 50 100 1 20 1 15 10

22

10 11 12 13 14 15 16 17

Kadmium Krom Heksavalen (Cr6+) Krom Total (Cr) Tembaga (Cu) Timbal (Pb) Nikel (Ni) Seng (Zn) Kuantitas Air Limbah Maksimum

Mg/L 0,1 Mg/L 0,5 Mg/L 1 Mg/L 2 Mg/L 1 Mg/L 0,5 Mg/L 10 0,8 L per detik per Ha Lahan Kawasan Terpakai

Baku mutu tersebut berlaku bagi IPAL kawasan industri yang akan menyalurkan hasil olahan limbahnya ke badan air penerima. Untuk perusahaan yang mengolah limbahnya di IPAL kawasan, biasanya pihak pengelola IPAL kawasan akan menetapkan baku mutu sendiri bagi limbah yang akan masuk ke dalam IPAL tersebut.

2.1.6. Konsep Pengolahan Air Limbah

Pengolahan air limbah terutama ditujukan untuk mengurangi kandungan bahan pencemar dalam air seperti zat organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen, dan senyawa organik di yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang ada di alam. Proses pengolahan dilakukan sampai batas tertentu sehingga air limbah tidak mencemarkan lingkungan hidup. Tingkat pengolahan air limbah yang akan diterapkan tergantung dari karakteristik air buangan. Pengolahan air limbah sendiri dapat dibagi atas lima tahap pengolahan yaitu :1. Pengolahan Awal (pretreatment) 2. Pengolahan Tahap Pertama (primary treatment)

23

3. Pengolahan Tahap Kedua (secondary treatment) 4. Pengolahan Tahap Ketiga (tertiary treatment) 5. Pengolahan Lumpur (sludge treatment)

24

Penyaringan Ekualisasi Air Limbah Pengolahan Awal (Pretreatment) Netralisasi Sedimentasi

Pengolahan Tahap Ketiga (Pengolahan tambahan)

Pengolahan Tahap Kedua (secara biologis,kimia,dan fisik)

Pemekatan Pengolahan Lumpur (thickening)

Penstabilan (digestion)

Pembuangan (disposal)

Pengeringan (dewatering)

Pengaturan (conditioning)

Gambar 2.1.6. Diagram Alir Pengolahan Air Limbah 2.1.6.1 Pengolahan awal dan tahap pertama Pengolahan awal dan tahap pertama adalah untuk meminimalkan variasi konsentrasi dan laju alir dari air limbah dan juga untuk menghilangkan zat pencemar tertentu. Terhadap beberapa jenis air limbah tertentu perlu diberikan pengolahan awal untuk menghilangkan zat pencemar tak terbiodegradasi agar tidak mengganggu proses selanjutnya. Jadi tujuan dari

25

pengolahan ini adalah untuk mengurangi beban pada tahap pengolahan selanjutnya. Jenis proses yang dapat digolongkan sebagai tahap pengolahan awal dan pertama antara lain :2.1.6.1.1.

Penyaringan (screening) Berfungsi untuk menghilangkan partikel-partikel dan bendabenda besar dari air limbah. Contoh jenis alat penyaringan misalnya bar racks, static screens, vibrating screen, dan lainlain.

2.1.6.1.2.

Ekualisasi Bertujuan untuk mengurangi beban sebagai akibat dari fluktuasi laju alir limbah dan konsentrasi air limbah untuk mencegah pembebanan tiba-tiba (shock load). Bentuk alat ini pada umumnya berbentuk kolam yang berukuran sangat besar dengan atau tanpa pengaduk.

2.1.6.1.3.

Netralisasi Proses ini umumnya dicapai dengan mencampurkan asam atau basa yang jumlahnya tergantung pada proses hulu dan hilir yang dipakai. Kapur adalah bahan yang paling sering digunakan pada air limbah yang bersifat asam.

2.1.6.1.4.

Sedimentasi

26

Bertujuan untuk menghilangkan zat padat tersuspensi. Partikel tertentu seperti padatan limbah kertas dan pulp akan menggumpal saat partikel tersebut menuju dasar tangki sedimentasi. Ini dikenal dengan pengendapan flokulan. Partikel seperti pasir dan abu tidak akan menggumpal. Pengendapan ini dikenal dengan pengendapan diskrit. Pada umumnya padatan yang terkumpul akan dikeluarkan dari dasar tangki secara mekanis. 2.1.6.2. Pengolahan tahap kedua Pengolahan tahap kedua dapat berupa pengolahan secara biologis, kimia atau fisik tergantung dari jenis polutannya. Tujuannya untuk menghilangkan atau mengurangi kandungan senyawa organik atau anorganik dalam suatu air buangan. Pengolahan tahap kedua ini merupakan pengolahan utama. Pada pengolahan tahap kedua secara biologis, tujuan ini dapat dicapai dengan bantuan aktivitas mikroorganisme gabungan (mixed culture) yang heterotrofik. Mikroorganisme menggunakan bahan-bahan organik sebagai bahan makanan dan untuk bahan pembentuk sel. Proses ini memanfaatkan aktivitas mikroorganisme untuk mereduksi material organik terlarut biodegradable menjadi material yang lebih sederhana.

Mikroorganisme dalam proses biologis akan sangat tergantung pada zat organik yang terdapat dalam air buangan. Apabila zat organik yang tersedia kurang mencukupi, maka mikroorganisme akan menopang hidupnya dengan

27

mengkonsumsi protoplasma. Proses ini disebut respirasi endogen. Dalam fase endogen dan mengalami lisis ini menjadi lumpur biomass yang sangat aktif dalam hal mendegradasi kandugan organik dalam air buangan. Jika kekurangan zat organik ini berlangsung terus-menerus, mikroorganisme akan mati kelaparan atau mengkonsimsi seluruh protoplasmanya sehingga yang tersisa adalah residu organik yang relatif stabil. Proses biologis untuk mengolah air limbah, jika ditinjau dari pemanfaat oksigennya, dapat dikelompokkan ke dalam empat kelompok utama yaitu : a. b. c. d. proses aerobik proses anaerobik proses anoksid kombinasi antara proses aerobik dan salah satu proses di atas Berdasarkan proses operasinya, pengolahan biologis dibagi menjadi tiga macam yaitu : a.b. c.

proses kontinu dengan atau tanpa daur ulang proses batch proses semi batch Berdasarkan kondisi pertumbuhan mikroorganisme, sistem pengolahan biologis dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok yaitu :a.

Sistem tersuspensi Sistem tersuspensi yaitu proses pengolahan biologis di mana

mikroorganisme yang mengkonversi materi organik dalam air limbah

28

menjadi gas dan sel dijaga agar tetap dalam keadaan tersuspensi dalam fasa cair. Contohnya adalah lumpur aktif (activated sludge), dan laguna teraerasi (aerated lagoon).b.

Sistem melekat Sistem melekat yaitu proses pengolahan biologis di mana

mikroorganismenya melekat pada media dengan membentuk suatu lapisan lendir untuk melekattkan diri di atas permukaan media membentuk lapisan biofilim. Contohnya adalah saringan percik (trickling filter), dan

kontaktor biologis putar (rotary biological contactors) Sistem lumpur aktif termasuk salah satu jenis pengolahan biologis di mana mikroorganismenya berada dalam keadaan tersuspensi. Proses ini bersifat aerobik. Dalam sistem biologis ini, mikroorganisme hidup dan tumbuh secara koloni. Koloni ini berupa gumpalan-gumpalan kecil (flocks) yang merupakan padaat mudah terendapkan. Dalam keadaan tersuspensi koloni ini menyerupai lumpur yang mempunyai kemampuan untuk mereduksi substrak sehingga disebut lumpur aktif (activated sludge). Secara keseluruhan sistem pengolahan dengan lumpur aktif dapat dicirikan sebagai berikut : a. Menggunakan lumpur mikroorgnisme yang dapat mengkonversi zat organik terlarut dalam air buangan menjadi biomassa baru dan zat anorganik. b. Pengolahan lumpur aktif memungkinkan terjadinya pengendapan sehingga keluaran hanya sedikit mengandung padatan mikroba.

29

c. Pengolahan dengan lumpur aktif mendaur ulang sebagian lumpur mikroorganisme dari tangki pengendap ke reaktor aerasi, kecuali pada reaktor aliran yang teraduk baik kadang-kadang mikroorganisme tidak perlu didaur ulang.d. Kinerja pengolahan dengan lumpur aktif tergantung waktu tinggal sel rata-

rata dalam reaktor (mean cell residence time). Sistem pengolahan dengan lumpur aktif memiliki beberapa modifikasi proses yaitu sebagai berikut : a. Sistem tanpa daur ulang Air limbah (influen) masuk ke tangki aerasi, kemudian lumpur diendapkan di tangki pengendapan. Apabila sudah mengendap lumpur tersebut lalu dibuang. Hasil buangan itu dapat berupa sampah lumpur dan effluen atau cairan.In f lu e n T ang ki aerasi Tangki pengendapan E f lu e n

S a m p a h lu m p u r a . siste m ta n p a d a u r u la n gb. Sistem konvensional (daur ulang)

Sistem konvensional ini hampir sama dengan dengan pengolahan limbah dengan sistem tanpa daur ulang. Hanya saja hasil buangan berupa sampah lumpur dapat langsung dibuang atau masuk kembali sebagai influen lalu diolah di tangki aerasi, dan menuju

30

tangki pengendapan untuk diendapkan kembali, lalu setelah itu dibuang.In flu e n T an gk i aerasi Tangki pengendapan E f lu e n

S a m p a h lu m p u r b . siste m k o n v e n sio n a l

c. Sistem aerasi bertahap Limbah (influen) masuk secara bertahap, lalu air dan lumpur diolah di tangki aerasi secara bertahap lalu lumpur dan air diendapkan di tangki pengendapan. Setelah diendapkan, hasil buangan berupa air (effluen) dan sampah lumpur. Setelah dari tangki pengendapan, sebagian lumpur ada yang masuk masuk kembali bersama air limbah (influen) yang baru. d. Sistem kontak stabilisasi Air limbah (influen) masuk ke tangki aerasi, kemudian lumpur diendapkan di tangki pengendapan. Apabila sudah mengendap lumpur tersebut lalu dibuang. Hanya saja hasil buangan berupa sampah lumpur dapat langsung dibuang atau masuk kembali sebagai influen melewati tangki stabilisasi lalu diolah di tangki aerasi, dan menuju tangki pengendapan untuk diendapkan kembali, lalu setelah itu dibuang.

31

In flu en Tangki pengendapan

T angki a era si

E flu e n

S a m p a h lu m p u r c . sis te m a e ra s i b e rta h a p

In flu en

T angki a era si

Tangki pengendapan

E flu e n

T angki s ta b ilis a s i d . s is te m k o n ta k s ta b ilis a s i

S a m p a h lu m p u r

Salah satu modifikasi lumpur aktif adalah Oxidation ditch. Oxidation ditch merupakan sistem pengolahan limbah biologi aerobik dengan waktu detensi yang lama. Secara umum Oxidation ditch mempunyai prinsip : a. merupakan saluran terbuka yang berfungsi sebagai bak aerasi yang dilengkapi dengan rotor untuk mensuplai oksigen yang diperlukan

mikroorganisme b. terbuka c. saluran terbuka ini mempunyai bentuk yang panjang dan dalam dengan pemisah di bagian tengah dan dapat dimodifikasi sehingga sesuai dengan ruang tersedia. Dalam proses biologis secara aerobik dibutuhkan oksigen yang didapatkan dari aerasi. Fungsi aerasi adalah : bentuk saluran biasanya elips maupun bentuk lain dengan aliran air yang

32

1.

memastikan

suplai

oksigen

terlarut

yang

cukup

dan

berkesinambungan untuk bakteri2.

menjaga agar mixed liquor tetap dalam suspensi mencampur air limbah yang masuk dalam mixed liquor menghilangkan kelebihan CO2 hasil oksidasi materi organik Ada dua metode pemberian oksigen pada air limbah :

3.4.

1.

menambahkan udara atau O2 murni pada air limbah dengan submerged diffuser

2.

mengkondisikan air limbah secara mekanik untuk menangkap oksigen . menggunakan aerator mekanik.

2.1.6.3 Pengolahan tahap ketiga Pengolahan tahap ketiga merupakan pengolahan tambahan bila masih terdapat bahan atau zat yang tidak dapat dipisahkan pada tahap pengolahan tahap kedua. Zat yang dimaksud misalnya amonium (NH4+) dan fosfat (PO43-). Penghilangan amonium dapat dilakukan dengan ion exchange, air stripping, reverse osmosis. Pengolahan fosfat contohnya biological phosphorus removal dan chemical removal. 2.1.6.4 Pengolahan lumpur Lumpur merupakan zat padat yang mengendap di bagian bawah bak pengendap pada proses pengolahan air limbah. Lumpur berupa cairan kental yang terdiri dari :

33

a. zat padat dengan sebagian besar material organik, partikel padat dan unsur kimia lainnya b. zat cair yang mengandung mikroorganisme dan senyawa kimia dari pengolahan air limbah sebelumnya c. gas dari proses dekomposisi mikroorganisme Lumpur perlu mengalami pengolahan lanjut karena : a. lumpur masih mengandung zat-zat yang dapat mengganggu lingkungan misalnya lumpur yang mengandung zat organik dapat terdekomposisi sehingga menimbulkan bau, adanya logam berat yang dapat mengganggu makhluk hidup b. lumpur memiliki nilai ekonomis karena dapat digunakan. Dengan teknik khusus logam berat dalam lumpur dapat diekstraksi dan digunakan lagi. Atau dapat digunakan sebagai pupuk tanaman. c. Sebagian besar lumpur adalah air, hanya sebagian kecil saja yang merupakan solid. Sebelum dibuang, rangkaian proses yang dilalui dalam proses pengolahan lumpur : 2.1.6..4.1. Pemekatan (thickening) Pemekatan (thickening) yang bertujuan untuk mengurangi kadar air dengan cara menghilangkan fraksi cair sehingga memperkecil volume, jumlah, dan memudahkan pengolahan lebih lanjut. Contohnya adalah gravity thickening, flotation thickening,

34

gravity belt thickening, rotary drum thickening dan centrifugal thickening. Salah satu contoh pemekatan adalah dengan menggunakan rotary drum thickening. Dengan cara ini, lumpur dengan penambahan bahan kimia dilewatkan pada rotating cylindrical screens sehingga padatan akan terflokulasi dari air. Keuntungan dari rotary drum thickening adalah : a. b. c. pemeliharaan mudah energi yang dibutuhkan rendah tidak membutuhkan lahan yang luas Penggunaan rotary drum thickening dapat dikombinasikan dengan peralatan pengolahan lumpur yang lain seperti dengan belt filter press.2.1.6.4.2. Penstabilan (digestion)

Penstabilan (digestion) bertujuan untuk menurunkan jumlah bakteri patogen, menghilangkan bau, dan mengendalikan

kemampuan pembusukan organik. Contohnya adalah anaerobic digestion, aerobic digestion, lagoons, wet combustion dan chemical treatment.2.1.6.4.3. Pengaturan (conditioning)

Pengaturan

(conditioning)

bertujuan

mempertinggi

penghilangan air dari lumpur, menghilangkan bau, mengubah sifat lumpur, dan memperbaiki keadaan padatnya. Contohnya adalah chemical treatment, elutriation, dan heat treatment.

35

2.1.6.4.4. Pengeringan (dewatering)

Pengeringan (dewatering) berupa pengolahan fisik atau mekanik untuk mengurangi kadar air sehingga lumpur lebih kering dan mudah dibuang atau dimanfaatkan. Contohnya adalah rotary vacuum filter, pressure filter, heat drying, incineration, dan centrifugation. Proses pengeringan merupakan cara pengeringan alamiah atau mekanis untuk menghilangkan air dari lumpur agar : a. b. lumpur mudah dikelola biaya pengangkutan murah karena volume drying bed,

berkurang c. lumpur kering tidak berbau dan tidak mudah membusukd.

lumpur kering dapat dibuang secara composting, landfill, atau incineration

Drying bed merupakan salah satu metoda pengeringan yang sering dipakai. Pada drying bed, lumpur dikeringkan dengan cara dijemur di atas suatu permukaan. Air akan hilang karena gaya berat lumpur yang tertahan pada lapisan pasir (perkolasi) dan akibat penguapan (evaporasi) dari permukaan lumpur oleh udara. Drying bed juga dapat digunakan sebagai tempat penyimpanan,

pengeringan, bahkan stabilisasi lumpur.

36

Keuntungan drying bed adalah : a. biaya modal awal terendah b. sedikit membutuhkan perhatian operator c. sedikit membutuhkan ketrampilan d. konsumsi energi rendah e. tidak perlu penambahan bahan kimia f. tidak terlalu sensitif terhadap variasi lumpur g. kandungan padatan lebih tinggi dibandingkan dengan metoda mekanik. Kerugian drying bed adalah :: a. b.c.

membutuhkan lahan yang luas pengeringan tergantung cuaca membutuhkan banyak tenaga kerja untuk

pengosongan drying bed Filter press merupakan salah satu sistem pengeringan lumpur yang melibatkan aplikasi pengkondisian kimia,

pengeringan secara gravitasi, dan mekanik di mana air ditekan keluar dari lumpur menggunakan tekanan tinggi. Keuntungan menggunakan filter press adalah : a. modal relatif rendah dan biaya operasional lebih rendah dibandingkan peralatan mekanik lainnya. b. kadar padatan lumpur kering tinggi

37

c.

kebutuhan energi rendah dibandingkan peralatan mekanik lainnya.

d. e. f.

filtrat yang dihasilkan jernih mudah pemeliharaannya cocok untuk instalasi dengan luas lahan terbatas

Adapun kerugian dari penggunaan filter press adalah : a. b. sistem mekanis kompleks biaya tinggi untuk penambahan zat kimia dan tenaga kerja (energi)2.1.6.4.5. Pembuangan (disposal)

Pembuangan (disposal)

lumpur hasil pengolahan dapat

dibuang atau dimanfaatkan sebagai pupuk tanaman. Hasil pengolahan lumpur yang berupa lumpur kering, tanah, atau abu dapat dimanfaatkan untuk : a. b.c.

pengomposan pembakaran dengan insinerasi penimbunan di lahan tertentu (landfill)

2.1.7. Kawasan Industri (Industrial Park)

Sesuai

dengan

Keputusan

Presiden

(Keppres)

Republik

Indonesia nomor 53 tahun 1989 yang telah diperbaiki dengan keppres nomor 41 tahun 1996 tentang Kawasan Industri serta Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 03 tahun 2010 tentang Baku Mutu Air

38

Limbah Bagi Kawasan Industri, yang dimaksud dengan kawasan industri adalah tempat pemusatan kegiatan industri yang dilengkapi dengan prasarana, sarana, dan fasilitas penunjang lainnya yang dikembangkan dan dikelola oleh perusahaan kawasan industry yang telah memiliki izin usaha kawasan industri, pembangunannya bertujuan untuk : a. b. c. Mempercepat pertumbuhan industri Memberikan kemudahan bagi kegiatan industri Menyediakan fasilitas lokasi industri yang berwawasan lingkungan Dalam batasan lain suatu kawasan industri dapat diartikan pula sebagai suatu bidan tanah yang besarnya dan lokasinya ditetapkan dalam suatu wilayah berdasarkan peritmbangan tertentu, kemudian lahannya disiapkan untuk dapat menampung satuansatuan kegiatan industri menurut berbagai jenis dan skala tertentu pula dan untuk selanjutnya dikelola oleh suatu satuan usaha yang didirikan secara khusus untuk itu. Terminologi kawasan industri di Indonesia sering disebut dengan istilah Industrial Estate sedangkan di beberapa Negara digunakan istilah Industrial Park. Berdasarkan pengertian tersebut, suatu lokasi dapat menggunakan istilah Industrial Estate atau Industrial Park, dan harus memenuhi 2 ciri utama, yaitu lahan yang dipersiapkan tersebut terdapat suatu badan / manajemen pengelola yang telah memiliki izin usaha sebagai kawasan industri.

39

Dari batasanbatasan di atas, maka suatu kawasan industri pada dasarnya dapat dimanfaatkan sebagai suatu pemusatan kegiatan industri yang dapat menghasilkan dampak bagi wilayah sekitarnya yang bila dikehendaki dapat diarahkan, menjadi bidang usaha pengadaan dan pemasaran lahan industri menurut aturan-aturan ekonomi dan dapat pula menjadi sarana usaha yang secara nyata dapat diberikan berbagai bentuk insentif.2.1.8.

Waste Water Treatment Plant (WWTP) Waste Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WWTP adalah bangunan utama pengolahan air limbah dengan cara tertentu dengan tujuan agar air limbah tersebut tidak mengganggu fungsi ingkungan yang ada di sekitarmya. Limbah yang akan diolah di WWTP harus memenuhi standar maksimum air limbah. Apabila melebihi batas yang telah ditetapkan, industri harus melakukan pengolahan limbah awal (pretreatment) terlebih dahulu sebelum dikirim ke WWTP untuk diolah lebih lanjut.

2.1.9. Dasar dan pertimbangan dalam proses perencanaan IPAL 2.1.9.1. Dasar perencanaan Kuantitas dan karakteristik limbah cair perlu diketahui untuk dijadikan dasar dalam merencanakan suatu sistem pengelolaan serta teknik pengolahannya. Pengolahan ini dimaksudkan untuk mengurangi

40

konsentrasi unsur-unsur pencemar yang terkandung di dalam air limbah tersebut sehingga aman untuk dibuang ke tempat lain. 2.1.9.2. Pertimbangan dalam Proses Perencanaan IPAL Untuk menjamin hasil yang baik (efisiensi tinggi), perlu diperhatikan beberapa kriteria antara lain :

2.1.9.2.1. Pemilihan lokasi Pemilihan lokasi untuk pembuangan

fasilitas pengolahan air limbah terutama untuk yang berkapasitas besar perlu mempertimbangkan badan air penerima, tata guna tanah baik secara ekonomi, lingkungan dan batasan teknologi.2.1.9.2.2. Peraturan yang mengkontrol limbah cair dan

standar effluent Ada beberapa peraturan yang

berhubungan dengan air limbah dan menyatakan standar effluent yang diijinkan. Peraturan tersebut adalah KEP-51/MENLH/10/1995

tentang Baku Mutu Air Limbah bagi Kegiatan Industri 2.1.9.2.3. Tingkat pengolahan

41

Tingkat karakteristik Kualitas

pengolahan dan

ditentukan kualitas

dari

influen

effluen. jenis

effluen

disesuaikan

dengan

penampung akhir, misalnya effluen dialirkan ke sungai. Kualitas effluen harus sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan sehingga aman untuk lingkungan. 2.1.9.2.4. Pemilihan proses Teknologi pengolahan air limbah untuk buangan industri yang diterapkan terdiri dari kombinasi beberapa macam proses tergantung dari jenis buangannya. 2.1.9.2.5. Pengkajian aspek lingkungan Pengkajian aspek lingkungan dapat

dilakukan dengan melakukan analisa dampak lingkungan (AMDAL) sesuai dengan peraturan yang telah ditetapkan. Dengan AMDAL maka diharapkan dampak adanya unit instalasi

pengolahan air limbah terhadap lingkungan bisa dihilangkan.2.1.9.2.6. Analisa biaya harus dilakukan seekonomis

mungkin

untuk

menetapkan

bahwa

unit

42

pengolahan cocok sesuai dengan pengolahan air limbah yang dibutuhkan . 2.1.9.3. Bak penampung Bak penampung merupakan tempat penampungan awal limbah cair. Di dalam bak penampung terdapat sebuah pompa yang akan menompa air limbah yang berukuran dari 3 mm ke bagian atas fine screen. Untuk lebih jelasnya mengenai kriteria desain bak penampung awal dapat dilihat pada halaman selanjutnya : Tabel 5 . Kriteria Disain Perencanaan Bak penampung Awal NO Parameter Besaran 1 Detention Time 1 4 jam 2 Kedalaman Air 2 meter 3 Perbandingan P : L 2:1 Sumber : Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering (1991) 2.1.9.4. Parameter Disain Untuk merancang unit pengolahan air limbah, beberapa parameter disain yang harus diperhatikan antara lain adalah : 2.1.9.4.1. Waktu tinggal rata-rata adalah volume yang diolah dalam satuan waktu tertentu, dengan rumus :

Dimana : Q = debit air yang diolah (m3/jam) V = volume efektif reaktor (m3)

43

Td = waktu tinggal rata-rata (overage detention time/jam)

2.1.9.4.2. . Bak Pengendapan Awal Tabel 6. panjang Jenis Aliran kecepatan Kedalaman Air Waktu Detensi Surface Loading Ratio Panjang : Lebar Ratio Kedalaman : Panjang 2.1.9.4.3. Bak Pengendap Akhir Tabel 7. Kriteria Disain Bak pengendap Akhir Waktu tinggal (Retention Time) rata-rata Beban Permukaan (surface Loading) rata-rata Beban Permukaan 2 5 jam 10 m3/m2.hari 20 50 m3/m2.hari Nilai 0,3 1,7 m/menit 3 4,5 meter 1,5 4 jam 1,25 2,5 m/ jam Minimun 1 : 4 Minimum 1 : 15 Disain Bak Pengendap berbentuk persegi

`2.1.9.4.4. Kecepatan aliran limbah tiap bak dapat dicari dengan rumus:

Dimana : t = waktu tinggal (jam) V = volume bak (m3)

44

Q = laju rata-rata harian (m3/jam) 2.1.9.4.5. Pump Station Rumus yang digunakan adalah :

Dimana : tr = waktu rata-rata pompa bekerja (menit) v = volume (liter) D = kapasitas pompa (l/menit) Q = Debit air Limbah (l/hari) 2.1.9.4.6. . Efisiensi pengolahan

Dimana : E = efisiensi pengolahan (%) S = influen air limbah (mg/l) So = effluen air limbah (mg/l)

2.2.

Kerangka Berpikir Pembangunan di bidang industri, baik industri skala besar dan skala kecil mempunyai dampak yang tidak dapat diabaikan terhadap lingkungan baik secara langsung dan tidak langsung. Dalam era pembangunan Indonesia sekarang ini dan berkembangnya kawasan industri di Indonesia, tak terhindarkan lagi bahwa

45

masyarakat semakin memikirkan standar kualitas yang tinggi baik dari segi kesehatan, ekonomi dan segi yang lain. Oleh karena itu pihak yang terkait perlu memikirkan aspek apa saja yang bisa dikembangkan baik segi kesehatan, teknologi maupun ekonomi. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) merupakan salah satu sarana infrastruktur yang memiliki peran cukup penting dalam kegiatan industri di suatu kawasan industri, tak terkecuali di kawasan industri Jababeka. dengan menerapkan sitem Waste Water Ttreatment Plant (WWTP), Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) yang dilakukan secara terpadu dan mandiri ini cukup

memenuhi pengelolaan pengolahan air limbah untuk industri yang terdapat di kawasan Jababeka V. Perencanaan instalasi pengolahan air limbah industri di Kawasan Industri Jababeka merupakan suatu studi literatur untuk merencanakan suatu unit

pengolahan air limbah. Pengolahan air limbah yang digunakan di WWTP menggunakan prinsip sistem pengolahan limbah secara biologis yang menggunakan mikroorganisme dibantu dengan proses fisik dan mekanik. Sedangkan prinsip pengolahan limbah secara kimia tidak dilakukan dikarenakan tidak ekonomis. Diharapkan berdasarkan perhitungan yang sesuai teori dengan adanya IPAL ini dapat secara efektif menurunkan kadar air limbah yang ada sehingga effluent yang diolah dapat langsung dialirkan ke badan penerima air limbah seperti sungai.