Pemanfaatan Tanah dan Biomaterial menjadi IPAL (Instalasi pengolah limbah Cair) untuk pemurnian Zat Polutan dari Limbah Cair Domestik
Aflizar, Ismawardi Politeknik Pertanian Unand, Payakumbuh
IPAL Perumahan
Laham Pertanian
Peternakan
BOD,COD, N, P Bahan kimia beracun (pestisida, sisa pupuk) Pabrik/indusrti
Logam Berat sungai Danau/laut
Mining
Aktivitas Manusia dan Pencemaran Lingkungan Air
Mengolah Air Memakai Tanah Polusi Lingkungan di Dunia Fungsi untuk Penjernihan
Permeabilitas Rendah >Butuh Area Luas >Kerugian penyumbatan
Meningkatkan permeabilitas Metode
MSLM
TANAH
-Penyaring
Lahan u mengolah
-Absorbsi
Pasir u penyaring
-Dekomposisi
Tanah u bangunan
-Nitrifikasi/Denitrifikasi -(Tergantung Jenis Tanah)
Penelitian ini bertujuan (1) Mengetahui struktur terbaik Ipal MSL-Melafu mengolah limbah cair Domestik dari Rumah Tangga, (2) Mengetahui Efisiensi MSL-Melafu Mengolah Limbah Cair Domestik
BAHAN DAN METODA pipa inlet pompa pipa Tanah K.kelapa +Arang aerasiandisol +Arang aerasi K.kemiri +pelet besi
2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 0,5 cm
geotekst Outlet il limbah 1, 3
8,5
2, 5
Kerekel + Arang K.kelapa 5 39,5 cm
Bahan
Alat
Tanah Vulkanik
aerator
Limbah tempurung
Paralon
Kemiri, Sekam,kelapa
Slang
Geotekstil,kerekel,pasir
Statistik korelasi (Gomez, 1995)
r=
F hit =
XY X Y 2
2
R 2 /( k 1) (1 R 2 )(n k )
Limbah Cair domestik sebelum dan sesedah diolah dilakukan dilakukan analisa pH,
ORP, Suhu
, (BOD, COD, TSS, T-N )
Tanah Vulkanik
MSL-Melafu untuk Mengolah Limbah cair Domestik septik tank Slang Inlet Pompa
2, 5 2, 5c 2, cm 5 2, m c 5 2, m c 5 2, m c 5 2, m 5c2, cm 5 2, m c 5 0, m c5 1 m c , m 3
pom pa aeras i
pipa inletTanah pipa aera si
andis ol Arang Kayu
Butir an besi
8, 5
Outl et 2 limb , ah39,
Kulit kemi ri
5 5MSL-M1 cm
5
pipa inlet pipa
pipa inlet pipa
pom Tanah +Arang pa andisol aera K.kelapa +Arang aeras si besi K.kemiri +pelet i
2, 2, 5 5c2, cm 52, m c5 2, m c5 2, m c5 2, m c 52, cm 52, geote Outl Kerekel + m c5 0, kstil et Arang m c5 1 8, limb 2 K.kelapa 5 m 5 , 39, c , ah 5 5 MSL-M2 m 3 cm
2, 2, 5 5c2, cm 52, m c5 2, m c5 2, m c5 2, m 5c2, cm 52, m c5 0, m c5 cm m
pom Tanah andisol +Arang pa K.kemiri +Abuaera sekam aeras +pelet besi si i
2, 2, 5 5c2, cm 52, m c5 2, m c5 2, m c5 2, Pasir sungai + sekam padi m 5c2, + Kerekel + cm 52, Arang.K.Kelapa geote Outl m c5 0, kstil et c5 1 8, limb 2 5 m , 5 , 39, cm ah 5 3 5 MSL-M3 m cm
pipa inlet pipa
pom Tanah +Arang pa andisolaera K.Kelapa+Arang aeras si sekam + K.kemiri +Abu ibesi
2, 5 2, 5c2, cm 52, m c5 2, m c5 2, m c5 2, Kerekel + m Arang.K.kemiri + sekam 5c2, cm 52 geot Outl Pasir m cc eksti et Sung 0, m 1 l8, limb 2 5 m ai 5 1 , 5 , 39, c , ah 3 5 5 MSL-M4 m 3 cm
pom pa aeras i
pipa inlet pipa aera si
Pasir sungai Outl ker geotekel et 8, limb 2 ekst 5 , 39, ah ilMSL-M5 5 5 cm
5
Struktur Multy Soil Layering (MSL-Melafu) MSL-M terdiri dari Lapisan Campuran Tanah dan Lapisan punya permeabilitas air tinggi yang disusun pola batu bata Lapisan Permebilitas air tinggi (0,1 cm/dtk
pipa inlet pompa aerasi
pipa aerasi
Tanah andisol +Arang K.kelapa +Arang K.kemiri +pelet besi 2,5 cm
2,5 cm
•d=1 – 20 mm ukuran dari Kerekel, arang Kelapa, Arang Kemiri, pasir.
2,5 cm
•Tebal 5 mm geotekstil (Ijuk)
2,5 cm 2,5 cm
2,5 cm
Lapisan Tanah Campuran : BerfungsiPenjernihan/pemurnian
2,5 cm
2,5 cm 2,5 cm
geotekstil
Outlet limbah
•Tanah Alami
Kerekel + Arang K.kelapa
•Besi (Pengikat P, Reducer)
0,5 cm 1,3
8,5
2,5
5 39,5 cm
•Bahan Organik (Donor H u Denitrifikasi •Arang Biomaterial (Absorbsi berbagai polutan)
Model MSL-M1 pipa inlet pompa aerasi
pipa aerasi
Tanah andisol Arang Kayu
Butiran besi
2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm
Kulit kemiri
2,5 cm 2,5 cm 0,5 cm
Outlet limbah
Model MSL-M2 pipa inlet pompa aerasi
pipa aerasi
Tanah andisol +Arang K.kelapa +Arang K.kemiri +pelet besi 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 0,5 cm
geotekstil
Outlet limbah
Kerekel + Arang K.kelapa
Model MSL-M3 pipa inlet pompa aerasi
pipa aerasi
Tanah andisol +Arang K.kemiri +Abu sekam +pelet besi 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm
Pasir sungai + sekam padi + Kerekel + Arang.K.Kelapa 2,5 cm 2,5 cm 0,5 cm
geotekstil
Outlet limbah
Model MSL-M4 pipa inlet pompa aerasi
pipa aerasi
Tanah andisol +Arang K.Kelapa+Arang K.kemiri +Abu sekam + besi 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm
Kerekel + Arang.K.kemiri + sekam 2,5 cm 2,5 cm
geotekstil
Outlet limbah
Pasir Sungai
0,5 cm 1,3
8,5
2,5
5
Model MSL-M5 pipa inlet pompa aerasi
pipa aerasi
2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm 2,5 cm
Pasir sungai
2,5 cm 2 cm
Outlet limbah kerekel
geotekstil
0,5 cm 1,3
8,5
2,5
5
5 alat MSL-M untuk percobaan mengolah limbah Cair Domestik (a,b,c) dengan tenaga Gravitasi
Model alat MSL-M untuk Laboratorium dengan tenaga pompa
Air Cucian Pakaian (a,b) a b
Air kamar mandi (c,d) c
d
Air cucian Piring (g,h) e
f
(O= sebelum diolah, 1=MSL-M1, 2=MSL-M2, 3=MSL-M3 4 = MSL-M4, 5 = MSL-M5(setelah diolah)
Tabel 1. Komposisi MSL-M dari Tanah dan Biomaterial Nama Balok Tanah Campuran
Material
Persen berat MSL-M1
MSL-M2
MSL-M3
MSL-M4
MSL-M5
Tanah Vukkanik
< 0,2 cm
69
69
72
73,2
0
Arang Kelapa
< 0,3 cm
13
14
0
9,7
0
Abu Sekam
< 0,1 cm
0
5
5,1
0
Arang Kemiri
< 0,3 cm
5
11
5,6
0 0
Pelet Besi Pengisi Ruang Permeabel 1)Horizontal
Ukuran
< 1 cm
18
12
12
6,4
Total
100
100
100
100
Kerekel
<0,5 cm
78
47
87,8
0
Arang Kemiri
1- 2 cm
0
0
11
0
< 0,5 cm
0
5
1,2
0
0
0
0
0
Sekam
Kulit kemiri
100
Arang Kelapa
1–2 cm
22
13
0
0
Pasir sungai
0,2 cm
0
0
0
100
Tabel 2. Kecepatan Loading MSL-M
Satuan
Kecepatan Loading MSL-M1 MSL-M2 MSL-M3 MSL-M4 liter/0, 25.8 22.9 29.2 25.6 12m2/ s/d s/d s/d s/d hari 162.5 217.1 206.2 269.2 liter/m 215.2 243.3 243.3 213,3 2/hari s/d s/d s/d s/d 1358.8 1718.2 1718,3 2243,3
MSL-M5 37.4 s/d 211.8 311.7 s/d 1764
Tabel 3. Sumber dari limbah cair Domestik
Tujuan(Air Sisa) 1. Minum 2. Persiapan Makan 3. Mandi 4. Mencuci Pakaian 5. Makan 6. Keperluan Anjing 7. Mencuci Toilet 8. Menyiram Kebun Total
Volume (liter)/hari 44 369.5 133 544.5 liter/hari
Tabel 4. Ikan kalai survival dalam limbah cair Domestik diolah dengan MSL-M Satua n
Ikan Kalai Survival Limbah MSL-M1 MSL-M2 MSL-M3 MSL-M4 MSL-M5 domesti k
menit
16
45
18
36000 1260
40
Tabel 5. Korelasi komposisi campuran tanah MSL-M dengan survival ikan kalai
Survival ikan Tanah vulkanik Arang kelapa Abu sekam Arang kemiri
Tanah vulkanik
Arang kelapa
Abu sekam
Arang kemiri
Pelet besi
0.38
-0.41
0.71
0.85
0.26
0.67
0.54
0.65
0.84
-0.14
-0.05
0.68
0.81
0.12 0.33
Tabel 6. Korelasi Lapisan permeabel MSL-M dengan survival ikan
Survival ikan
Kerekel Arang kemiri Sekam Kulit Kemiri Arang Kelapa
Kerekel Arang kemiri
Sekam
Kulit Kemiri
Arang Kelapa
Pasir Sungai
0.11
-0.26
0.96
-0.23
0.98
0.43
0.72
0.27
-0.57
0.04
0.1
-0.18
-0.29
-0.29
-0.45
-0.28
0.92
0.33
-0.2
-0.31 0.45
Tabel 7 . Aerasi yang diberikan pada MSL-M
Satuan
MSLM1 l/0,03m 206 3/hr l/m3/hr 6867
Aerasi dalam MSL-M
MSLM2 1600
MSLM3 1309
MSLM4 807
MSLM5 222
53333
43633
26900
74000
Tabel 8. Korelasi Indikator dan Parameter air olahan MSL-M
pH
Ef. pH
ORP
Ef. ORP
Aerasi
Survival ikan
pH Ef. pH
0.96
ORP
0.25
0.34
Ef. ORP
-0.25
-0.34
-0.99
Aerasi
-0.29
-0.19
-0.27
0.27
Survival ikan
-0.46
-0.54
0.14
-0.14
0.49
Ef. Survival
0.25
0.52
-0.24
0.24
-0.48
ikan
-0.97
14
100
12
0
10
-100 -200
8
-300 6
-400
4
-500
2
-600
0
-700
air C. Pakaia
MSLM1
MSLM2
MSLM3
MSLM4
MSLM5
pH
9,2
8,5
8,7
8,3
8,5
8,3
%
0
-367,7 -216,2 -641,3 -367,7 -641,3
Gambar 1. pH Air olahan Limbah Domestik dari MSL-M
%
pH
pH Air C. Pakaian diolah MSL-M
pH %
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0C %
Suhu air MSL-M1 MSL-M2 MSL-M3 MSL-M4 MSL-M5 Limbah 27,5 0
27,5 0
27,5 0
27,5 0
27,5 0
27,5 0
Gambar 2. Suhu Air olahan Limbah Domestik dari MSL-M
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
%
0C
Suhu Air C. Pakaian diolah MSL-M
0C %
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
ORP %
100 80 60 40 20 0 air MSL-M1 MSL-M2 MSL-M3 MSL-M4 MSL-M5 Limbah 65 0
68 -4,62
56 13,85
62 4,62
68 -4,62
53 18,46
Gambar 3. ORP Air olahan Limbah Domestik dari MSL-M
-20
%
ORP(mV)
ORP Air C. Pakaian diolah MSL-M
ORP %
Tabel 9. BOD,COD, TSS, T-N dan T-P air olahan MSL-M N Parameter Satuan Hasil Analisa Baku Baku o uji mutu* Mutu* Inlet Outlet * 1 BOD5 mg/l 316,16 169,50 60 85 2
COD
mg/l
1322,0 234,0
200
250
3
TSS
mg/l
281
59
-
60
4
N Total
mg/l
39,46
12,66
10
5
Total Pospor pH
mg/l
4,068
2,846
-
9,2
8,3
6-9
6
•Surat Keputusan Gubernur Sumbar No. 660-1-614-1997, baku mutu Limbah Cair •** undang-undang
Tabel 10. Efisiensi Penghilangan BOD,COD, TSS, T-N dan T-P dari MSL-M3 dan MSL Japan
N o
Parameter uji
Satuan MSL-M MSL-
MSL-
Japan* Thailand* *
1
Ef.BOD5
%
46,39 72,2-83
2
Ef.COD
%
82,3
3
Ef.TSS
%
79
4
Ef.N Total
%
67,92 22,4 -
5
Ef.Total •Masunga et al(1999) Pospor
%
30
50,5 51,9 – 66,8
87 89 82
41 – 46,8 56 89
Kesimpulan
• Hasil menunjukan bahwa MSL-M3 adalah cara
efisien dalam pemurnian limbah cair domestik. • Pengaturan dan lamanya aerasi kunci dalam meningkatkan efektivitas MSL-M. • Efisiensi MSL-M3 dalam menghilangkan BOD, COD, TSS, Niotrogen Total dan Pospor Total secara berturut-turut adalah 46,39%; 82,3%; 79%; 67,92% dan 30%
• Saran • Untuk meningkatkan kemampuan MSL-M dalam
mengolah limbah cair perlu dilakukan penelitian lanjutan terhadap menambah jumlah lapisan tanah campuran sampai > 6 lapisan dan menambah tinggi media MSL-M.
Biaya pengolahan 1 liter limbah cair • Biaya MSL-M (1m x 1m x1m)
Rp.7500.000 • kecepatan pengolahan 1718,3 l/m2/hr • Penggantian material MSL-M 10 tahun • (7500.00 : (1718,3 x 365x10) • Rp. 1,2 per liter
Air olahan dari IPAL
Limbah Cair Domestik
Toilet
Restoran
Skema Air Limbah Bisa diolah dengan MSL-Melafu
MSL Melafu
Lingkungan air Tercemar
Untuk emindahan N,P, BOD,COD, Pestisida, Sisa Pupuk
