Aplikasi Teknologi Produksi Bersih di Instalasi Pengolahan Air Minum (Studi Kasus PDAM Surabaya) Application of Cleaner Production in Drinking Water Treatment Plant (Case study of PDAM Surabaya) Mohammad Razif Jurusan Teknik Lingkungan Institut Teknologi sepuluh Nopember (ITS) Surabaya Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111
ABSTRAK Dari hasil penelitian terdahulu bisa disimpulkan bahwa lumpur PDAM Surabaya (dari Instalasi Ngagel) dapat dimanfaatkan kembali sebagai : alum recovery, pembuatan batako, sebagai tanah urug untuk keperluan pertanian. Untuk memilih yang terbaik dari 3 alternatif tersebut telah dilakukan pemilihan teknologi memakai metoda AHP (Analytical Hierarchy Process) dengan bantuan program Expert Choice. Sebagai responden dipilih 5 orang pengambil keputusan di PDAM Surabaya dan 5 orang ahli teknologi produksi bersih di Jurusan Teknik Lingkungan ITS. Dari hasil analisis diperoleh bahwa teknologi alum recovery adalah teknologi produksi bersih yang terbaik dibandingkan dengan batako dan tanah urug. Dengan memakai metoda CBA (Cost Benefit Analysis) telah dilakukan penilaian kelayakan ekonomi untuk teknologi alum recovery, dan hasilnya menunjukkan bahwa teknologi produksi bersih berupa alum recovery ini ternyata cukup layak untuk diaplikasikan di PDAM Surabaya, khususnya di Instalasi Ngagel I, II, dan III. Kata kunci : alum recovery, AHP, CBA
ABSTRACT The results of the former research explained that the mud sediment of PDAM Surabaya can be reused as : alum recovery, bricks production, and land cover in the field of agriculture. AHP (Analytical Hierarchy Process) method selection was implemented with Expert Choice Program as assistance in order to choose the best option above 5 executives has been selected as respondent and 5 expert in cleaned production from Environmental Engineering Department of ITS Surabaya. The result of the analysing shows that alum recovery technology is the best choice in cleaned production technology. It’s better than using mud in brick production or in land cover. Economical proper test has been implemented by using CBA (Cost Benefit Analysis) method and the result shows that alum recovery technology is adequate to implement in PDAM Surabaya, especially in Ngagel I, II, III Installations. Keywords : alum recovery, AHP, CBA
1. PENDAHULUAN
2. TINJAUAN PUSTAKA
Proses pengolahan air minum oleh PDAM yang konvensional memang menghasilkan air bersih, namun sebagai hasil samping biasanya akan diperoleh lumpur endapan. Karena air baku mengandung lumpur sungai, maka dipakai alum untuk memisahkan lumpur tersebut, sehingga karakteristik lumpur yang masuk dan keluar instalasi sangat berbeda. Perbedaannya yang prinsip adalah adanya kandungan logam Aluminium (dari pemakaian senyawa aluminium sulfat) didalam lumpur endapan yang tergolong sebagai limbah bahan beracun dan berbahaya (Lewis, 1990).
2.1. Hasil penelitian terdahulu Berdasarkan hasil penelitian para peneliti terdahulu, dimungkinkan untuk mengatasi lumpur endapan PDAM Surabaya dengan aplikasi konsep produksi bersih, yaitu menerapkan alternatif teknologi sbb : 1. Melaksanakan teknologi alum recovery, yaitu mengambil alum didalam lumpur untuk dipakai kembali (Wahyudin dan Wulandari, 2001) 2. Melaksanakan teknologi reused , yaitu memanfaatkan lumpur sebagai bahan baku pembuatan batako (Maulanie dan Nurjati, 2002) 3. Melaksanakan teknologi reused , yaitu memanfaatkan lumpur sebagai tanah urug untuk pertanian (Andriati, 1989)
2.2. Konsep Analytical Hierarchy Process (AHP) Ada beberapa konsep pokok AHP yaitu (Saaty, 1993) 1. Suatu hirarki fungsional sistem kompleks dipecah menjadi bagian elemen pokoknya menurut hubungan esensial antar sesamanya. 2. Tingkat puncak hirarki fokus hanya satu elemen, yaitu sasaran menyeluruh. Tingkat lain mengandung beberapa elemen (biasanya 5 - 9). 3. Tak ada batas bagi jumlah tingkat dalam satu hirarki. 4. Bila elemen suatu tingkat tak dapat dibandingkan, tingkat baru dengan perbedaan yang lebih halus harus diciptakan. 5. Hirarki bersifat luwes. Selalu dapat diubah untuk menampung kriteria baru.
Menurut Reksohadiprodjo (2000) manfaat (benefit) merupakan nilai barang dan jasa bagi konsumen, sedangkan biaya (cost) merupakan manfaat yang tidak diambil, atau lepas dan hilang (opportunity cost). Orang telah mencoba untuk menentukan biaya pembuangan sampah atau limbah, yang tergolong sebagai biaya mencegah polusi dan biaya polusi. Biaya pencegahan polusi adalah biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan, perorangan dan/atau pemerintah untuk mencegah sebagian atau keseluruhan polusi sebagai akibat kegiatan produksi atau konsumsi. Biaya polusi dibagi (a) biaya yang dikeluarkan pemerintah atau swasta untuk menghindari kerusakan akibat polusi, dan (b) kerusakan kesejahteraan masya rakat sebagai akibat polusi.
2.3. Langkah-langkah AHP Langkah-langkah dalam metode AHP meliputi (Suryadi, 2000) : 1. Mendefinisikan masalah dan menentukan solusi yang diinginkan 2. Membuat struktur hirarki yang diawali dengan tujuan umum, dilanjutkan dengan subtujuansubtujuan, kriteria dan kemungkinan alternatifalternatif pada tingkatan kriteria yang paling bawah. 3. Membuat matriks perbandingan berpasangan yang menggambarkan kontribusi relatif atau pengaruh setiap elemen terhadap masing-masing tujuan atau kriteria yang setingkat di atasnya. Perbandingan dilakukan berdasarkan “judgment” dari pengambil keputusan dengan menilai tingkat kepentingan suatu elemen dibandingkan elemen lainnya. 4. Melakukan perbandingan berpasangan sehingga diperoleh judgment seluruhnya sebanyak n x [(n1)/2] buah, dengan n adalah banyaknya elemen yang dibandingkan. 5. Menghitung nilai eigen dan menguji konsistensinya, jika tidak konsisten maka pengambilan data diulangi. 6. Mengulangi langkah 3,4, dan 5 untuk seluruh tingkat hirarki. 7. Menghitung vektor eigen dari setiap matriks perbandingan berpasangan. Nilai vektor eigen merupakan bobot setiap elemen. Langkah ini untuk mensintesis judgment dalam penentuan prioritas elemen-elemen pada tingkat hierarki terendah sampai pencapaian tujuan. 8. Memeriksa konsistensi hirarki. Jika nilainya lebih dari 10 persen maka penilaian data judgment harus diperbaiki. 2.4. Pengertian dasar Cost Benefit Analysis (CBA)
Jika analisis manfaat dan biaya diterapkan pada program penanggulangan / pencegahan polusi, maka manfaat program adalah pengurangan biaya polusi. Biaya program adalah pengeluaran pemerintah, diukur dengan nilai pemanfaatan lain sumber daya yang diperlukan untuk pelaksanaan program. 2.5. Asumsi analisis dan perhitungan CBA Reksohadiprodjo (2000) mengajukan berbagai asumsi untuk mempermudah analisis sbb : 1. Setiap tambahan pengeluaran pada program ini menghasilkan pengurangan dalam hasil polusi, yaitu sebagai akibat pengurangan polusi 2. Masyarakat biasanya menilai usaha-usaha permulaan pengurangan polusi itu jauh lebih tinggi dibandingkan dengan penilaian usahausaha berikutnya. Menurut Suparmoko (2000) perhitungan biaya dan manfaat memerlukan keahlian dalam menentukan nilai atau harga setiap barang dan jasa yang timbul maupun hilang karena suatu tindakan atau suatu kegiatan . Rumus dasar dalam analisi biaya dan manfaat adalah Bt Ct NPV = ∑ ------- - ∑ ---------(1 + r)t (1 + r)t dimana : NPV = Net Present Value r = tingkat diskonto B = Manfaat t = waktu C = Biaya ∑ = jumlah Apabila NPV > 0, maka proyek atau kegiatan itu dianggap layak dan sebaliknya bila NPV < 0, proyek dinyatakan tidak layak
pendekatan AHP untuk PDAM (Instalasi Ngagel I, II, dan III). 3. METODOLOGI 3.1. Pengumpulan data Data yang dikumpulkan adalah : a. Data primer berupa kuesioner pengambil keputusan di PDAM dan pakar Lingkungan ITS b. Data sekunder berupa pemakaian alum, harga alum, pembuangan lumpur, hasil penelitian terdahulu. 3.2. Pengolahan data Untuk mengolah kuesioner telah dipakai software Expert Choice, dengan urutan langkah sbb : a. Menyiapkan susunan hierarki sbb : • Goal : Pemilihan Teknologi • Kriteria : aspek lingkungan, aspek teknik, aspek ekonomi • Sub kriteria aspek lingkungan : daya tampung lingkungan dan resiko kerusakan lingkungan • Sub kriteria aspek teknik : kemudahan konstruksi dan kemudahan operasional • Sub kriteria aspek ekonomi : kemurahan biaya dan manfaat yang didapat • Alternatif teknologi : alum recovery, pembuatan batako, tanah urug b. Menyusun definisi dari komponen hierarki c. Menyiapkan kuesioner untuk responden d. Menentukan rsponden, terdiri dari : • 5 pengambil keputusan di PDAM Surabaya : 1. Direktur Umum PDAM Surabaya 2. Direktur Teknik PDAM Surabaya 3. Kabag Instalasi Ngagel I Surabaya 4. Kabag Instalasi Ngagel II Surabaya 5. Kabag Instalasi Ngagel III Surabaya • 5 ahli produksi bersih dari Jurusan Teknik Lingkungan ITS Surabaya : 1. Ahli Pengelolaan Kualitas Air Sungai 2. Ahli Pengolahan Air Buangan 3. Ahli Pengolahan Air Minum 4. Kalab Teknologi Lingkungan ITS 5. Kalab Rekayasa Proses ITS e. Mengolah hasil kuesioner dengan MS Excel dan Expert Choice Kajian dan analisis Metoda kajian dilakukan lewat pendekatan sbb : 1. Berdasarkan studi pustaka dapat ditentukan 3 alternatif aplikasi teknologi produksi bersih yang dapat diterapkan di PDAM Surabaya (Instalasi Ngagel I, II, dan III). 2. Berdasarkan data yang dikumpulkan dan hasil studi pustaka tersebut dapat dilakukan kajian pemilihan tekonogi produksi bersih lewat
Surabaya
Metoda analisis dilakukan lewat pendekatan sbb : 1. Berdasarkan hasil kajian akan dilakukan analisis biaya dan manfaat untuk aplikasi teknologi produksi bersih yang terpilih di PDAM Surabaya (Instalasi Ngagel I, II, dan III). 2. Untuk analisis biaya dan manfaat ini akan dilakukan perhitungan biaya yang diperlukan dan sekaligus dilakukan perhitungan besarnya manfaat yang akan diperoleh dalam satuan biaya 3. Dari analisa biaya dan manfaat ini bisa diperoleh ratio B/C (Benefit/Cost) untuk menilai kelayakan aplikasi teknologi produksi bersih di PDAM Surabaya (Instalasi Ngagel I, II, dan III).
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pemilihan teknologi memakai AHP Performance sensitivity Dari software Expert Choice didapat performance sensitivity kelompok PDAM, ITS, dan gabungan yang digambarkan dalam Gambar 1, 2, dan 3
Gambar 1. Performance sensitivity kelompok PDAM
Gambar 2. Performance sensitivity kelompok ITS
Gambar 3. Performance sensitivity kelompok Gabungan (PDAM + ITS)
Gambar 5. Hasil pemilihan teknologi kelompok ITS
Alternatif teknologi terbaik Jika dibandingkan hasil analisis sensitivity antara 3 kelompok responden (PDAM, ITS, gabungan PDAM + ITS) terlihat adanya pola atau kecenderungan yang sama, yang tidak jauh berbeda. Oleh sebab itu masih perlu dilihat alternatif teknologi yang terbaik. Dengan memakai software Expert Choice telah ditentukan alternatif terbaik diantara t1 (alum recovery), t2 (batako) dan t3 (tanah urug). Alternatif terbaik bisa dilihat dari skema pohon hierarki pada Gambar 4, 5 dan 6.
Gambar 6. Hasil pemilihan teknologi kelompok gabungan (PDAM + ITS) Jika dilakukan penggabungan persentase kriteria dan alternatif teknologi untuk ketiga gambar tersebut akan diperoleh hasil sebagai berikut : Kriteria Lingkunan Teknik Ekonomi Gambar 4. Hasil pemilihan teknologi kelompok PDAM
PDAM 65,2 % 11,3 % 23,5 %
Alternatif teknologi Alum Recovery (t1) Batako (t2) Tanah urug (t3)
ITS 78,9 % 10,3 % 10,8 %
PDAM + ITS 74,5 % 9,9 % 15,8 %
PDAM
ITS
56,8 %
59,9 %
PDAM + ITS 58,9 %
21,1 % 22,0 %
22,8 % 17,3 %
22,8 % 18,4 %
Dari penggabungan terlihat bahwa dari segi kriteria, aspek lingkungan memperoleh presentase tertinggi untuk semua kelompok. Dari penggabungan alternatif teknologi terlihat bahwa teknologi t1 (alum recovery) adalah teknologi produksi bersih dengan persentase yang tertinggi dibandingkan dengan teknologi t2 (batako) dan teknologi t3 (tanah urug). 4.2. Penilaian kelayakan memakai CBA Perhitungan komponen biaya 1. Biaya investasi (I) • Biaya pengadaan lahan nol, digunakan lahan kosong di IPAM Ngagel I, II, dan III • Biaya tangki asidifikasi, 10,5 m3 sebesar Rp 30.000.000,• Biaya tangki lumpur, 38,5 m3 sebesar Rp 42.000.000,• Biaya tangki filtrat, 81 m3 sebesar Rp 64.350.000,• Biaya pipa / perlengkapan sebesar Rp 13.650.000,Total Biaya Investasi (I) = Rp 150.000.000,2. Biaya Operasi dan Bahan (C) • Biaya tenaga kerja : 9 orang x 12 bulan x Rp 700.000,- = Rp 75.600.000,• Biaya energi pengadukan di tangki asidifikasi : 350 hari x Rp150.000,-=Rp 52.500.000,• Biaya perawatan : 350 hari x Rp50.000,-=Rp 17.500.000,• Alum: 2.725 ton x Rp1.000.000= Rp 2.725.000.000,• H2SO4 36 N : 6090 m3 x Rp 10.500.000,-= Rp 63.945.000.000,Total Cost (C) = Rp 66.815.600.000,3. Manfaat (B) • Penurunan pembelian alum oleh PDAM:(8.150 – 2.725) ton =5425 ton x Rp 1.000.000,- = Rp 5.425.000.000, • Kompensasi PDAM tidak membayar pollution fee akibat membuang lumpur kesungai (jika peraturan sudah diberlakukan) : 365 hari x 378.786,96 kg lumpur x Rp 200,-/kg = Rp 27.651.448.080,• Kompensasi tidak terjadinya dampak negatif terhadap biota air (ikan), karena berkurangnya lumpur alum yang dibuang ke sungai & muara :12 bulan x 20 ton ikan x Rp 6.500.000,= Rp. 1.560.000.000,• Kompensasi biaya kesehatan masyarakat (setara 5 kelurahan = 10.000 KK) dengan tidak terjadinya dampak negatif terhadap kesehatan masyarakat (biaya berobat) : 12 bulan x 10.000 KK x Rp 250.000,= Rp. 30.000.000.000,
• Kompensasi berkurangnya jumlah endapan lumpur di Kali Wonokromo yang perlu dikeruk untuk pengamanan banjir kanal Kota Surabaya (frekwensi pengerukan setiap tahun menjadi setiap dua tahun) :10 km panjang sungai x Rp 1.000.000.000,-= Rp 10.000.000.000,Total Manfaat (B) = Rp 74.636.448.080,Perhitungan present value Dalam perhitungan Present Value telah dilakukan asumsi sbb : • Umur teknis ekonomis ditetapkan 15 tahun • Depresiasi investasi sebesar Rp 10.000.000,pertahun • Discount rate = 8 % Analisis biaya dan manfaat (CBA) Dari hasil perhitungan present value bisa diperoleh : a. Net Benefit = Total B – Total (C + D) = Rp 638.738.722.670,- – (Rp 571.807.904.800 + Rp 85.580.000) = Rp 66.845.237.810,b. B/I ratio = 66.845.237.810 : 150.000.000 = 446 (sangat layak) c.
B/C ratio = B : (C + I) = 638.738.722.670 : (571.807.904.800 + 150.000.000) = 1.12 (cukup layak)
d.
NPV = B – (C + I) = 638.738.722.670 (571.807.904.800 + 150.000.000) = Rp 66.780.817.800,- (positif/layak)
Dari angka-angka perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa teknologi produksi bersih berupa alum recovery cukup layak ditinjau dari cost benefit analysis. 4.3. Usulan Aplikasi Teknologi Bersih Berdasarkan hasil analisis memakai AHP dan CBA, maka aplikasi teknologi produksi bersih yang diusulkan untuk PDAM Surabaya adalah alum recovery, yaitu mengambil kembali aluminium dari lumpur endapan untuk dipakai kembali (berulangkali) dalam proses pengolahan air minum di Instalasi Ngagel I, II, dan III. Untuk aplikasi lebih lanjut diusulkan kepada PDAM Surabaya beberapa langkah sbb 1. Membuat & mengoperasikan pilot plant (reaktor penelitian skala laboratorium) untuk mengkaji ulang dan melengkapi data hasil penelitian Wahyudin (2001)
2. Membuat detail disain dari tangki asidifikasi, tangki lumpur, dan tangki penampung filtrat untuk Instalasi Ngagel I, II, dan III, berdasarkan hasil uji coba pilot plant, dan dengan memperhitungkan scale up faktor. 3. Membuat konstruksi tangki asidifikasi, tangki lumpur, dan tangki penampung fitrat sesuai dengan hasil pilot plant dan detail disain di Instalasi Ngagel I, II, dan III. 4. Mengoperasikan tangki asidifikasi, tangki lumpur, dan tangki penampung fitrat sesuai dengan hasil pilot plant dan detail disain di Instalasi Ngagel I, II, dan III.
1. PDAM Surabaya masih menghasilkan lumpur endapan yang mengandung aluminium, khususnya dari Instalasi Ngagel I, II, III. 2. Alum recovery adalah teknologi produksi bersih yang terbaik dibandingkan dengan pemanfaatan untuk batako dan tanah urug. 3. Dengan memakai metoda BCA aplikasi alum recovery cukup layak ditinjau dari ratio benefit/cost maupun nilai NPV. Saran
5. Mengkaji kemungkinan pemanfaatan lumpur yang sudah tidak mengandung Aluminium ini untuk bahan campuran pembuatan batako.
1. PDAM Surabaya disarankan membuat pilot plant dan detail desain untuk aplikasi teknologi alum recovery ini, khususnya untuk Instalasi Ngagel I, II, dan III.
Dengan menjalankan langkah-langkah diatas, ada beberapa manfaat akan diperoleh oleh PDAM Surabaya, antara lain :
2. PDAM Surabaya disarankan membuat konstruksi dan mengoperasikan unit alum recovery sesuai dengan hasil pilot plant dan detail desain.
1. Pengeluaran biaya untuk pembelian tawas hampir sebagian besar (2/3 bagian) dan biaya pollution fee dapat ditiadakan, dan biaya ini bisa dikompensasikan untuk pembelian asam H2SO4
3. PDAM Surabaya disarankan mengkaji kemungkinan pemanfaatan lumpur yang sudah tidak mengandung aluminium untuk bahan campuran pembuatan batako.
2. PDAM Surabaya masih bisa memanfaatkan lagi lumpur yang sudah tidak mengandung aluminium untuk bahan baku pembuatan batako (dengan sedikit keuntungan). 3.
4.
Dengan tidak membuang lumpur ke sungai, PDAM Surabaya termasuk kedalam kelompok perusahaan yang tidak mencemari lingkungan, sehingga mencegah terjadinya protes oleh masyarakat dan pemerhati lingkungan yang mulai meningkat kesadaran lingkungannya. Apabila budaya tidak membuang lumpur ke sungai ini bisa disosialisasikan dan ditiru oleh banyak industri pencemar sungai saat ini, maka dimungkinkan daya dukung lingkungan sungai tetap terjaga, sehingga secara tidak langsung PDAM Surabaya akan memperoleh air baku yang kualitas airnya lebih baik (tidak tercemar).
DAFTAR PUSTAKA 1.
2.
3.
4.
5. 5. Dengan mengaplikasikan teknologi produksi bersih PDAM Surabaya dapat pula mengupayakan meningkatkan kinerjanya dengan target memperoleh sertifikat ISO 14001 (Sistem Manajemen Lingkungan) dan sertifikasi ISO 14024 (Ekolabel).
6.
7.
5. KESIMPULAN & SARAN
Kesimpulan
8.
Andriati, D. (1989) Studi Pemanfatan Langsung Lumpur dari Instalasi Penjernihan Air Minum Ngagel II untuk Tanah Pertanian dan Tanah Urug. Tugas Akhir. Program Studi Teknik Penyehatan FTSP-ITS. Surabaya. Lewis.T.E(1990) Environmen tal Chemistry and Toxicity of Aluminium. Lewis Publishers, Inc. Michigan. Maulanie E. & Nurjati C (2002) Pengendalian Banjir lewat Pemanfaatan Limbah Lumpur IPAM yang dibuang langsung ke sungai. Prosiding Seminar Nasional Insentif Ekonomi dan Teknologi dalam Pembangun an Berkelanjutan. Puslit KLH ITS. Surabaya. Reksohadiprodjo. S. dan Brodjonegoro. A.B.P.(2000) Ekonomi Lingkungan (Suatu Pengantar). Edisi 2. BPFE. Yogyakarta. Saaty T.L (1993) Pengambilan Keputusan bagi Para Pemimpin, Pustaka Binaman Pressindo. Jakrta Suparmoko, M dan Suparmoko M.R. (2000) Ekonomika Lingkungan. Edisi Pertama BPPE. Yogyakarta Wahyudin. W. (2001) Uji Kelayakan Recovery Alum pada Lumpur Hasil Proses KoagulasiFlokulasi di IPAM Ngagel III Surabaya. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS. Surabaya. Wulandari. M.N. (2001) Studi Optimasi Kombinasi Recovered Alum dan Tawas Asli
Sebagai Bahan Koagulan pada Proses KoagulasiFlokulasi IPAM Ngagel III Surabaya. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS. Surabaya.
