BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Gambaran Umum Unit Operasi IPAL Mojosongo Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Mojosongo di bangun untuk mengolah air buangan dari kota Surakarta bagian utara, dengan sistem pengolahan air limbah seperti pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Proses Pengolahan pada IPAL Mojosongo (Sumber: PDAM Kota Surakarta)
Proses pengolahan air limbah di IPAL Mojosongo meliputi beberapa tahap antara lain: 1.
Pengaliran Dari Bak Penampung
Air limbah rumah tangga yang berasal dari Perumnas Mojosongo, Nusukan, Kadipiro dan Mojosongo non Perumnas akan ditampung terlebih dahulu di bak penampung dan dipompa ke pengolahan. Pemompaan dilakukan karena kontur tanah menuju ke IPAL lebih tinggi dari daerah pelayanan.
2.
Saringan (Bar Screen)
Air limbah yang dialirkan melalui pipa kemudian disaring di bar screen untuk menahan sampah dan plastik agar tidak masuk ke pengolahan limbah. Sebelum masuk ke pengolahan air limbah akan dipompa menuju bak pengendap awal.
34
35
3.
Bak Pengendap Awal
Apabila air limbah tidak diharapkan melewati bak ini, maka gate valve (katub) dioperasikan dalam keadaan terbuka sehingga air akan mengalir langsung menuju bak aerasi I, tetapi apabila air limbah diinginkan untuk melewati bak, maka gate valve (katub) dioperasikan dalam keadaan tertutup sehingga akan melimpah melalui weir (pelimpah) dan ruang pengukur dimana di ruang ini terpasang skala (disebelah selatan) dan alat ukur V notch untuk mengetahui debit air limbah yang sedang dipompakan dari rumah pompa Kali Anyar.
Air limbah yang terjun dari V notch memasuki ruang pengendapan, maka pada ruang ini pasir yang terbawa aliran diharapkan mengendap. Sedangkan sampah terapung dan bisa ditahan oleh penyekat yang kemudian diambil secara manual setiap satu minggu sekali kemudian dibuang ke tempat sampah. Air limbah yang melewati penyekat menuju pipa outlet dan masuk ke bak aerasi, hasil endapan dari bak ini perlu dikuras setiap 3 bulan sekali.
Gambar 4.2 Bak Pengendapan Awal
4.
Bak Aerasi 1
Dari bak pengendap awal air buangan secara gravitasi akan mengalir menuju bak aerasi I, pada bak ini aerator dihidupkan untuk menambah oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk menguraikan zat organik. Air limbah yang masuk pada bak aerasi I perlu dibiarkan selama 1 sampai dengan 2 minggu untuk dapat mengembangbiakkan mikroorganisme dan untuk percepatan perlu dilakukan
36
seeding dengan cara memasukkan lumpur aktif dari tangki septik ke dalam bak aerasi.
Gambar 4.3 Bak Aerasi I Bak aerasi I dilengkapi 2 buah aerator bertujuan untuk pemberian oksigen. Bila pemberian oksigen kurang akan ditandai dengan timbulnya bau dimana akan terjadi
proses
anaerobic,
untuk
itu
operator
harus
menjalankan
atau
mengoperasikan aerator tersebut.
Gambar 4.4 Mesin Aerator
5.
Bak Aerasi II
Dari bak aerasi I air akan mengalir secara gravitasi ke aerasi II dan di sini aerator juga harus dihidupkan untuk menambah oksigen. Lumpur yang mengendap di dua aerasi tersebut diproses dengan cara memompa lumpur tersebut ke bak pengering (sludge drying bed).
37
Untuk itu perlu dilakukan pengurasan secara periodik, untuk pengurasan lumpur disediakan pompa lumpur dilengkapi dengan pontoon serta pipa fleksibel untuk hisap maupun tekan.
Gambar 4.5 Bak Aerasi II
6.
Bak Sedimentasi (Sedimentation Pond)
Air limbah dari bak aerasi II mengalir secara gravitasi ke bak sedimentasi. Air yang telah di aerasi I dan II, sebagian besar partikel-partikelnya akan mengendap di dalam bak ini. Dari bak ini air limbah sudah boleh dibuang ke badan air penerima melalui saluran disebelah utara dan timur dari IPAL kemudian mengalir masuk ke Kali Anyar. Endapan Lumpur akan mengendap ke dasar kolam yang kemudian perlu diadakan pengurasan setelah lumpur berumur 2 (dua) tahun untuk pengurasan pertama, dan selanjutnya dilakukan pengurasan setiap 6 (enam) bulan sekali.
Gambar 4.6 Bak Sedimentasi
38
7. Bak Pengering Lumpur (Sludge Drying Bed) Bangunan ini berfungsi untuk menampung lumpur yang diproduksi oleh bak aerasi I dan II, bak sedimentasi serta bak pengendap awal. Dari bak-bak yang menghasilkan lumpur tersebut, lumpur dipompa melalui jaringan pipa lumpur, saluran terbuka ini dilengkapi dengan pintu-pintu pengatur aliran aliran lumpur sehingga cara pengisian petak-petak dapat dilakukan bergiliran. Untuk masing-masing petak, ketebalan lumpurnya adalah 30 cm.
Gambar 4.7 Bak Pengering Lumpur
4.2 Kinerja Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Mojosongo 4.2.1
Kualitas Air Berdasarkan Sifat Kimia dan Fisika di Laboratorium
Hasil rata-rata pengujian fisika dan kimia IPAL Mojosongo yang dilakukan oleh laboratorium Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Surakarta di tahun 2015 dengan membandingkan parameter menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik dapat dapat dilihat pada Tabel 4.1.
39
Tabel 4.1 Pengujian Fisika dan Kimia IPAL Mojosongo No
Parameter
Hasil Uji
Satuan
Kadar Maks
Inlet
Outlet
mg/L
100
111,9
9,53
Keterangan
FISIKA 1
TSS
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014
KIMIA 2
Ph
-
9
7,7
8,05
3
BOD5
mg/L
100
197,5
56,67
4
Minyak & Lemak
mg/L
10
-
-
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014
Sumber: Data hasil laboratorium PDAM Kota Surakarta dengan membandingkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014
Dari data pengujian fisika dan kimia dengan membandingkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 dapat dibuat diagram. Diagram Perbandingan parameter dengan baku mutu air limbah dapat dilihat pada Gambar 4.8. 100
100
100
jumlah
80
Baku mutu air limbah hasil uji outlet
56.67
60 40 9.53
20
9
8.05
10
0
0 TSS
Ph
BOD5 Parameter
Minyak & Lemak
Gambar 4.8 Diagram Perbandingan Parameter dengan Baku Mutu Air Limbah
Hasil pengamatan yang dilakukan oleh Laboratorium Perusahaan Daerah Air Minum
(PDAM)
Surakarta
dengan
membandingkan
Peraturan
Menteri
Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik didapat:
40
1. Parameter Fisika: a. TSS (Total Suspended Solid) Kandungan lumpur yang ada di kolam pengolahan dipengaruhi oleh nilai TSS dari limbah cair yang masuk dalam kolam pengolahan. Semakin tinggi nilai TSS semakin besar kandungan lumpurnya. Dari hasil uji laboratorium yang dilakukan oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) kota Surakarta diperoleh hasil bahwa sampel air di inlet 111,9 mg/L dan 9,53 mg/L di outlet. Berdasarkan syarat maksimum yang dijinkan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik yaitu 100 mg/L sehingga memenuhi persyaratan dan layak untuk di buang ke badan air penerima yaitu Sungai Kali Anyar.
2. Parameter Kimia: a. pH Berdasarkan hasil pengujian di laboratorium didapatkan hasil bahwa sampel air di inlet mempunyai pH 7,7 dan 8,05 di outlet. Berdasarkan syarat maksimum yang dijinkan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik yaitu antara 6,9-9, sehingga memenuhi persyaratan dan layak untuk di buang ke badan air penerima yaitu Sungai Kali Anyar. b. BOD5 Berdasarkan hasil penelitian, BOD5 (Biologycal Oxygen Demand) inlet 197,5 mg/L dan outlet 56,67 mg/L hal ini menunjukkan zat organik yang terdapat dalam air limbah cair dapat teroksidasi dan terurai dengan suhu 26,85 °C. Berdasarkan syarat maksimum yang dijinkan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik yaitu 100 mg/L sehingga memenuhi persyaratan dan layak untuk di buang ke badan air penerima yaitu Sungai Kali Anyar.
3. Perhitungan Efisiensi Nilai efisiensi pengolahan COD, BOD5 dan TSS IPAL Mojosongo dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagi berikut:
41
E
=
× 100%
Dengan: `
E
= Efisiensi (%)
C
= Konsentrasi efluen (mg/l)
Co
= Konsentrasi influen (mg/l)
Perhitungan: a. Efisiensi COD E
× 100%
=
=
× 100%
= 60,7 % b. Efisiensi BOD5 E
× 100%
=
=
× 100%
= 71,3 % c. Efisiensi TSS E
× 100%
=
=
× 100%
= 91,5 %
Nilai efisiensi dari perhitungan data yang diperoleh, efisiensi pengolahan COD adalah 60,7 % dan untuk BOD5 adalah 71,3 %. Sedangkan nilai untuk TSS adalah 91,5 %, lebih dari 50 % karena untuk kolam pengolahan merupakan pengolahan lanjutan dari pengolahan pendahuluan sehingga menunjukkan bahwa sistem pengolahan dan pengendapan lumpur juga berlangsung baik. Efisiensi diatas 50% menunjukkan bahwa sistem pengolahan telah berlangsung dengan baik.
42
4.3 Prediksi Umur Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Mojosongo 4.3.1
Perhitungan Volume
1. Bak Pengendap Awal Air buangan yang dipompa dari sump pump masuk ke bak pengendap awal, disini air limbah bisa diukur debitnya melalui V notch, biasanya pada bak pengendap awal ini air limbah akan dipisahkan, pasir yang akan mengendap dan plastik maupun busa akan tertahan pada penyekat yang kemudian akan diambil secara manual dan dibuang ketempat sampah. Sedangkan pasir yang ikut terbawa aliran akan mengendap pada bak pengendap awal perlu dikuras secara manual dan lumpurnya ditampung di bak pengering lumpur. Bak Pengendap awal dapat dilihat pada Gambar 4.9 di bawah ini:
Gambar 4.9 Bak Pengendap Awal dan Potongan
Dari Gambar 4.9 dapat diketahui: a. Air yang mengalir dalam bak pengendap awal ini adalah 40-50 liter/detik. b. Luasannya yaitu (21 m × 6 m) + (2,8 m × 1,5 m) + (9,4 m × 1,3 m) = 142,4 m2 c. Dengan dasar bangunan yang dibuat miring dan kedalamnya 2,5 m. d. Volume air yang ada dalam bak ini adalah 356,05 m³ = 356050 liter
43
2. Bak Aerasi I Dari bak pengendap awal air buangan secara gravitasi akan mengalir menuju bak aerasi I, pada bak ini aerator dihidupkan untuk menambah oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk menguraikan zat organik. Air limbah yang masuk pada aerasi I perlu dibiarkan selama 1 sampai dengan 2 minggu untuk dapat mengembangbiakkan mikroorganisme. Bak aerasi I dilengkapi dengan 2 buah aerator. Bak aerasi I dapat dilihat pada Gambar 4.10 di bawah ini:
Gambar 4.10 Bak Aerasi I
Dari Gambar 4.10 dapat diketahui: a. Luasannya yaitu 26 m × 47,5 m = 1235 m2 b. Kedalaman bangunan 3,5 m c. Volume air yang tertampung yaitu 4322,5 m³ = 4322500 liter
3. Bak Aerasi II Dari bak aerasi I air akan mengalir secara gravitasi pula ke bak aerasi II dan disini aerator juga harus dihidupkan untuk menambah oksigen. Lumpur yang mengendap di bak aerasi akan diproses dengan cara memompa lumpur tersebut ke bak pengering (sludge drying bed). Untuk itu perlu dilakukan pengurasan secara periodik, untuk pengurasan lumpur disediakan pompa lumpur dilengkapi dengan pontoon serta pipa fleksibel untuk hisap maupun tekan. Bak aerasi II dapat dilihat pada Gambar 4.11.
44
Gambar 4.11 Bak Aerasi II
Dari Gambar 4.11 dapat diketahui: a. Luasannya yaitu 23 m × 51 m = 1173 m2 b. Kedalaman bangunan 3,5 m c. Volume air yang tertampung yaitu 4105,5 m³ = 4105500 liter
4. Bak Sedimentasi Air buangan dari bak aerasi II secara gravitasi akan mengalir ke bak sedimentasi. Air limbah yang telah diaerasi pada bak aerasi I dan bak aerasi II sebagian besar partikel-partikelnya akan mengendap di dalam bak sedimentasi ini, dari bak ini air limbah sudah bisa dibuang ke badan air penerima, kadar BOD sudah mulai turun. Bak sedimentasi dapat dilihat pada Gambar 4.12.
Gambar 4.12 Bak Sedimentasi
45
Dari Gambar 4.12 dapat diketahui: a. Luasannya yaitu 59,51 m × 47,40 m = 2820,77 m2 b. Kedalaman bangunan 2,8 m c. Volume air yang tertampung yaitu 7898,17 m³ = 7898170 liter
5. Bak Pengering Lumpur (Sludge Drying Bed) Lumpur yang dipompa dari aerasi I dan II maupun sedimentasi akan mengalir lewat jaringan pipa lumpur dan masuk ke sludge drying bed, secara bergiliran semua terisi. Setelah lumpur yang masuk ke dalam bak kering yang memakan waktu 30 hari lumpur diambil untuk dibuang atau dimanfaatkan sebagai pupuk. a. Dalam bak ini terdiri dari 12 bak dengan luasan masing-masing 8 m × 8 m = 64 m2/bak. b. Kedalaman bangunan 2 m c. Volume lumpur yang terdapat pada masing-masing bak adalah 128 m³
4.3.2
Jumlah Pertumbuhan Penduduk
Data pertumbuhan penduduk pada Kelurahan Mojosongo, Kadipiro, Nusukan, dan Perumnas Mojosongo dari tahun 2009-2015 dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan diagram pertumbuhan penduduk dapat dilihat pada Gambar 4.13. Tabel 4.2 Pertumbuhan Jumlah Penduduk Tahun
Jumlah Penduduk Kelurahan
Jumlah
Mojosongo
Nusukan
Kadipiro
2009
41969
29705
49172
120846
2010
43863
27537
48.326
119726
2011
45233
28002
50324
123559
2012
48410
29502
48467
126379
2013
49173
30998
53461
133632
2014
49123
30789
53544
133456
2015
51601
29999
56381
137981
Sumber: Dispendukcapil Kota Surakarta
46
Dari data jumlah pelanggan IPAL Mojosongo, dapat dilihat diagram pertumbuhan penduduk pada Gambar 4.13. 137981 133632 133456
Jumlah Penduduk
140000 135000 130000 125000
126379 123559
120846 119726
120000
jumlah penduduk
115000 110000 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Tahun
Gambar 4.13 Diagram pertumbuhan penduduk IPAL Mojosongo
4.3.3
Jumlah Pertumbuhan Pelanggan dari IPAL Mojosongo
Data jumlah pelanggan IPAL Mojosongo pada setiap kelurahan dapat dilihat pada Tabel 4.3, dengan jumlah total pada tahun 2015 yaitu 5.425 SR. Tabel 4.3 Pelanggan SR IPAL Mojosongo Tahun Nama Kelurahan 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Mojosongo
422
431
433
433
456
459
537
681
Nusukan
682
692
702
706
712
714
881
1123 1128
Kadipiro
123
123
124
126
127
128
322
363
Perumnas Mojosongo Jumlah
682
365
3247 3248 3248 3249 3249 3249 3249 3249 3250 4474 4494 4507 4514 4544 4550 4989 5416 5425
Sumber: PDAM Kota Surakarta
` Dari data jumlah pelanggan IPAL Mojosongo, dapat dilihat diagram pertumbuhan pelanggan pada Gambar 4.14.
47
6000 Jumlah pelanggan
5000
4474 4494 4507 4514 4544 4550
4989
5416 5425
4000 3000 Series1
2000 1000 0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Tahun
Gambar 4.14 Diagram pertumbuhan pelanggan IPAL Mojosongo
4.3.4
Prediksi Pertumbuhan Penduduk IPAL Mojosongo
Tabel 4.4 Jumlah Pertumbuhan Penduduk pada Pelanggan IPAL Mojosongo Tahun
Jumlah Penduduk Kelurahan
Jumlah
Mojosongo
Nusukan
Kadipiro
2009
41969
29705
49172
120846
2010
43863
27537
48.326
119726
2011
45233
28002
50324
123559
2012
48410
29502
48467
126379
2013
49173
30998
53461
133632
2014
49123
30789
53544
133456
2015
51601
29999
56381
137981
Sumber: Dispendukcapil Kota Surakarta
Rata-rata pertambahan jumlah penduduk dari tahun 2009 – 2015 adalah: Ka
= (Pa – P1) / (T2 – T1)
Ka
= (137981 - 120846) / (2015 – 2009)
Ka
= 2855,83
2856
1. Prediksi jumlah penduduk 10 tahun (2025) P2025
= Po + Ka (Tn − To)
P2025
= 137981 + 2856 (2025 – 2015)
48
P2025
= 137981 + 2856 (10)
P2025
= 166541 jiwa
2. Prediksi jumlah penduduk 20 tahun (2035) P2035
= Po + Ka (Tn − To)
P2035
= 137981 + 2856 (2035 – 2015)
P2035
= 137981 + 2856 (20)
P2035
= 195101 jiwa
Berdasarkan perhitungan diatas pertambahan penduduk mengalami kenaikan. Jumlah penduduk pada tahun 2025 adalah 166541 jiwa dan jumlah penduduk pada tahun 2035 adalah 195101 jiwa.
4.3.5
Prediksi Pertambahan Pelanggan IPAL Mojosongo
Prediksi pertambahan pelanggan IPAL Mojosongo dihitung dengan metode aritmatik untuk masing-masing jenis pelanggan, kemudian dijumlahkan sehingga akan diperoleh data yang lebih akurat untuk perencanaan. Perhitungan tersebut dihitung dengan asumsi setiap perubahan data negatif dianggap tetap. Data-data pelanggan dari Tabel 4.5 dianalisis dengan rumus dibawah ini: Tabel 4.5 Pelanggan IPAL Mojosongo dari Tahun 2007-2015 Nama Kelurahan Tahun
Jumlah Selisih SR
Selisih
2007
422
682
123
Perumnas Mojosomgo 3247
2008
431
692
123
3248
4494
20
0,45
2009
433
702
124
3248
4507
13
0,29
2010
433
706
126
3249
4514
7
0,16
2011
456
712
127
3249
4544
30
0,66
2012
459
714
128
3249
4550
6
0,13
2013
537
881
322
3249
4989
439
9,65
2014
681
1123
363
3249
5416
427
8,56
2015
682
1128
365
3250
5425
9
0,17
Mojosongo Nusukan Kadipiro
Jumlah
%
4474
20,06
49
Persentase pertambahan penduduk rata-rata pertahun adalah: r
=
r
=
r
= 2,2 % = 0,02
Rata-rata pertambahan jumlah pelanggan dari tahun 2007-2015 adalah: Ka
= (Pa – P1) / (Tn - To)
Ka
= (5425 - 4474) / (2015 – 2007)
Ka
= 118,87
119
1. Metode Aritmatika a. Prediksi jumlah pelanggan 10 tahun (2025) P2025
= Po + Ka (Tn − To)
P2025
= 5425+ 119 (2025 – 2015)
P2025
= 5425 + 119 (10)
P2025
= 6615 SR
b. Prediksi jumlah pelanggan 20 tahun (2035) P2035
= Po + Ka (Tn − To)
P2035
= 5425 + 119 (2025 – 2015)
P2035
= 5425 + 119 (20)
P2035
= 7805 SR
2. Metode Geometrik a. Prediksi jumlah pelanggan 10 tahun (2025) Pn
= Po × ( 1 + r )n
P2025
= 5425 × (1 + 0,02)10
P2025
= 6613 SR
b. Prediksi jumlah pelanggan 20 tahun (2035) Pn
= Po × ( 1 + r )n
P2035
= 5425 × (1 + 0,02)20
P2035
= 8061 SR
50
Berdasarkan perhitungan diatas pertambahan pelanggan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Mojosongo mengalami kenaikan. Jumlah pelanggan IPAL tahun 2035 sebesar 7805 SR (aritmatika) dan 8061 SR (geometrik).
4.3.6
Kebutuhan Air Rumah Tangga
1. Kebutuhan Air Rumah Tanggan Menurut Petunjuk Teknis Perencanaan Rancangan Teknik Sistem Penyediaan Air Minum, Kart
= Jumlah pelanggan2025 × 5 × 150 liter/orang/hari
Kart
= 6614 × 5 × 150 liter/orang/hari
Kart
= 4.960.500 liter /hari
Kart
= 57 liter/detik
2. Debit Air Limbah (80% dari air bersih) Qal
= 80 % × Kart
Qal
= 0,8 × 57 liter/detik
Qal
= 46 liter/detik
Berikut adalah perhitungan pertambahan jumlah pelanggan dan debit air limbah IPAL Mojosongo sampai tahun 2035 dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Pertambahan Jumlah Pelanggan TAHUN 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035
SR Geometrik Aritmatika 6613 6615 6745 6734 6880 6853 7018 6972 7158 7091 7301 7210 7447 7329 7596 7448 7748 7567 7903 7686 8061 7805
Debit Air Limbah (liter/detik) Geometrik Aritmatika 46 46 47 47 48 48 49 48 50 49 51 50 52 51 53 52 54 53 55 53 56 54
51
Dari hasil perhitungan diperoleh:. Perhitungan menurut jumlah pelanggan didapat bahwa jumlah pelanggan IPAL Mojosongo di tahun 2025 sebesar 6615 SR (aritmatika) dan 6613 (geometrik) dengan jumlah limbah cair yang dihasilkan 46 liter/detik dan jumlah pelanggan tahun 2035 sebesar 7805 SR (aritmatika) dan 8061 SR (geometrik) dengan jumlah limbah cair yang dihasilkan 54 liter/detik dan 56 liter/detik. Sedangkan kapasitas IPAL Mojosongo saat ini sebesar 50 liter/detik, sehingga dengan kapasitas pengolahan tersebut IPAL Mojosongo 10 tahun kedepan masih mampu melayani masyarakat sedangkan untuk 20 tahun kedepan IPAL Mojosongo tidak mampu mengolah limbah cair untuk wilayah Kelurahan Mojosongo 20 tahun kedepan.
4.3.7
Waktu Proses Pengolahan (Waktu Tinggal)
1. Perhitungan waktu proses pengolahan/ waktu tinggal Contoh Perhitungan pada bak aerasi I: Q
=
40 liter/detik = t
= = 108062,5 detik = 30 jam
Untuk lebih lengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.7: Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Waktu Proses Pengolahan
No
Debit (liter/detik)
t (jam) Jenis Bak
Volume Jam
2
40
Aerasi I
3
40
Aerasi II
Hari
4322500
30,02
1,3
4105500
28,51
1,2
Dari data perhitungan waktu tinggal, dapat diplotkan menjadi grafik. Grafik waktu tinggal pada IPAL Mojosongo dapat dilihat pada Gambar 4.15.
Debit(liter/detik)
52
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Bak Pengendap awal
Bak Aerasi I
30.02
28.51 Waktu Tinggal (jam)
Gambar 4.15 Grafik Waktu Tinggal IPAL Mojosongo
Dari hasil perhitungan diketahui waktu tinggal sebesar (28-30) jam. Dilihat dari hasil waktu tinggal, IPAL Mojosongo lebih mengacu pada proses pengolahan air limbah secara biologi pada kondisi aerobik. IPAL Mojosongo tidak mampu melayani masyarAkat Mojosongo untuk 20 tahun kedepan. Salah satu cara agar IPAL Mojosongo mampu melayani masyarakat adalah dengan memperpendek waktu tinggal pada proses pengolahan.
2. Perhitungan Memperpendek Waktu Tinggal Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Memperpendek Waktu Tinggal Debit (liter/detik) No
Lumpur Aktif Standart
Extended
t (jam) Jenis Bak
Volume (liter)
Aeration
Lumpur Aktif
Extended
Standart
Aeration
1
150
71
Aerasi I
4322500
8,00
17
2
143
71
Aerasi II
4105500
8,00
16
Dari data perhitungan memperpendek waktu tinggal, dapat diplotkan menjadi grafik. Grafik waktu tinggal dengan sistem lumpur aktif standart (konvensional) dan sistem extended aeration dapat dilihat pada Gambar 4.16 dan Gambar 4.17.
53
152
Debit (liter/detik)
150
Aerasi I
148 146 144 Aerasi II
142
Debit (liter/detik)
140 138 8.00
8.00 Waktu tinggal
Gambar 4.16 Grafik Memperpendek Waktu Tinggal dengan Sistem Lumpur Aktif Standart (Konvensional)
71
Aerasi II
Debit (liter/detik)
71 71 71 Aerasi I
Debit (liter/detik)
71 70 70 17.00
16.00 Waktu tinggal
Gambar 4.17 Grafik Memperpendek Waktu Tinggal dengan Sistem Extended Aeration
Dengan memperpendek waktu tinggal dengan sistem Lumpur Aktif Standart (Konvensional) didapatkan debit sebesar 143 liter/detik dan sistem extended aeration di dapatkan debit sebesar 71 liter/detik, sedangkan limbah cair yang dihasilkan pada tahun 2035 sebesar 56 liter/detik (geometrik), sehingga sistem ini dapat digunakan untuk 20 tahun.
54
4.4 Pembahasan 4.4.1
Kinerja Instalasi Pengolahan Air Limbah
Dari data laboratorium yang diperoleh nilai TSS pada sampel air di inlet 111,9 mg/L dan 9,53 mg/L di outlet. Berdasarkan syarat maksimum yang dijinkan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik yaitu 100 mg/L sehingga memenuhi persyaratan dan layak untuk di buang ke badan air penerima yaitu Sungai Kali Anyar.
Dari data laboratorium yang diperoleh nilai pH hasil bahwa sampel air di inlet mempunyai pH 7,7 dan 8,05 di outlet. Berdasarkan syarat maksimum yang dijinkan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik yaitu antara 6,9-9 sehingga memenuhi persyaratan dan layak untuk di buang ke badan air penerima yaitu Sungai Kali Anyar.
Dari data laboratorium yang diperoleh nilai BOD5 (Biologycal Oxygen Demand) di inlet 197,5 mg/L dan outlet 56,67 mg/L hal ini menunjukkan zat organik yang terdapat dalam air limbah cair dapat teroksidasi dan terurai dengan suhu 26,85 °C. Berdasarkan syarat maksimum yang dijinkan oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup nomor 5 tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik yaitu 100 mg/L sehingga memenuhi persyaratan dan layak untuk di buang ke badan air penerima yaitu Sungai Kali Anyar.
Nilai efisiensi dari perhitungan data yang diperoleh, efisiensi pengolahan COD adalah 60,7 % dan untuk BOD5 adalah 71,3 %. Sedangkan nilai untuk TSS adalah 91,5 %, lebih dari 50 % karena untuk kolam pengolahan merupakan pengolahan lanjutan dari pengolahan pendahuluan sehingga menunjukkan bahwa sistem pengolahan dan pengendapan lumpur juga berlangsung baik. Efisiensi diatas 60% menunjukkan bahwa sistem pengolahan telah berlangsung dengan baik.
55
4.4.2
Jumlah Pelanggan dan Jumlah Pertumbuhan Penduduk
Jumlah Pelanggan IPAL Mojosongo dan Jumlah Pertumbuhan Penduduk Kelurahan Mojosongo, Kadipiro, Nusukan dan Perumnas Mojosongo Tahun 2035 adalah sebagai berikut: 1. Jumlah Pertumbuhan Penduduk Tahun 2035 Berdasarkan perhitungan, pertambahan penduduk mengalami kenaikan. Jumlah penduduk pada tahun 2025 adalah 166540 jiwa dan jumlah penduduk pada tahun 2035 adalah 195097 jiwa.
2. Jumlah Pertumbuhan Pelanggan Tahun 2035 Berdasarkan perhitungan, pertambahan pelanggan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Mojosongo mengalami kenaikan. Jumlah pelanggan IPAL tahun 2035 sebesar 7805 SR (aritmatika) dan 8061 SR (geometrik).
4.4.3 Umur Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Mojosongo
1.
Berdasarkan Jumlah Pertumbuhan Penduduk
Jumlah penduduk tahun 2025 adalah 166540 jiwa dan jumlah penduduk pada tahun 2035 adalah sebesar 107.097 dengan limbah cair yang dihasilkan sebesar 1157 liter/detik dan 1355 liter/detik. Dengan kapasitas IPAL saat ini 50 liter/detik, IPAL Mojosongo tidak mampu melayani jika seluruh penduduk dari kelurahan Kadipiro, Nusukan, Mojosongo, dan Perumnas Mojosongo menjadi pelanggan IPAL. 2.
Berdasarkan Jumlah Pelanggan
Jumlah pelanggan IPAL Mojosongo di tahun 2025 sebesar 6615 SR dengan jumlah limbah cair yang dihasilkan 46 liter/detik dan jumlah pelanggan tahun 2035 sebesar 7805 SR dengan jumlah limbah cair yang dihasilkan 54 liter/detik. Sedangkan kapasitas IPAL Mojosongo saat ini sebesar 50 liter/detik, sehingga dengan kapasitas pengolahan tersebut IPAL Mojosongo untuk 10 tahun kedepan masih mampu melayani masyarakat, sedangkan untuk 20 tahun kedepan IPAL Mojosongo tidak mampu mengolah limbah cair untuk wilayah Kelurahan
56
Mojosongo. Umur pelayanan IPAL Mojosongo yaitu sampai tahun 2030 (aritmatika) dan 2029 (geometrik).
3. Memperpendek Waktu Tinggal IPAL Mojosongo tidak mampu melayani masyarakat untuk 20 tahun ke depan. Salah satu cara
adalah dengan memperpendek waktu tinggal pada proses
pengolahan, yaitu dengan proses lumpur aktif dan extended aeration. Pada proses pengolahan ini dengan volume tetap didapatkan debit air limbah sebesar 71 liter/detik (lumpur aktif) dan 143 liter/detik (extended aeration).
