1
DESAIN ALTERNATIF INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT DENGAN PROSES AEROBIK , ANAEROBIK DAN KOMBINASI ANAEROBIK DAN AEROBIK DI KOTA SURABAYA Afry Rakhmadany dan Mohammad Razif Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected] Abstrak— Fasilitas kesehatan (rumah sakit) semakin bertambah seiring pertumbuhan penduduk dan munculnya penyakit. Rumah sakit harus membangun Instalasi Pengolahan Air Limbah yang dapat mengolah air limbahnya hingga dibawah baku mutu.IPAL yang didesain yaitu dengan menggunakan biofilter aerobik, biofilter anaerobik, dan kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik. Debit desain bervariasi dari 5 l/s, 10 l/s dan 15 l/s. Dari hasil desain diperoleh luas, volume, RAB, kualitas efluen dan nilai removal yang terbesar hingga terkecil yaitu kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik , biofilter anaerobik dan biofilter aerobik. Rencana Anggaran Biaya berturut dari biofilter aerobik, anaerobik dan kombinasi anaerobik dan aerobik adalah Rp. 2,209,108,117, Rp 4,005,201,734 dan Rp 4,071,493,121.Kelebihan dan kekurangan biofilter aerobik adalah memiliki waktu tinggal dan biaya operasional cukup mahal, biofilter anaerobik adalah memiliki nilai removal yang cukup tinggi dan memiliki gas hasil proses anaerobik, kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik adalah memiliki nilai removal tertinggi dan memiliki luas lahan terluas. Kata kunci— IPAL Rumah Sakit, biofilter, aerobik , anaerobik , kombinasi anaerobik dan aerobik
I. PENDAHULUAN asilitas kesehatan semakin bertambah akibat cepatnya pertumbuhan penduduk di wilayah perkotaan. Seiring cepat bertumbuhnya penduduk dan banyaknya penyakit yang mungkin muncul di antara masyarakat, menuntut pemerintah kota dan masyarakat untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas fasilitas kesehatan khususnya Rumah Sakit sebagai sarana pelayanan kesehatan dalam upaya peningkatan derajat kesehatan masyarakat. Dari berbagai kegiatannya, Rumah Sakit menghasilkan berbagai macam limbah baik limbah padat, cair dan gas serta B3. Departemen Kesehatan RI menggolongkan limbah medis berdasarkan potensi bahaya yaitu limbah benda tajam,limbah infeksius,limbah jaringan tubuh, limbah sitotoksik, limbah farmasi, limbah kimia, dan limbah radioaktif. Air limbah rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemaran lingkungan yang sangat potensial. Hal ini disebabkan karena air limbah rumah sakit mengandung senyawa organik yang cukup tinggi, juga kemungkinan mengandung senyawa-senyawa patogen yang dapat menyebabkan penyakit terhadap masyarakat sekitarnya. Teknik pelayanan kesehatan yang kurang memadai, kesalahan penanganan bahan-bahan terkontaminasi dan peralatan, serta penyediaan dan pemeliharaan sarana sanitasi yang masih buruk juga merupakan penyebab tersebarnya penyakit (Said,1999) Limbah rumah sakit bisa mengandung
F
bermacam-macam mikroorganisme, tergantung pada jenis rumah sakit, tingkat pengolahan yang dilakukan sebelum dibuang dan jenis sarana yang ada (laboratorium, klinik, dan lain-lain). Air limbah rumah sakit juga mengandung berbagai macam kandungan racun seperti limbah farmasi, radio-nuklida, pelarut dan desinfektan untuk keperluan medis dengan konsentrasi yang tinggi karena kegiatan laboratorium (Verlicchi, 2010). Tentu saja dari jenis-jenis mikrorganisme tersebut ada yang bersifat patogen. Limbah rumah sakit seperti halnya limbah lain mengandung bahanbahan organik dan anorganik, yang tingkat kandungannya dapat ditentukan dengan uji air limbah pada umumnya seperti BOD, COD, pH, mikrobiologis, TSS dan lain-lain (Arifin.M, 2008). BerdasarkanUndang-Undang 32 tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, suatu kegiatan diwajibkan untuk mengolah dan mengelola limbah hasil kegiatannya dalam rangka pelestarian fungsi lingkungan hidup dan limbah yang diolah dan dikelola tersebut wajib memenuhi standar baku mutu yang berlaku. Dari Undang-Undang ini dapat dijadikan dasar rumah sakit untuk mengolah dan mengelola limbah yang dihasilkan sampai memenuhi baku mutu lingkungan hidup yang berlaku. Rumah Sakit perlu membangun Instalasi Pengolahan Air Limbah yang mampu menghasilkan efluen yang aman untuk dibuang ke lingkungan dan memenuhi baku mutu. Salah satu instalasi pengolahan air limbah yang cocok adalah menggunakan biofilter. Biofilter dibagi menjadi tiga macam yaitu biofilter aerobik, anaerobik dan kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik. Selain memiliki efisiensi yang cukup tinggi, jenis Instalasi Pengolahan Air Limbah ini juga dapat mengatasi permasalahan keterbatasan lahan yang dimiliki rumah sakit. II. METODE DESAIN Desain dilakukan terhadap salah satu rumah sakit di kota Surabaya. Desain yang dilakukan yaitu melakukan perhitungan dimensi , BOQ dan RAB Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan menggunakan biofilter aerobik, anaerobik dan kombinasi anaerobik dan aerobik. Berikut adalah Gambar 1 yang menggambarkan tahapan desain dari IPAL ini. Tahapan desain bertujuan sebagai penjelas alur desain yang akan dilakukan agar mendapatkan hasil yang sesuai dengan tujuan yang akan dicapai. Tahapan desain meliputi studi Literatur,pengumpulan data sekunder penunjang tugas akhir dan pembahasan, kesimpulan, dan penulisan laporan
2 Judul Desain: Alternatif Desain Instalasi Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Secara Aerobik, Anaerobik dan Kombinasi Anaerobik dan Aerobik Di Kota Surabaya.
Studi Literatur • • • •
• • •
•
Gambaran Umum Rumah Sakit Limbah Rumah Sakit Sumber dan Karakteristik Air Limbah Rumah Sakit Teknik Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit o Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan Proses Biologis Terlekat o Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan Proses Biologis Tersuspensi o Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan Proses Kombinasi Anaerobik dan Aerobik Terlekat o Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan Proses Sistem Lainnya Pilihan Desain IPAL Karakteristik Air Limbah Rumah Sakit Kriteria Perencanaan Pengolahan Air Limbah Secara Aerobik, Anaerobik dan Kombinasi Anaerobik dan Aerobik. Hasil Penelitian dan Perencanaan Terdahulu
dimensi Instalasi Pengolahan Air Limbah untuk setiap proses pengolahan air limbah baik secara aerobik, anaerobik dan kombinasi anaerobik dan aerobik
Hasil dan Pembahasan o Penentuan Debit Air Limbah Desain - Perhitungan Debit Air Bersih - Perhitungan Debit Air Limbah o Bangunan Instalasi Pengolahan Air Limbah Yang Digunakan o Perhitungan Dimensi IPAL - Perhitungan Dimensi IPAL Biofilter Aerobik - Perhitungan Dimensi IPAL Biofilter Anaerobik - Perhitungan Dimensi IPAL Kombinasi Biofilter Anaerobik dan Aerobik o Perbandingan Kelebihan dan Kekurangan Antar Tiga Alternatif Biofilter
Kesimpulan dan Saran Gambar 1. Tahapan Desain
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengumpulan Data : •
• •
•
•
•
Pengumpulan data sekunder o Berupa debit dan karakteristik air limbah beberapa literature rumah sakit Surabaya o Fasilitas yang tersedia di rumah sakit X Surabaya
Pengolahan data : Perhitungan air bersih dari fasilitas rumah sakit Perhitungan air limbah dari 80% pemakaian air bersih Penetapan baku mutu sebagai dasar desain dari Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No 58 Tahun 1995 : -BOD5 =75 mg/L -COD =100 mg/l -TSS =100 mg/L -pH =6,0-9,0 Melakukan perhitungan dimensi Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan karakteristik air limbah yang diperoleh untuk setiap proses pengolahan air limbah baik secara aerobik, anaerobik dan kombinasi anaerobik dan aerobik Melakukan perhitungan BOQ dan RAB berdasarkan
A. Penentuan Debit Air Limbah Desain - Perhitungan Debit Air Bersih Debit limbah desain ditentukan dari penggunaan air bersih per unit kegiatan yang beroperasi di Rumah Sakit X Surabaya. Besarnya penggunaan air bersih tersebut ditentukan berdasarkan pemakaian air rata-rata per unit kegiatan yang terdapat di Rumah Sakit X Surabaya.Dari perhitungan yang dilakukan diperoleh penggunaan air bersih sebesar 6.30 liter per detik -Perhitungan Debit Air Limbah. Pada perencanaan ini , debit air limbah merupakan 80 % dari total pemakaian air bersih.Dari hasil perhitungan dengan penggunaan air bersih diperoleh debit air limbah sebesar 5 liter/detik. Perkiraan air limbah dari 80 % perhitungan air bersih karena diperkirakan air dipergunakan untuk berbagai macam kegiatan bersih-bersih, dan terjadi penguapan dalam penggunaan air bersih tersebut sehingga 20 % dari penggunaan air bersih hilang. Dilakukan variasi debit dalam perencanana Instalasi Pengolahan Air LImbah ini. Variasi debit ini dimaksudkan untuk memperoleh berbagai macam perhitungan dimensi Instalasi Pengolahan Air Limbah. Variasi debit air limbah yang digunaakan dalam tugas akhir ini yaitu dengan debit 5 liter/detik , 10 liter/detik dan 15 liter/detik.
3 C.
B. Perhitungan Dimensi IPAL - Perhitungan Dimensi IPAL Biofilter Aerobik Perhitungan dimensi dalam perencanaan ini mengacu dari beberapa literatur meliputi teks book Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries, BORDA German dan Wastewater Engineering , Treatment and Reuse Fourth Edition oleh Metcalf and Eddy baik dalam memperoleh kriteria desain perencanaan dan perhitungan dimensi IPAL Biofilter Aerobik. Hasil dari perhitungan dimensi tersebut adalah : Tabel 1.Dimensi IPAL Biofilter Aerobik
Bangunan Panjang (m) Lebar (m) Ttinggi (m)
Bak Ekualisasi
Tangki Septik
Biofilter Aerobik
9.5
8.5
1.1
4.7
4.2
0.6
4.0
4.0
4.0
Perbandingan Kelebihan Dan Kekurangan Antar Tiga Alternatif Biofilter
Dari hasil perhitungan dimensi, BOQ dan RAB Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan menggunakan biofilter aerobik, biofilter anaerobik dan kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik dapat dilakukan perbandingan terhadap tiga alternatif tersebut. Hal tersebut dapat dilakukan dengan membandingkan dari Volume Total IPAL , Luas Total IPAL dan Total RAB . Berikut adalah Tabel dan Gambar yang merupakan perbandingan dari tiga alternatiif tersebut: Tabel 4. Volume Total IPAL
Volume Total IPAL (m3) Debit
Biofilter aerobik yang digunakan sebanyak 6 buah dan dari hasil perhitungan diatas diperoleh juga RAB sebesar Rp 2,209,108,117.
Aerobik
Anaerobik
Kombinasi AnaerobikAerobik
5 liter/detik
167.88
173.76
174.89
10 liter/detik
335.76
347.51
349.78
15 liter/detik
503.63
521.27
524.67
- Perhitungan Dimensi IPAL Biofilter Anaerobik Perhitungan dimensi dalam perencanaan ini mengacu dari beberapa literatur yang sama dengan biofilter aerobik Hasil dari perhitungan dimensi tersebut adalah : Tabel 2. Dimensi IPAL Biofilter Anaerobik
Bangunan Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m)
Bak Ekualisasi
Tangki Septik
Biofilter Anaerobik
9.5
8.5
1.4
4.7
4.2
0.7
4.0
4.0
4.0 Gambar 2. Grafik Debit Biofilter VS Volume Total Ketiga IPAL
Biofilter anaerobik yang digunakan sebanyak 8 buah dan dari perhitungan diatas diperoleh juga RAB sebesar Rp 4,005,201,734. - Perhitungan Dimensi IPAL Kombinasi Biofilter Anaerobik Dan Aerobik Perhitungan dimensi dalam perencanaan ini mengacu dari beberapa literatur yang sama dengan biofilter aerobik. Hasil dari perhitungan dimensi tersebut adalah : Tabel 3. Dimensi IPAL Kombinasi Biofilter Anaerobik dan Aerobik
Bangunan Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m)
Bak Ekualisasi
Tangki Septik
Biofilter Anaerobik
Biofilter Aerobik
9.5
8.5
1.4
1.2
4.7
4.2
0.7
0.6
4.0
4.0
4.0
4.0
Biofilter anaerobik dan biofilter aerobik yang digunakan masing-masing adalah 8 buah dan 1 buah dan dari perhitungan diatas diperoleh juga RAB sebesar Rp 4,071,493,121.
Tabel 5. Luas Total IPAL
Luas Total IPAL (m2) Debit
Aerobik
Anaerobik
Kombinasi AnaerobikAerobik
5 liter/detik
42.46
44.42
44.80
10 liter/detik
84.92
88.84
89.59
15 liter/detik
127.38
133.26
134.39
4 dan kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik dapat disimpulkan dalam tabel dibawah ini : Tabel 7. Perbandingan Ketiga IPAL Biofilter
Parameter
Gambar 3. Grafik Debit Biofilter Luas Total Ketiga IPAL Tabel 6. Total RAB Tiap IPAL
Total RAB Tiap IPAL (Rupiah) Aerobik
Anaerobik
Kombinasi AnaerobikAerobik
5 l/s
1,488,701,349
2,695,768,984
2,741,432,934
10 l/s
2,209,108,117
4,005,201,735
4,071,493,121
15 l/s
2,820,089,758
5,106,206,660
5,185,290,728
Debit
Waktu Tinggal Luas Total IPAL Volume Total IPAL Kualitas Efluen BOD
Satuan
Aerobik
Anaerobik
Kombinasi AnaerobikAerobik
jam
18
24
24/12
m2
69.92
73.84
74.59
m3
335.76
347.51
349.78
mg/l
27.12
20.66
8.19
COD Removal Total BOD
mg/l
38.40
26.26
11.53
mg/l
77%
83%
95%
COD
mg/l
72%
81%
94%
IV. KESIMPULAN Dari hasil dan pembahasan pada dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dimensi bak ekualisasi adalah sebagai berikut : a. Panjang : 9.5 m b. Lebar : 4.7 m c. Tinggi : 4 m 2. Dimensi tangki septik a. Panjang : 8.5 m b. Lebar : 4.2 m c. Tinggi : 4 m 3. Dimensi biofilter untuk proses aerobik : a. Panjang : 1,1 m b. Lebar :0,6 m c. Tinggi :4 m d. Jumlah Filter :6 buah Gambar 4. Grafik Debit Biofilter vs Total RAB IPAL Ketiga IPAL
Dari tabel dan grafik diatas, dapat dilihat bahwa, kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik memiliki volume dan luas total IPAL yang paling besar diikuti biofilter anaerobik dan biofilter aerobik. Kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik memiliki volume dan luas yang paling besar karena merupakan gabungan dari kedua biofilter sehingga pengolahannya lebih kompleks dan volume dan luas biofilter ini selisihnya tidak jauh dengan biofilter anaerobik. Selain itu, Dari tabel dan grafik Rencana Anggaran Biaya diatas, dapat dilihat biaya pembangunan IPAL terbesar adalah IPAL kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik. Hal ini terjadi karena dari segi luas dan volume pun kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik memiliki luas dan volume yang paling besar sehingga dampak tersebut berlanjut kedalam Rencana Anggaran Biaya untuk pembangunan biofilter tersebut. Dan untuk urutan biaya berikutnya diikuti oleh biofilter anaerobik dan aerobik. Dari perhitungan yang dilakukan terhadap ketiga alternatif IPAL yaitu biofilter aerobik , biofilter anaerobik
4.
5.
6.
7.
Dimensi biofilter untuk proses anaerobik: a. Panjang :1.4 m b. Lebar :0.7 m c. Tinggi :4 m d. Jumlah Filter : 8 buah Dimensi biofilter anaerobik untuk proses kombinasi : a. Panjang : 1.4 m b. Lebar :0.7m c. Tinggi :4m d. Jumlah Filter : 8 buah Dimensi biofilter anaerobik untuk proses kombinasi : a. Panjang : 1.2 m b. Lebar :0.6 m c. Tinggi :4m d. Jumlah Filter : 1 buah RAB untuk tiap alternatif biofilter yaitu : a. Biofilter aerobik : Rp 2,209,108,117. b. Biofilter anaerobik : Rp 4,005,201,734.
5 c.
8.
Kombinasi Biofilter anaerobik dan aerobik : Rp 4,071,493,121. Dari hasil desain, volume , luas dan RAB dari yang terbesar hingga terkecil berturut-turut yaitu kombinasi biofilter anaerobik dan aerobik , biofilter anaerobik dan biofilter aerobik.
DAFTAR PUSTAKA [1] Anonim. “Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 58 tahun 1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Rumah Sakit.”(1995) [2] Anonim. “Profil Kesehatan Indonesia.”Departemen Kesehatan RI. (1997) [3] Arifin,M.” Pengaruh Limbah Rumah Sakit Terhadap Kesehatan.” FKUI. (2008) [4] Metcalf & Eddy.. “Wastewater Engineering , Treatment and Reuse Fourth Edition.” McGraw-Hill Companies(2004) [5] Sasse, L.”Decentralisasi Wastewater Treatment in Developing Countries.” BORDA.German. (1998) [6] Said NI. “Teknologi Pengolahan Air Limbah Sakit dengan Sistem “biofilter anaerob-aerob”Seminar Teknologi Pengelolaan Limbah II” :prosiding Jakarta .(1999) [7] Verlicchi,P et al.. “Hospital effluents as a source of emerging pollutants: An overview of micropollutants and sustainable treatment options.” Journal of Hydrology:Elsevier.(2010)
