MINIMASI AIR LIMBAH DAN TEKNOLOGI DAUR ULANG AIR LIMBAH PELATIHAN PENGELOLAAN AIR LIMBAH BPLHD DKI JAKARTA JAKARTA, 18 JUNI 2013
Oleh : Ir. Nusa Idaman Said, M.Eng. PENELITI UTAMA
Pusat Lingkungan (PTL) – BPPT 2013
Substitusi bahan baku dan bahan pembantu
Memperbaiki Sistem Tata Rumah tangga (Housekeeping)
STRATEGI PRODUKSI BERSIH
Modifikasi Produk
Modifikasi Proses Produksi
SKALA PRIORITAS PELAKSANAAN PRODUKSI BERSIH
KONSEP PENCEGAHAN PENCEMARAN DAN PERUSAKAN LINGKUNGAN MELALUI PROGRAM PRODUKSI BERSIH
DARI SEGI JUMLAH AIR LIMBAH DI PERKOTAAN POTENSINYA SANGAT BESAR, SEBAGAI CONTOH DI DKI JAKARTA :
1987 = 1.300.000 m3 air limbah / hari 2010 = 2.600.000 m3 air limbah / hari
DAUR ULANG AIR LIMBAH (WATER RECYCLE) APAKAH MUNGKIN …???
Konsep proses pengolahan air limbah perkotaan menjadi air bersih (adavances treatment of waste water for water supply) Sumber : Disesuaikan dari Metcalf and Eddy, 1991.
Daur Ulang Air Limbah dan Kendala Potensial No
Penggunaan Daur Ulang
Kendala Potensial
Irigasi Pertanian : Pertanian Produksi, Pembibitan Komersial
Jika tidak dikelola dengan baik dapat menyebabkan polusi air permukaan atau air tanah
Irigasi Landscape : Taman, Halaman sekolah, perkantoran, Lapangan Golf, Jalan raya, Jalur Hijau, Makam, dan Perumahan dll
Penerimaan masyarakat thd produk hasil pertanian. Kendala penerimaan masyarakat dalam hubungannya dengan masalah kesehatan masyarakat, patogen, virus, bakteria dll. Masalah biaya yang relatif lebih besar
3
Penggunaan Untuk Industri : Pendingin, Umpan Boiler, Air Proses dan Pekerjaan Konstruksi
Problem scale (kerak), korosi, masalah kesehatan masyarakat khususnya mengenai transmisi patogen lewat aerosol di dalam cooling tower. Polutan organik, logam berat, patogen, nitrat
4
Recharge Air Tanah : Pengisian Air Tanah, Kontrol Intrusi Air Laut, Kontrol Tanah Ambles
5
Rekreasi dan Fungsi Lingkungan : Untuk pengisian danau /kolam, Perikanan dll
Masalah kesehatan masyarakat khususnya dalam hubungannya dengan bakteria, virus, patogen Eutrophikasi akibat nutrien N, P
1
2
6
7
Keperluan Umum : Air Pemadam kebakaran, Air Pendingin Udara (Air Conditioning), Air Bilas Toilet (Toilet Flushing), dll.
concern kesehatan masyarakat khususnya mengenai transmisi patogen lewat aerosol. Pengaruh kualitas air, Problem scale (kerak), korosi
Supply Air bersih : Penambahan pada reservoir air bersih, Supply ke dalam perpipaan air bersih
Masalah polutan mikro dan efek toksisitas, patogen. Estetika dan penerimaan masyarakat. Transmisi virus dan patogen lainnya.
HASIL PENGOLAHAN SEKUNDER
BAKU MUTU AIR LIMBAH DOMESTIK PARAMETER
SATUAN
INDIVIDUAL / RUMAH TANGGA
KOMUNAL
pH
-
6-9
6-9
KMnO4
Mg / L
85
85
TSS
Mg / L
50
50
Amoniak
Mg / L
10
10
Minyak & Lemak
Mg / L
10
20
Senyawa Biru Metilen
Mg / L
2
2
COD
Mg / L
100
80
BOD
Mg / L
75
50
PERGUB DKI NO.122 TH 2005
JIKA DI DAUR ULANG HARUS DIOLAH SAMPAI TINGKAT KUALITAS YG DISYARATKAN
PEMILIHAN TEKNOLOGI
PERENCANAAN FASILITAS DAUR ULANG AIR LIMBAH MELIPUTI : 1) Pengkajian kebutuhan pengolahan dan pembuangan air limbah. 2) Pengkajian kebutuhan dan suplai air minum. 3) Pengkajian keuntungan suplai air berdasarkan potensi daur ulang air limbah.
4) Analisis alternatif rancang bangun dan ekonomi. 5) Rencana implementasi dengan analisis finansial.
Beberapa proses pengolahan tersier yang sering digunakan untuk reklamasi atau daur ulang air limbah.
Lokasi fasilitas daur ulang air limbah untuk air minum (potable water reuse) di Amerika Serikat.
Skema diagram proses reklamasi air limbah Water Factory 21, Orange County, California
Diagram alir proses daur ulang air limbah di Denever Potable Water Reuse Demonstration Plant.
STUDI KASUS :
REKLAMASI DAN DAUR ULANG AIR LIMBAH UNTUK AIR MINUM DI SINGAPURA “ NEWater FACTORY “
Diskripsi ”NEWater Factory” NEWater Factory adalah pusat reklamasi air lanjut (advanced water reclamation pant) yang mengolah air efluen sekunder dari Bedok Water Reclamation Plant (dulu disebut Bedok Sewage Treatment Works) dengan menggunakan teknologi kombinasi dual-membran yakni ultrafiltrasi dan reverse osmosis, dilanjutkan dengan disinfeksi menggunakan sistem ultraviolet. Unit pengolahan dibuat dalam bentuk yang kompak dengan kapasitas 10.000 m3 per hari.
Air yang diolah berasal dari efluen sekunder atau air olahan dari pusat rekalmasi air limbah di Bedok yang mengolah air limbah perkotaan dengan proses lumpur aktif. Efluen sekunder tersebut mengandung zat organik dengan konsentrasi BOD 10 mg/l, TSS 10 mg/l, ammonianitrogen 6 mg/l, Total disolved solids (TDS) 400-600 mg/l dan Total Organic Carbon (TOC) 12 mg/l.
Pertama, efluen sekunder dialirkan ke saringan mikro (micro-screen) dengan ukuran 0,3 mm, selanjutnya dilairkan ke unit ultra filtrasi yang dapat memisahkan padatan atau partikel dengan ukuran 0,2 m. Selanjutnya dilanjutkan dengan proses demineralisasi dengan menggunakan membran reverse osmosis. Hasil dari proses Reverve omosis dilakukan proses disinfeksi menggunakan irradiasi ultraviolet. Injeksi khlorine dilakukan di dua titik yakni sebelum dan sesudah Ultrafiltrasi untuk mencegah terjadinya pertumbuhan biofouling didalam sistem membran. Unit Reverse Osmosis (RO) yang digunakan terdiri dari dua unit yang dipasang paralel masing-masing kapasitas 5000 m3 per hari. Jenis membrane RO yang digunakan adalah jenis thin-film composite dari bahan aromatic polyamide yang dirancang dengan recovery 80 -85 % dan dipasang seri tiga tahap. Unit proses disinfeksi terdiri dari tiga buah streilisator Ultra Violet (UV) yang dipasang seri dengan dosis 60 mJ/cm2. Selanjunya dilakukan kontrol pH dengan menambahkan soda ash. Produk hasil air olahan disebut NEWater
Pendekatan ” Multiple Barrier” untuk penghilangan polutan kimia dan mikroorganisme patogen, NEWater, Singapura
INDIRECT POTABLE REUSE “NEWater”
NEWater-Bedok, Singapore for Water Re-Use
10 000 m3/d capacity
Commissioned November 2002
Features: –Treat secondary effluent from municipal WWTP –Pre-treatment to RO for water re-use –Supply high quality product water to wafer-fab industry
Design performance: –Turbidity < 0.2 NTU –SDI < 3 –90% Recovery
Plant now open for tours
NEWater Process Flow The treatment process is based on: 1. Effluent treatment 2. Automatic Filter 3. MBR 4. Reverse osmosis 5. Ultra-violet disinfection
AUTOMATIC MICRO-SCREEN
Membrane Bio Reactor (MBR).
MEMBRANE BIOREACTOR (MBR) DENGAN MENGGUNAKAN MEMBRAN HOLLOW FIBER
REVERSE OSMOSIS MEMBRANE
Perbandingan performance aktual terhadap spesifikasi disain NEWater.
Berdasarkan pengalaman operasi dari NEWater didapatkan hasil bahwa proses ultra filtrasi mengolah air dengan kekeruhan lebih besar 20 NTU tanpa berpengaruh terhadap kualitas hasil olahan. Dengan kekeruhan di bawah 2 NTU recovery minimal dapat mencapai 90 %, sedangkan dengan kekeruhan > 10 NTU persen recovery harus lebih kecil 84 %.
Operasional Unit Ultra Filtrasi. Pencucian membran Ultra Filtrasi dilakukan dengan frekwensi 13,4 hari. Lebih lama dibandingkan dengan spesifikasi disainnya yakni 10 hari per pencucian per unit.
Opersional RO Pencucian membran RO dilakukan dengan interval enam bulan untuk stage 1 dan lebih dari tiga bulan untuk stage 2 dan stage 3. Hal ini lebih baik dari pada kriteria disain yakni 60 hari. Operasional UV Virus, bakteria dan parasit dapat dihilangkan setelah proses dengan membran reverse osmosis. Disinfeksi dengan ultraviolet dilakukan sebagai pengamanan terhadap kontaminasi mikrobiologi. Sistem ultraviolet pada NEWater dirancang dengan efisiensi inaktivasi mikroba sampai 99,99 %. Dari hasil pengalaman operasional efisiensi inaktivasi pada NEWater Factory dapat mencapai 99,99999 %.
Kapsitas Produksi : Kapasitas produksi NEWater Factory dapat mencapai sesuai dengan kapasitas disain yaitu 10.000 m3 per hari.
Laju Recovery Air Recovery air untuk membran RO dioperasikan dalam selang antara 80 – 82 %. Pengalaman operasional menunjukkan dengan selang recovery tersebut merupakan kondisi yang optimal untuk kontrol fouling organik terhadap membran RO, yang berdampak terhadap penurunan frekwensi pencucian membran.
Untuk unit ultra filtrasi (UF) laju recovery 84 – 90 % , lebih rendah dibandingan dengan disainya yakni > 90 % , dengan recovery rata-rata 87 %. Konsumsi Listrik Konsumsi listrik (power consumption) untuk proses produksi NEWater selama operasi bervariasi antara 0,7 – 0,9 kWh/M3. Hal ini lebih rendah dari spesifikasi disain 1,2 kWh/M3.
Parameter fisika yang terdeteksi selama operasi NEWater Factory.
Konsentrasi bakteri coli dan feacal coli di dalam air sebelum diolah dan setelah diolah.
INSTALASI DAUR ULANG AIR LIMBAH DOMESTIK
PT. UNITED CAN Co.Ltd.
BP 1 S4
Toilet FGW
BP 7
Wastavel Mushola Satpam
BP 2
BP 3
Mushola 3PC Toilet 3PC
Toilet Fr Office
S1
BP 4
AREA PABRIK
Toilet Satpam
Wastavel Fr Office
BP 6
Non Toilet Satpam
Toilet Carton Box S5
Toilet Personalia Toilet Politeknik Wastavel Pulatek
BP 8
S2 S6
Mushola 2PC
Toilet Puslatek
BP 5 Wastavel FGA
Wastavel 2PC S7 Toilet 2PC
Toilet FGA
S3 BP: Bak Pengumpul S: Septik Tank G: Grease Trap
BP 10
BP 9
Cuci Piring Kantin |||||
Cuci Tangn Kantin
G
Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)
Non Toilet Serap
BP 11
BP 12
S8 S9
Toilet 2PC W/H
SUMBER AIR LIMBAH, SEPTIK TANK,BAK PENGUMPUL DAN IPAL
Toilet Serap
SKEMA SISTEM IPAL DAN UNIT PENGOLAHAN LANJUT UNTUK AIR DAUR ULANG
SKEMA IPAL DOMESTIK PT. UNITED CAN Co.Ltd.
Media Biofilter Tipe Sarang Tawon Media tempat tumbuh dan berkembang biak mikroba Lapisan mikroba
Sebelum digunakan
Setelah digunakan
UNIT - UNIT IPAL DOMESTIK PEMISAH MINYAK/LEMAK
PENGENDAP AWAL BIOREAKTOR ANAEROB RUMAH BLOWER
BIOREAKTO R AEROB
PENGENDA P AKHIR
BAK PENAMPUNG
IPAL DOMESTIK PT. UCC JAKARTA
BLOWER UDARA Jumlah : 2 buah Tipe : Root Blower TSB 65 PENGOPERASIAN:
Rumah blower
1. Panel Blower terdapat didalam ruang operator. 2. Blower harus selalu hidup (non stop 24 jam). 3. Blower 1 dan 2 dihidupkan secara bergantian selama 24 jam. 4. Tidak ada perawatan khusus pada Blower.
Blower 1 Supply udara dari blower kedalam bioreaktor aerob
Blower 2
UNIT ULTRA FILTRASI UNTUK PENGOLAHAN AIR REUSE
AIR LIMBAH DOMESTIK SEBELUM DIOLAH
AIR OLAHAN IPAL SEBELUM MASUK UNIT FILTRASI
SETELAH BIOFILTER LANJUTAN
AIR OLAHAN IPAL SETELAH ULTRA FILTRASI (AIR REUSE)
AIR LIMBAH DOMESTIK SEBELUM DAN SETELAH DIOLAH
INSTALASI DAUR ULANG PT. UCC
FOTO INLET IPAL PRODUKSI UCC
FOTO PEMISAH LEMAK/MINYAK IPAL PRODUKSI UCC
FOTO EQUALISASI IPAL PRODUKSI UCC
FOTO PENGENDAP AWAL IPAL PRODUKSI UCC
FOTO SISTEM KONTROL PH IPAL PRODUKSI UCC
FOTO SISTEM KONTROL PH IPAL PRODUKSI UCC
FOTO BLOWER IPAL PRODUKSI UCC
FOTO PENGENDAPAN AKHIR IPAL PRODUKSI UCC
FOTO PENGENDAPAN AKHIR IPAL PRODUKSI UCC
FOTO PENAMPUNG AIR BERSIH IPAL PRODUKSI UCC
FOTO PENAMPUNG AIR RO IPAL PRODUKSI UCC
FOTO FILTER IPAL PRODUKSI UCC
FOTO FILTER IPAL PRODUKSI UCC
Diagram Alir Sistem Pengolahan Limbah & Re-Use Air Limbah Lengkap Dengan Sistem Kontrol
Display Panel Control
TAMPAK IPAL KESELURUHAN
Tampak IPAL dari sudut depan kanan
Tampak IPAL dari depan
TAMPAK IPAL KESELURUHAN
Tampak IPAL dari sudut depan kiri
Tampak IPAL dari sudut samping kiri
HASIL PENGOLAHAN LIMBAH IPAL PRODUKSI
1
2
3
4
5
Sampel limbah di setiap unit proses IPAL : 1. Air limbah segar dari ruang produksi 2. Air limbah yang telah melewati oil trap 3. Air limbah setelah proses kimia 4. Air limbah setelah proses biologi 5. Air limbah olahan yang siap di re-use. 1
2
3
4
5
9 hari kemudian
Contoh limbah segar dan hasil olahan setiap unit/step, serta air yang siap di reuse. • Sampling tgl 6 Juni 07’. • Foto tgl 6 Juni 07’.
16 hari kemudian
Contoh limbah • Sampling tgl 6 Juni 07’. • Foto tgl 14 Juni 07’. Contoh air yang siap di reuse tidak timbul lumut & tidak warna tidak berubah, hal ini menunjukkan bahwa proses filtrasi berjalan dengan baik dan penambahan disinfektan berfungsi dengan baik
Contoh limbah :
Sampling tgl 6 Juni 07’. Foto tgl 20 Juni 07’.
Biokontrol /ikan tetap dalam kondisi sehat di lingkungan air yang telah diolah. Hal ini menunjukkan bahwa proses pengolahan berjalan dengan baik dan bahan berbahaya & beracun yang diperkirakan ada di dalam limbah telah habis terolah.
PROSES BIIOFILTRASI-REVERSE OSMOSIS UNTUK DAUR ULANG AIR LIMBAH
UNIT REVERSE OSMOSIS UNTUK DAUR ULANG AIR LIMBAH
AIR GROUND TANK (PAM)
AIR HASIL DAUR ULANG
PROSES PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KECIL PELAPISAN LOGAM
Hasil Analisa Air Limbah Sebelum Dan Sesudah Pengolahan.
No
Parameter Air Limbah
Air Limbah (Mg/l)
Air Olahan (Mg/l)
Efisiensi Pengolahan (%)
1
PH
3,30
6,32
-
2
Zat Besi (Fe)
44,64
2,04
95,43
3
Nickel (Ni)
63,10
3,5
94,45
4
Zinc (Zn)
31,85
10,6
66,72
5
Chrom Hexavalent
0.06
< 0,05
-
DAUR ULANG AIR LIMBAH DOMESTIK UNTUK SIRAM TANAMAN
Water recycle
Fress water feed
Water recycle C h m 2
C h m 3
C h m 1
Tangki penampu ng Pipa over flow peremda man Perenda man
Penirisan Penampu ngan larutan hsl penirisan
Pencucia n
Scree n
Chemical treatment Pengenda pan 1
Pengenda pan 2
Pengerin g lumpur
Netralisasi / Equal isasi
Blower udara
Penampu ngan
Sistem lumpur aktif
Pengenda pan 3
Penampu ngan
Sand filter
Carbon filter
Penampu ngan
Bio kontrol
Diagram Alir Proses Re-Use Limbah Industri Funiture
Cnth Peng Kons ol IPAL Lbh
Pengolahan Air Limbah Produksi :
Contoh bangunan konstruksi IPAL
Proses Screening (Penyaringan) Unit Pemisah Pasir (Grit Removal) Proses Oil Trap/ Pemisah Oli Proses Koagulasi – Flokulasi Sedimentasi atau Pengendapan Pengolahan Secara Filtrasi (Penyaringan) & Adsorpsi Pengering lumpur
Reaktor Koagulasi-Flokulasi
Sand filter
Carbon filter
Perlengkapan IPAL (pH kontrol, dosing pump, filter, panel listrik)
Contoh konstruksi IPAL Bak proses biologi
Contoh Hasil Pengolahan Air Limbah :
1
2
3
4
Limbah Sebelum Perbaikkan Proses Limbah Setelah Perbaikkan Proses & Ada IPAL
Ket. Foto : 1. Limbah segar, 2. Limbah setelah proses pengolahan kimia-fisika. 3. Limbah setelah proses pengolahan biologi lumpur aktif. 4. Limbah setelah proses filtrasi (produk akhir)
TERIMA KASIH OTSUKARESAMADESHITA
CEKAP SEMANTEN PIATUR KULO SAE LAN MBOTEN KULO NYUWUN NGAPUNTEN
