PERENCANAAN SUBSURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLAND PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI AIR KEMASAN (STUDI KASUS : INDUSTRI AIR KEMASAN XYZ)
Oleh : Zulisnaini Sokhifah 3306 100 105 Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Nieke Karnaningroem, MSc
PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Ruang Lingkup Tujuan Manfaat
2
TINJAUAN PUSTAKA Subsurface
Flow System (SSF) merupakan rawa buatan dengan aliran di bawah permukaan tanah. Air limbah mengalir melalui tanaman yang ditanam pada media yang berpori, misalnya batu pecah, kerikil, dan tanah yang berbeda, ((Novotny dan Olem dalam Putri, 2007).
3
TINJAUAN PUSTAKA
Canna sp
Cyperus papyrus
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Sub-divisi
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledonae
Famili
: Cannaceae
Spesies
: Canna sp
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Liliopsida/monocotyledoneae
Sub kelas
: Commelinidae
Ordo
: Cyperles
Famili
: Cyperaccae
Genus
: Cyperus
Spesies
: Cyperus papyrus
4
GAMBARAN UMUM WILAYAH PERENCANAAN Kegiatan Proses Produksi Industri Air Limbah Industri Lokasi Pembuangan Air Limbah Industri
5
KEGIATAN PROSES PRODUKSI INDUSTRI Air Baku Pompa Storage Tank
Pompa Buffer Tank
Filter 5 m, 1 m Ozonisasi Finish Tank
Produk air minum
6
AIR LIMBAH INDUSTRI Galon Kosong
Visual Control
Pemilahan
Pencucian
Air Limbah 7
LOKASI PEMBUANGAN AIR LIMBAH INDUSTRI
Pencucian Galon
8
METODOLOGI Perencanaan Subsurface Flow Constructed Wetland pada Pengolahan Air Limbah Industri Air Kemasan (Studi Kasus : Industri Air Kemasan XYZ)
Identifikasi Masalah Studi Literatur: Surface Active Agents (Surfactants), wastewater treatment plant, wetlands, karakteristik air limbah
Pengambilan Data
A
C
9
METODOLOGI C A Data Primer : - Debit - Karakteristik air limbah
Data Sekunder : - Proses produksi - Denah lokasi industri
Penelitian Pendahuluan Persiapan Alat dan Bahan
Pengoperasian Reaktor Subsurface Flow Constructed Wetland (SSFCW) Reaktor SSFCW dengan tanaman Canna Sp
Reaktor Kontrol
Reaktor SSFCW dengan tanaman Cyperus papyrus 10
B
C
METODOLOGI B C Analisis Akhir Parameter Penelitian (Kualitas Air Limbah: MBAS, TKN, Total P, Rasio C/N)
Perencanaan Subsurface Flow Constructed Wetland di Lapangan Perhitungan Bill Of Quantity dan Rencana Anggaran Biaya Kesimpulan dan Saran 11
GAMBAR REAKTOR
12
Reaktor SSFCW dengan Tanaman Canna
GAMBAR REAKTOR
13
Reaktor SSFCW dengan Tanaman Cyperus
GAMBAR REAKTOR
14
Reaktor Kontrol SSFCW
PEMBAHASAN Karakteristik Air Limbah
Satuan
Konsentrasi
Baku Mutu (SK Gub Jatim No. 45 Tahun 2002)
COD
mg/l O2
64
100
BOD
mg/l O2
30
50
Total P
mg/l
1,42
0.2*
TKN
mg/l
22,83
7**
Surfaktan
mg/l
2,63
0.2*
Kekeruhan
NTU
4
25**
Temperatur
0C
29
38
-
8,42
6-9
44,88
-
Parameter
pH
Rasio C/N
Keterangan : * Peraturan Daerah Jawa Timur No. 2 Tahun 2008 ** Kriteria dan Standard Kualitas Air Nasional
15
PEMBAHASAN Jenis Tanaman SSFCW Canna SSFCW Cyperus SSFCW Kontrol
Grafik Removal Total Phosphat
% Removal
100
I 53 32 68
II 70 41 93
III 74 88 87
80 Pengamatan I
60
Pengamatan II
40
Pengamatan III
20 0 SSFCW Canna
SSFCW Cyperus
SSFCW Kontrol
Jenis Tanaman
Prosentase removal total phosphat tertinggi adalah pada reaktor SSFCW kontrol sebesar 93%
16
PEMBAHASAN Jenis Tanaman I SSFCW Canna 85 SSFCW Cyperus 84 SSFCW Kontrol 76
Grafik Removal MBAS % Removal
100 80
II 21 18 26
III 46 2 27
Pengamatan I
60
Pengamatan II
40
Pengamatan III
20 0 SSFCW Canna
SSFCW Cyperus
SSFCW Kontrol
Jenis Tanaman
Prosentase removal MBAS tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 85%
17
PEMBAHASAN Grafik Removal TKN % Removal
100 80
Pengamatan I
60 40
Pengamatan II
20
Pengamatan III
Jenis Tanaman I SSFCW Canna 7 SSFCW Cyperus 15 SSFCW Kontrol 41
II 33 44 55
III 81 55 72
0 SSFCW Canna
SSFCW Cyperus
SSFCW Kontrol
Jenis Tanaman
Prosentase removal TKN tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 81%
18
PEMBAHASAN Jenis Tanaman SSFCW Canna SSFCW Cyperus SSFCW Kontrol
% Removal
Grafik Removal Rasio C/N 100 80 60 40 20 0
I 95 93 89
II 80 85 40
III 58 68 32
Pengamatan I Pengamatan II Pengamatan III SSFCW Canna
SSFCW Cyperus
SSFCW Kontrol
Jenis Tanaman
Prosentase removal rasio C/N tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 95%
19
PEMBAHASAN Kelebihan
Analisis Perencanaan
Kekurangan
Tidak menimbulkan bau
Biaya konstruksi yang dibutuhkan mahal
Tidak menimbulkan sarang nyamuk
Biaya operational dan maintenance mahal
Efisiensi removalnya besar
Transfer oksigen lebih kecil
Memberikan proteksi thermal yang baik
-
Detention time (td) lebih cepat
-
Lahan yang dibutuhkan tidak terlalu luas
-
20
PEMBAHASAN
Dimensi Pengolahan Air Limbah a) Dimensi Bak Pengumpul b) Kebutuhan Pompa c) Pipa Inlet Subsurface Flow Constructed Wetland d) Unit Subsurface Flow Constructed Wetland e) Bak Penampung f) Pipa Outlet Subsurface Flow Constructed Wetland 21
PEMBAHASAN Dimensi
Bak Pengumpul
Panjang (L) Lebar (w) Kedalaman (h) Freeboard (fb)
= 1,55 m = 0,77 m = 0,5 m = 0,2 m
22
PEMBAHASAN Kebutuhan
Pompa
Debit (Q) = 0,001 m3/detik Perhitungan Head Pompa
2
H
Hs
Hp
Hl
v 2g
Diperoleh Head Pompa = 0,86 m Daya Pompa 0,021 Kw
23
PEMBAHASAN Pipa
Inlet Subsurface Flow Constructed Wetland
Kecepatan pipa inlet sebesar 0,5 m/detik Berdasarkan rumus
d
4Q v
Diperoleh diameter pipa inlet = 0,05 m (2 inchi) 24
PEMBAHASAN
Pipa inlet berlubang dengan jumlah lubang di pipa inlet sebanyak 23 lubang Debit air limbah setelah melewati percabangan sebesar 0,0005 m3/detik Berdasarkan rumus 1 Q v d2 lub ang 4 Diperoleh diameter lubang pipa inlet = 0,7 cm 25
PEMBAHASAN
Unit Subsurface Flow Constructed Wetland Dimensi unit SSFCW Panjang (L) Lebar (w) Ketebalan media
=7m = 2,3 m = 0,45 m
26
PEMBAHASAN Bak
Penampung
Dimensi bak penampung Panjang (L) Lebar (w) Kedalaman (h) Freeboard (fb)
= 1,32 m = 0,66 m = 0,5 m = 0,2 m
27
PEMBAHASAN
Pipa Outlet Subsurface Flow Constructed Wetland
Berdasarkan rumus
hf S L
Q 0,2785 C D 2, 63
1,85
Q 0,2785 C D 2, 63
L 1,85
Diperoleh diameter pipa outlet SSFCW 8 cm (20 inchi) 28
PEMBAHASAN
Bill Of Quantity (BOQ) BOQ pekerjaan penggalian tanah b) BOQ pekerjaan pengurugan pasir yang dipadatkan c) BOQ pekerjaan beton d) BOQ pekerjaan pengurugan tanah kembali e) BOQ pasir, kerikil, dan tanaman pada SSFCW f) BOQ pompa, perpipaan dan aksesorisnya a)
29
PEMBAHASAN
BOQ pekerjaan penggalian tanah Volume galian tanah bak pengumpul = 6,2 m3 Volume galian tanah unit SSFCW = 117,6 m3 Volume galian tanah bak penampung = 4,94 m3 Volume total galian tanah = (6,2 + 117,6 + 4,94) m3 = 128,74 m3
30
PEMBAHASAN
BOQ pekerjaan pengurugan pasir yang dipadatkan Volume pasir urug bak pengumpul = 0,12 m3 Volume pasir urug unit SSFCW = 1,61 m3 Volume pasir urug bak penampung = 0,09 m3
Volume total pasir urug = (0,12 + 1,61 + 0,09) m3 = 1,82 m3
31
PEMBAHASAN
BOQ pekerjaan beton
Perhitungan lantai kerja beton o o o
Volume lantai kerja beton bak pengumpul = 0,06 m3 Volume lantai kerja beton unit SSFCW = 0,8 m3 Volume lantai kerja beton bak pengumpul = 0,04 m3
Volume total lantai kerja beton = (0,06+0,8+0,04) m3 = 0,9 m3
32
PEMBAHASAN
BOQ pekerjaan beton
Perhitungan dinding beton o o o
Volume dinding beton bak pengumpul = 1,26 m3 Volume dinding beton unit SSFCW = 4 m3 Volume dinding beton bak penampung = 1,03 m3
Volume total dinding beton = 6,3 m3 Volume untuk pekerjaan beton = 0,9 + 6,3 = 7,2 m3
33
PEMBAHASAN
BOQ pekerjaan pengurugan tanah kembali Volume urugan tanah bak pengumpul = 4,1 m3 Volume urugan tanah unit SSFCW = 99,6 m3 Volume urugan tanah bak penampung = 3,3 m3
Volume total urugan tanah = (4,1 + 99,6 + 3,3) m3 = 107 m3
34
PEMBAHASAN
BOQ pasir, kerikil, dan tanaman pada SSFCW Volume pasir = 4,025 m3 Volume kerikil = 3,22 m3 BOQ tanaman pada SSFCW dengan luas unit SSFCW sebesar 16,32 m2 dibutuhkan tanaman canna sebanyak 132 batang.
35
PEMBAHASAN
BOQ pompa, perpipaan dan aksesorisnya Material Pompa
Satuan
Jumlah
unit
1
Pipa
2 inchi
meter
16
Pipa
20 inchi
meter
1
Gate valve
unit
1
Check valve
unit
1
Knee 900
unit
3
Tee 2”x2”x2”
unit
1
Reducer-increaser 1” x 2”
unit
1
36
PEMBAHASAN
RAB (SNI 7394:2008) Pekerjaan penggalian tanah biasa b) Pekerjaan pengurugan pasir dengan pemadatan c) Pekerjaan beton berstruktur dengan tipe K-225 (1 PC : 2 PB : 3 KR) d) Pekerjaan pembesian 10 kg e) Pekerjaan bekisting f) Pekerjaan pengurugan tanah kembali g) Pekerjaan pengurugan pasir dan kerikil pada SSFCW h) Pompa, pipa, dan aksesorisnya
a)
Total RAB = Rp 11.833.782,-
37
PEMBAHASAN
Operational dan Maintenance a) b) c)
Biaya kebutuhan listrik Biaya tanaman canna Biaya pembersihan media
38
GAMBAR DESAIN
Denah Unit Pengolahan Air Limbah 39
GAMBAR DESAIN
Tampak Samping Unit Pengolahan Air Limbah
40
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan a)
Efisiensi penyisihan kandungan pencemar air limbah (% removal) yaitu :
Prosentase removal total phosphat tertinggi adalah pada reaktor SSFCW kontrol sebesar 93% Prosentase removal MBAS tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 85% Prosentase removal TKN tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 81% Prosentase removal rasio C/N tertinggi adalah pada reaktor SSFCW Canna sebesar 95%
41
KESIMPULAN DAN SARAN b) Desain Unit Pengolah Air Limbah yang yaitu : - Bak Pengumpul dengan dimensi :
Panjang = 1,55 m Lebar = 0,77 m Tinggi = 0,7 m
- Unit SSFCW dengan dimensi :
Panjang =7m Lebar = 2,3 m Tinggi = 0,7 m
- Bak Penampung dengan dimensi : Panjang = 1,32 m Lebar = 0,66 m Tinggi = 0,7 m
42
KESIMPULAN DAN SARAN Saran
Perlu direncanakan variasi jenis tanaman pada subsurface flow constructed wetland yang dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan dan dapat meremoval kandungan limbah.
Perlu direncanakan variasi media pasir pada subsurface flow constructed wetland, sehingga diketahui kemampuan removal kandungan limbah oleh jenis media pasir yang berbeda. 43
44
