1
EVALUASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH POTONG HEWAN DI KELURAHAN MABAR HILIR KECAMATAN MEDAN DELI
TUGAS AKHIR
ALFI RONIADI 06 0404 059
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK USU 2013
Universitas Sumatera Utara
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Evaluasi Pengolahan Air Limbah Rumah Potong Hewan Di Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, terutama kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MS, ME, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Syahrizal ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing I yang berperan penting sebagai orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
ii
5. Bang Zaid Perdana, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang berperan penting sebagai orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini. 6. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, Bang Ivan Indrawan ST, MT, dan Kak Emma Patricia, ST, M.Eng, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan
masukan
dan
kritikan
yang
membangun
dalam
menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Bapak/Ibu staf pengajar serta pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 8. Bapak Ahmad Prayudi, SE, MM, sebagai Direktur Umum dan Keuangan/SDM Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan di Kota Medan beserta seluruh staf yang telah memberikan ijin dan arahan kepada penulis untuk melakukan penelitian. 9. Bapak Ading, sebagai Kabag. Produksi/Mutu dan Ka. Unit Pelayanan RPH L/K Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan di Kota Medan yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini. 10. Teristimewa penulis mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda tercinta Suhardiono, SKM, M.Kes dan Ibunda Sarra Newari Hasibuan (Almh) yang telah memberikan bimbingan, dukungan, perhatian dan doanya selama ini serta kakak saya Rizka Agustina, S.Hut dan adik saya Astri Septiarini, SKG yang selalu memberikan semangat.
Universitas Sumatera Utara
iii
11. Adinda tercinta Verany Yunita Harahap, S.Ked, yang telah memberikan semangat, perhatian yang tulus dan doa yang tiada henti. 12. Teman-teman seperjuangan stambuk ’06. Terimakasih kepada semuanya telah menjadi bagian hidup yang sangat berarti bagi penulis. 13. Abang/kakak stambuk ’03, ’04, ’05 dan adik-adik stambuk ’07, ’08, ’09. Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan terima kasih. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Januari 2013 Hormat Saya
Alfi Roniadi
Universitas Sumatera Utara
iv
ABSTRAK Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan berperan dalam melayani masyarakat dalam hal pemotongan hewan, pengadaan, dan penyaluran daging yang sehat dan bermutu. Jenis hewan yang termasuk dalam kegiatan PD RPH ini antara lain sapi/kerbau, babi, kambing/domba. Limbah RPH tergolong limbah organik karena mengandung protein, lemak, dan karbohidrat yang cukup tinggi sehingga berpotensi sebagai pencemar lingkungan. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengevaluasi sarana bangunan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di Rumah Potong Hewan Medan dengan cara menganalisis penyaluran air buangan dengan memuat perhitungan dan pendimensian tiap unit bangunan IPAL di RPH Medan dan menganalisis dimensi saluran dan kondisi tiap-tiap unit pengolahan di lokasi studi apakah masih memadai atau perlu pengembangan, serta menganalisis kualitas air limbah buangan dilihat dari tinggi rendahnya tingkat pencemaran pada tiap parameternya. Rincian masing-masing efisiensi reduksi BOD, COD, TSS , minyak dan lemak, NH3-N dan pH pada IPAL RPH Medan adalah : Kolam K-3 40 % dan kolam K-4 50 %. Dari hasil studi yang dilakukan, kualitas BOD effluent yakni sebesar 112,54 mg/l, kualitas COD effluent sebesar 1579,39 mg/l, kualitas TSS effluent sebesar 680 mg/l, kualitas minyak dan lemak effluent sebesar 130 mg/l, kualitas NH3-N effluent sebesar 3,061 mg/l, kualitas pH effluent sebesar 6,52 mg/l sehingga kita dapat mengetahui bahwa kadar BOD, COD, TSS serta minyak dan lemak pada limbah cair RPH Medan belum memenuhi standar yang ditetapkan Permenlh Nomor 2 Tahun 2006 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Kegiatan Rumah Potong Hewan. Sedangkan kadar NH3-N dan pH pada limbah cair RPH Medan sudah memenuhi standar yang ditetapkan. Dari report tahunan RPH diketahui adanya peningkatan jumlah hewan yang dipotong yang berdampak pada peningkatan volume limbah cair sebesar 123 m3/hari. Analisis berupa perhitungan efektifitas dan efisiensi terhadap peningkatan volume limbah dibandingkan dengan dimensi unit pengolahan IPAL yang ada pada saat ini, kualitas kandungan air buangan dan tahapan pengolahan yang kemudian dievaluasikan terhadap parameter-parameter yang berlaku pada limbah cair sebelum akhirnya limbah tersebut dibuang ke saluran penduduk. Dari hasil evaluasi yang dilakukan, untuk kapasitas 123 m3/hari ada beberapa unit pengolahan yang harus didesain ulang agar sistem pengolahan dapat berlangsung efektif. Kata Kunci : RPH Medan, Air Limbah
Universitas Sumatera Utara
v
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i ABSTRAK .......................................................................................................... iv DAFTAR ISI ....................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xiv DAFTAR SIMBOL ............................................................................................ xv
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................... 1 1.1.Latar Belakang. ................................................................................. 1 1.2.Perumusan Masalah .......................................................................... 3 1.3.Pambatasan Masalah. ........................................................................ 3 1.4.Tujuan. .............................................................................................. 4 1.5.Manfaat ............................................................................................. 4 1.6.Metodologi Penelitian ....................................................................... 5 1.7.Sistematika Penulisan ....................................................................... 7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 8 2.1. Limbah ............................................................................................. 8 2.1.1. Pengolahan Secara Fisika ...................................................... 9
Universitas Sumatera Utara
vi
2.1.2. Pengolahan Secara Kimia ...................................................... 14 2.1.3. Pengolahan Secara Biologi .................................................... 19 2.2. Limbah Rumah Potong Hewan ........................................................ 21 2.3. Parameter Air Limbah ...................................................................... 22 2.4. Analisis Kualitas Air Olahan ........................................................... 24 2.5. Parameter Air Limbah Rumah Potong Hewan ................................. 25 2.6. Dampak Negatif Air Limbah Rumah Potong Hewan ...................... 28 2.7. Jenis-jenis Pengolahan Air Limbah ................................................. 30 2.8. Kewajiban RPH dalam Pengolahan Air Limbah ............................. 33 2.9. Baku Mutu Lingkungan ................................................................... 34 2.10. Pengolahan Air Limbah RPH dengan Cara Elektrokoagulasi Aliran Kontinyu ............................................................................. 36 2.11. Pemanfaatan Eceng Gondok (Eichornia crasspes (Mart) Solm) Sebagai Teknik Alternatif dalam Pengolahan Biologis Air Limbah Asal Rumah Potong Hewan .......................................................... 37 2.12. Kualitas Air Sumur Gali di Sekitar Rumah Potong Hewan ........... 39 2.13. Dasar-dasar Aliran dalam Saluran Terbuka ................................... 42 2.13.1. Klasifikasi Saluran ............................................................. 44 2.13.2. Tipe Aliran ......................................................................... 44 2.13.3. Aliran Seragam (Uniform Flow) ........................................ 45 2.13.4. Rumus Chezy ..................................................................... 46 2.13.5. Rumus Manning ................................................................. 47 2.13.6. Rumus Stricker................................................................... 48 2.13.7. Head Turun (hf) ................................................................. 48
Universitas Sumatera Utara
vii
2.13.8. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Nilai Kekasaran Saluran ............................................................................... 49
BAB III. GAMBARAN UMUM LOKASI STUDI DAN METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................................... 52 3.1. Sejarah Singkat Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan 52 3.2. Lokasi Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan .............. 53 3.3. Sarana dan Prasarana ....................................................................... 54 3.4. Sumber-sumber Limbah Cair Rumah Potong Hewan Medan ......... 55 3.5. Kondisi Eksisting ............................................................................. 56 3.6. Metode Analisis Pengukuran Kualitas Air Limbah RPH ................ 60 3.6.1. Pengukuran BOD dengan Metode Titrimetri ....................... 60 3.6.2. Pengukuran COD dengan Metode Spektrofotometri ........... 63 3.6.3. Pengukuran TSS dengan Metode Gravimetri ...................... 64 3.6.4. Pengukuran Minyak dan Lemak dengan Alat Ekstraktor Soxhlets ............................................................................... 66 3.6.5. Pengukuran Ammoniak dengan Metode Spektrofotometri Secara Fenat......................................................................... 67 3.6.6. Pengukuran pH dengan Alat pH Meter ................................ 68 3.7. Metodologi Penelitian ...................................................................... 71 3.7.1. Tempat dan Waktu Penelitian .............................................. 71 3.7.2. Rancangan Penelitian ........................................................... 72 3.7.3. Pelaksanaan Penelitian ......................................................... 72 3.7.3.1. Teknik Pengumpulan Data ..................................... 72
Universitas Sumatera Utara
viii
3.7.3.2. Pengolahan dan Analisis Data ................................ 73 3.7.4. Variabel yang Diamati ......................................................... 74
BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN. .................................................... 75 4.1. Sistem Pembuangan Air Limbah RPH ............................................ 75 4.1.1. Kolam Pengendapan Limbah Padat (Jeroan) ....................... 77 4.1.2. Kolam Pengendapan Limbah Cair ....................................... 77 4.1.3. Kolam Oksidasi .................................................................... 77 4.2. Hasil Pemeriksaan Laboratorium Air Limbah Rumah Potong Hewan Medan .................................................................................. 78 4.3. Evaluasi Kolam K-1 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan) dari Ruang Pemotongan Sapi (Cara Hidrolik) dan Babi ........................ 86 4.4. Evaluasi Kolam K-2 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan) dari Ruang Pemotongan Sapi (Cara Ditembak) dan Kambing ............... 89 4.5. Evaluasi Kolam K-3 Pengendapan Limbah Cair ............................. 92 4.6. Evaluasi Kolam K-4 Oksidasi (Kontrol) .......................................... 96 4.7. Evaluasi Parit Pembuangan (Out) .................................................... 99
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………..103 5.1. Kesimpulan...………………………………………………………103 5.2. Saran……………………………………………………………….104
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR PUSTAKA...………………………………………………………...106
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Proses Pengolahan Limbah Cair Secara Fisika……….….…..… 9 Gambar 2.2. Proses Pengolahan Limbah Cair Secara Kimia ……………....…14 Gambar 2.3. Proses Pengolahan Limbah Cair Secara Biologi……………….. 19 Gambar 2.4. Sket Kolam Oksidasi…………………………………………… 32 Gambar 2.5. Saluran Terbuka dan Tertutup………………………………….. 42 Gambar 2.6. Garis Kemiringan Hidraulis dan Energi ……………………...…43 Gambar 2.7. Penurunan Rumus Chezy Untuk Aliran Seragam pada Saluran Terbuka………..……………………………………………....... 46 Gambar 3.1. Lokasi Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan ……..54 Gambar 3.2. Ruang Pemotongan Hewan……………………….……………. 56 Gambar 3.3. Kandang Hewan Sebelum Dipotong……………….…………... 57 Gambar 3.4. Kolam Pengendapan Limbah Padat (Jeroan)…...……………… 57 Gambar 3.5. Kolam Pengendapan Limbah Padat (Jeroan)……...…………… 58 Gambar 3.6. Kolam Pengendapan Limbah Cair………….……...……………58 Gambar 3.7. Kolam Oksidasi (Kolam Kontrol)…………………...…………. 59 Gambar 3.8. Parit Pembuangan………………………………………………. 59
Universitas Sumatera Utara
xi
Gambar 4.1. Tahapan Proses Pengolahan Limbah Cair di RPH Medan ……..75 Gambar 4.2. Skema Jaringan Pengolahan Limbah Cair di RPH Medan …......76 Gambar 4.3. Skema Interaksi Biologik dalam Kolam Oksidasi ………………78 Gambar 4.4. Kolam K-1 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan)…...…………. 87 Gambar 4.5. Kolam K-2 Pengendapan Limbah Padat (Jeroan)……...………. 90 Gambar 4.6. Kolam K-3 Pengendapan Limbah Cair……....……...…………. 92 Gambar 4.7. Kolam K-4 Oksidasi (Kontrol)…………………………...…….. 97 Gambar 4.8. Parit Pembuangan (Out)…………………..…………………….101 Gambar 4.9. Saluran Penghubung Kolam K-4 Oksidasi (Kontrol) dengan Parit Pembuangan……………...……………………….……….102
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Baku Mutu Air Limbah Kegiatan Rumah Potong Hewan……… 25 Tabel 2.2. Persentase Penurunan Nilai pH, BOD, dan COD Air Limbah RPH Pesanggaran dengan Perlakuan Eceng Gondok…………………………………………………………. 38 Tabel 2.3. Hasil Pemeriksaan Fisik Air Sumur Gali di Sekitar RPH Medan…………………………………………………………… 40 Tabel 2.4. Hasil Pemeriksaan Kualitas Kimia Air Sumur Gali di Sekitar RPH Medan……………………………………………………... 41 Tabel 2.5. Hasil Pemeriksaan Kualitas Mikrobiologi Air Sumur Gali di Sekitar RPH Medan………………………………………….. 41 Tabel 2.6. Koefisien Manning……………………………………………… 47 Tabel 3.1. Sumber Limbah Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan…… 55 Tabel 4.1. Hasil Pemeriksaan Kadar BOD Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli……………………………. 80 Tabel 4.2. Hasil Pemeriksaan Kadar COD Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli……………………………. 81 Tabel 4.3. Hasil Pemeriksaan Kadar TSS Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli…………………………… 81 Tabel 4.4. Hasil Pemeriksaan Kadar Minyak dan Lemak Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Del…………… 82 Tabel 4.5. Hasil Pemeriksaan Kadar Ammoniak (NH3-N) Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli…….... 83
Universitas Sumatera Utara
xiii
Tabel 4.6. Hasil Pemeriksaan Kadar pH Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli …………………………… 83 Tabel 4.7. Hasil Pemeriksaan Kadar Air Limbah PD RPH Kelurahan Mabar Hilir Kecamatan Medan Deli……………………………. 85 Tabel 4.8. Perbandingan E rencana dengan E real pada kolam K-3……….. 92 Tabel 4.9. Perbandingan E rencana dengan E real pada kolam K-3………... 95 Tabel 4.10. Perbandingan E rencana dengan E real pada kolam K-4………. 99 Tabel 4.11. Perbandingan E Rencana dengan R real pada parit pembuangan..100
Universitas Sumatera Utara
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
Skema Jaringan Pengolahan Limbah Rumah Potong Hewan Medan
Lampiran B
Hasil Tes Laboratorium Sampel Limbah Cair
Lampiran C
Permohonan Izin Pengambilan Data dan Penelitian Dari Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Lampiran D
Surat Keterangan Telah Mengadakan Penelitian dari Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan Medan
Universitas Sumatera Utara
xv
DAFTAR SIMBOL
BOD = Biochemical oxygen demand COD = Chemical oxygen demand TSS
= Total suspended solid
Q
= Debit (m3/det)
V
= Kecepatan aliran (m/s)
n
= Koefisien Manning
R
= Jari-jari hidraulik (m)
S
= Kemiringan dasar saluran
A
= Luas basah (m2)
P
= Keliling basah (m2)
b
= Lebar saluran (m)
y
= Tinggi aliran (m)
Tr
= Waktu tinggal (jam)
E
= Efisiensi pengolahan (%)
So
= Influent (mg/L)
S
= Effluent (mg/L)
Universitas Sumatera Utara
