PERENCANAAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK (RE091322) Semester Ganjil 2010-2011
MODUL 1
PENDAHULUAN Joni Hermana Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITS Kampus Sukolilo, Surabaya – 60111 Email:
[email protected]
RANCANGAN PEMBELAJARAN JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FTSP ITS MATA KULIAH KODE BOBOT
: PERENCANAAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK : RE091322 : 4 SKS
Tujuan Pembelajaran
Mampu menggabungkan ilmu pengetahuan dasar dan menguasai IPTEK di bidang air limbah domestik, dengan mengumpulkan dan menggabungkan data untuk perencanaan pendahuluan dan perencanaan rekayasa rinci BPAL untuk suatu kawasan permukiman dalam perkotaan
Kompetensi
1.Mahasiswa mampu menjelaskan siklus perencanaan, peraturan/ standard yang berlaku, dan pemilahan opsi Satuan Proses/Satuan Operasi sesuai dgn konstituen pencemar air limbah domestik 2.Mahasiswa mampu menjelaskan tahap-tahap Perencanaan Pendahuluan BPAL serta menerapkannya dengan menganalisis data perencanaan dalam suatu kawasan permukiman dalam perkotaan 3.Mahasiswa mampu menjelaskan secara cerdas dan kreatif opsi teknologi yang harus dipilih untuk pengolahan air limbah domestik maupun industri 4.Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Fisik
Kompetensi
5. Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Biologis Aerobik, Anaerobik dan Anoksik Sistem Tersuspensi dan Terlekat 6. Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Lumpur Secara Aerobik dan Anaerobik 7. Mahasiswa mampu mengintegrasi ilmunya dengan menganalisis aplikasi BPAL untuk suatu kawasan di lapangan serta mengusulkan perencanaan alternatif secara lebih baik dengan kreatif
Materi
Siklus Perencanaan, Karakteristik Air Limbah, Alternatif Teknologi Pengolahan ALD
Assessment
Homework (Case-Study) Tugas harian, Tugas Besar Perencanaan Asistensi Ujian Tertulis
Mata kuliah Syarat
Pengolahan Air Limbah
Pustaka Utama : Droste, R.L. (1997) Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment. John Wiley & Sons, N.Y. Eckenfelder, W.W. (1995) Activated Sludge Treatment of Industrial Wastewater, Technomic, N.J. Fair GM., Geyer Y.C. & Okun D.A. (1966) Water and Wastewater Engineering, Vol. I, John Wiley and Sons, Singapore Fair GM., Geyer Y.C. & Okun D.A. (1971) Water and Wastewater Engineering, Vol. II, John Wiley, Singapore Metcalf & Eddy (1991) Wastewater Engineering; Treatment, Disposal, Reuse, McGraw Hill Book Co. N.Y. Qasim, Syed A. (1991) Wastewater Treatment Plant Design, McGraw Hill Book Co. N.Y. Speece R. (1996) Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewaters. Vanderbilt Univ. Vanderbilt, USA. Van Haandel A.C. and Gatze (1994) Anaerobic Sewage Treatment “A Practical Guide for Regions with a Hot Climate”, John Wiley & Sons, N.Y. Visser, A. (1995) Anaerobic Treatment of Sulfate Containing Wastewater. Doctoral Thesis, Univ. Wageningen, NL. Van Lier, J.B. (1995) Thermophilic Anaerobic Wastewater Treatment, Temperature aspects and process stability. Doctoral Thesis, Univ. Wageningen, NL. Pustaka Penunjang : Britz T.J. and F.G. Pohland (1994) Anaerobic Digestion VII. Journal of Water Science and Technology. Vol 30. No. 12. Journal of Water Research, (1997-1999) Volumes 31 – 33.
Spesific Learning Objective (Sub-Kompetensi)
Ming gu Ke
Materi Pembelajaran [Pustaka]
Indikator Pencapaian
Aktivitas Pembelajaran Mhs. [ Estimasi waktu ]
Assessments Bentuk [Unsur]
Bobot
1
•
Mahasiswa mampu menjelaskan siklus perencanaan, peraturanperaturan yang berlaku, dan opsi SP/SO sesuai dgn konstituen pencemar ALD
o Penjelasan RP o Review PAL, SO/SP pada BPAL o Parameterparameter dalam PAL o Peraturan dan baku mutu
o Kejelasan pemahaman terhadap kuliah BPAL, parameterparameter dalam PAL, dan peraturan serta baku mutu air limbah.
o Brainstorming (diskusi kelas) o Kuliah [TM: 1x(3x50”)]
o Non tes o Q&A
2,5%
2,3,4
•
Mahasiswa mampu menjelaskan tahap-tahap Perencanaan Pendahuluan BPAL serta menerapkannya dengan menganalisis data perencanaan dari suatu kawasan permukiman dalam perkotaan.
o Ruang lingkup tugas perencanaan BPAL o Tahap-tahap pengolahan dalam BPAL o Perhitungan mass balance
o Kejelasan pemahaman terhadap tugas perencanaan BPAL; o Kejelasan penjelasan tahaptahap Perencanaan Pendahuluan BPAL; o Ketepatan dan ketelitian perhitungan mass balance
o Kuliah o Tutorial o Diskusi kelompok [TM: 3x(3x50”)]
o Q&A o Tugas kelompok o Tes 1 (minggu 7/8)
7,5%
Tugas 1 Perhitungan Mass Balance dan tahap-tahap perencanan BPAL [BM:3x(3x50”)]
5
•Mahasiswa mampu menjelaskan secara cerdas dan kreatif opsi teknologi yang harus dipilih untuk pengolahan air limbah domestik maupun industri.
oDasar-dasar BPAL
oKejelasan penjelasan dasardasar BPAL; oKetepatan pemilihan dan penjelasan opsi teknologi untuk PAL domestik dan industri.
oKuliah oTutorial [TM: 1x(3x50”)]
oQ & A oTes 1 (minggu 7/8)
2,5%
6,7,8
•Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Fisik (SP, BS, GC dan BP I)
oPerencanaan detail unit-unit tahap pengolahan fisik (SP, BS, GC dan BP I)
oKejelasan penjelasan unitunit tahap pengolahan fisik (SP, BS, GC dan BP I); oKetepatan dan ketelitian perencanaan dan pehitungan unitunit tahap pengolahan fisik (SP, BS, GC dan BP I).
oKuliah oTutorial oPresentasi kelompok/disk usi kelompok [TM 3 x (3x50”)] [BM 3 x (3x50”)]
oQ & A oTugas kelompok oTes 1 (minggu 8/9)
15%
9,10,11
•Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Biologis Aerobik Sistem Tersuspensi dan Terlekat
•Perencanaan detail unit-unit tahap pengolahan biologis aerobik sistem tersuspensi dan terlekat oSP/SO pengolahan aerobik tersuspensi oPerencanaan tangki aerasi oSP/SO pengolahan aerobik terlekat oPerencanaan trickling filter oPerencanaan clarifier oSistem RAS
oKejelasan penjelasan unit-unit tahap pengolahan biologis aerobik sistem tersuspensi dan terlekat; oKetepatan dan ketelitian perencanaan dan pehitungan unit-unit tahap pengolahan biologis aerobik sistem tersuspensi dan terlekat.
oKuliah oTutorial oPresentasi kelompok/diskusi kelompok [TM 3 x (3x50”)] [BM 3 x (3x50”)]
oQ & A oTugas kelompok oTes 2 (minggu 17/18)
15%
12,13,14
•Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Biologis Anaerobik dan Anoksik Sistem Tersuspensi dan Terlekat
oPerencanaan detail unit-unit tahap pengolahan biologis anaerobik dan anoksik sistem tersuspensi dan terlekat oSP/SO pengolahan anaerobik tersuspensi oPerencanaan UASB oSP/SO pengolahan anaerobik terlekat oPerencanaan AF oPerencanaan tangki anoksik dan SBR
oKejelasan penjelasan unit-unit tahap pengolahan biologis anaerobik dan anoksik sistem tersuspensi dan terlekat; oKetepatan dan ketelitian perencanaan dan pehitungan unit-unit tahap pengolahan biologis anaerobik dan anoksik sistem tersuspensi dan terlekat.
oKuliah oTutorial oPresentasi kelompok/diskusi kelompok [TM 3 x (3x50”)] [BM 3 x (3x50”)]
oQ & A oTugas kelompok oTes 2 (minggu 17/18)
15%
15,16,17
18
•Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Lumpur Secara Aerobik dan Anaerobik.
oPerencanaan detail unit-unit tahap pengolahan lumpur secara aerobik dan anaerobik. oSP/SO pengolahan pengolahan lumpur aerobic dan anaerobik oPerencanaan sludge digester anaerobik dan aerobik oPerencanaan sludge thickener oPerencanaan pengolahan lumpur akhir (filter press, belt press dan SDB)
•Mahasiswa mampu menganalisis aplikasi BPAL untuk suatu kawasan di lapangan serta mengusulkan perencanaan alternatif secara lebih baik dan kreatif
oAnalisis BPAL oProblem solving BPAL
oKejelasan penjelasan unit-unit tahap pengolahan lumpur secara aerobik dan anaerobik; oKetepatan dan ketelitian perencanaan dan pehitungan unit-unit tahap pengolahan lumpur secara aerobik dan anaerobik.
oKuliah oTutorial oPresentasi kelompok/diskusi kelompok oField Trip [TM 2 x (3x50”)] [TS 1 x (3x50”)] [BM 3 x (3x50”)]
oQ & A oTugas kelompok oTes (minggu 17/18)
[TM 1 x (3x50”)] [BM 1 x (3x50”)]
oQ & A oTugas oTes (minggu 17/18)
10% 2
2,5% 2
SIKLUS PERENCANAAN Dalam proyek perencanaan bangunan pengolahan air limbah, atau proses perencanaan pada umumnya, dikenal adanya tahapan-tahapan yang membentuk daur (siklus) perencanaan
1. FEASIBILITY STUDIES Studi kelayakan merupakan kajian yang dibuat sebagai penilaian
awal terhadap kelayakan suatu proyek perencanaan untuk dapat dilaksanakan. Aspek penilaian meliputi: Kelayakan aspek ekonomi dan finansial Kelayakan aspek hukum dan kelembagaan Kelayakan aspek sosial budaya Kelayakan aspek dampak lingkungan
2. PRELIMINARY STUDIES
Menetapkan perioda desain unit-unit BPAL Membuat diagram alir proses Menetapkan kriteria perencanaan proses Menghitung awal unit-unit proses Menghitung kesetimbangan massa Mempertimbangkan tata letak BPAL Mengevaluasi profil hidrolis
3. DETAIL ENGINEERING DESIGN
TAHAP SATU Desain Screening Desain Sump Well & Pumping Desain Balancing Tank [Equalization Tank ] Desain Grit Chamber Desain Bak Pengendap I [Primary Sedimentation] (Circular & Rectangular)
Lanjutan…
3. DETAIL ENGINEERING DESIGN
TAHAP DUA Desain Proses Pengolahan Biologis # Aerobic Treatment : - Suspended Growth System (ASP dan Modifikasinya) - Attached Growth System (TF dan RBC) # Anaerobic Treatment : - Suspended Growth System (UASB dan ABR) - Attached Growth System (AF) # Stabilization Ponds (AP, OP, FP, MP)
Lanjutan…
3. DETAIL ENGINEERING DESIGN TAHAP TIGA : PENGOLAHAN LUMPUR Thickening Digesting Dewatering Disposal
4. TENDER & BIDDING 5. CONSTRUCTION 6. COMISSIONING [ START – UP ] 7. OPERATIONAL & MAINTENANCE Tahap I : Sludge Handling Tahap II : Settlebility, Odor, Failure, Equipments
DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR LIMBAH 2
1
3
4
Atau Aeration Tank Primary Sedimentation (activated sludge)
SP
BS
Saluran Pembawa Bar Screen dan Sumur Pengumpul
GC
PS
Secondary Clarifier
SC
AT
Grit Chamber
return sludge
effluent
sludge from SC
sludge from PS
SDB
SD
Sludge Drying Bed
Sludge Digester
Keterangan : • Pipa Pembawa • Bar Screen • Sumur Pengumpul • Pompa (Screw pump) • Grit Chamber • Bak Pengendap I • Oxidation ditch • Secondary clarifier • Thickener • Aerobic Sludge Digester • Sludge drying bed • Badan air penerima (sungai)
KUALITAS AIR LIMBAH
PHYSICAL QUALITY
WASTEWATER QUALITY
CHEMICAL QUALITY MICROBIOLOGICAL QUALITY
Kualitas Fisik PARAMETER
DESKRIPSI
TEMPERATUR
Temperatur air limbah sedikit lebih tinggi Dibandingkan temperatur air biasa, sangat dipengaruhi oleh adanya aktifitas mikrobiologis, kelarutan gas dan viskositas
WARNA
Air limbah yang baru umumnya berwarna abu-abu muda, sedangkan air limbah dari septic tank umumnya berwarna hitam / lebih gelap. Semakin gelap warna semakin kuat air limbah
BAU
Air limbah yang baru, biasanya didominasi bau sabun / lemak, sedangkan air limbah yang sudah lama / dari septic tank lebih kuat baunya ( akibat adanya produkproduk hasil penguraian, misal ; H2S )
KEKERUHAN
Kekeruhan pada air limbah disebabkan oleh kandungan SS. Semakin tinggi kekeruhan, semakin kuat air limbah tersebut
( Sumber : Qasim, 1985)
Kualitas Kimia PARAMETER
DESKRIPSI
TOTAL SOLIDS
Materi organik dan inorganik, settleable, suspended dan dissolved. Solids ini menunjukkan jumlah lumpur yang dapat disisihkan dalam bak sedimentasi
BOD5
BOD menggambarkan jumlah komponen organik yang dapat didegradasi secara biologis
COD
COD menunjukkan zat organik dan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat organik dengan bahan kimia (kalium dikromat) dalam kondisi asam
TOC
TOC merupakan ukuran zat organik yang terdapat dalam air limbah. TOC ditentukan dengan mengkonversi organic carbon menjadi karbondioksida. CO2 inilah yang diukur
TOTAL NITROGEN
Total nitrogen meliputi nitrogen organik, ammonia, nitrit, dan nitrat
TOTAL FOSFOR
Total fosfor meliputi organik dan inorganik
Kualitas Kimia (lanjutan) PARAMETER
DESKRIPSI
pH
pH mengindikasikan kondisi asam atau basa air limbah
ALKALINITAS
Alkalinitas dalam air limbah menunjukkan keberadaan ion bikarbonat, karbonat dan hidroxide
KESADAHAN
Kesadahan dalam air limbah terutama disebabkan oleh adanya ion kalsium dan magnesium. Nilai kesadahan air limbah tergantung pada kualitas air bersih
CLORIDA
Clorida dalam air limbah berasal dari air bersih, limbah manusia dan air limbah domestik
MINYAK dan LEMAK Umumnya berasal dari minyak dan lemak dalam makanan (Sumber : Wastewater Engineering Design, Syed R. Qasim, 1991)
MICROBIOLOGICAL QUALITY Organisme yang ditemukan dalam air limbah : • Bacteria • Fungi • Algae • Protozoa • Plants and animals • Viruses [kualitas mikrobiological air limbah akan dibahas lebih lanjut pada prinsip- prinsip pengolahan biologis]
BAKU MUTU LIMBAH CAIR (Effluent Standard) 1. PP NO. 82 TAHUN 2001 : Pengelolaan Kualitas Air & Pengendalian Pencemaran Air 2. PERDA JATIM NO. 5 TAHUN 2000 : Pengendalian Pencemaran Air di Jatim 3. SK GUB KDH Tk. I JATIM No.136 /1994 : Baku Mutu Limbah Cair 4. Kep.Men LH No.51 MENLH/10/1995: Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri 5. KEP-52/MENLH/10/1995 : Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Hotel 6. KEP-58 / MENLH /12/ 1995 : Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Rumah Sakit 7. SK GUB KDH Tk. I JATIM No.29 /2000 : Tata Cara Perijinan Pembuangan Limbah Cair ke Sumber-sumber Air di Propinsi Jatim. 8. KEP-112 /MENLH/2003 : Baku Mutu Air Limbah Domestik 9. KEP-03 /MENLH/1998 : Baku Mutu Limbah Cair Untuk Kawasan Industri 10.KEP-42/MENLH/1996 : Baku Mutu Limbah Cair untuk Kegiatan Minyak, Gas dan Panas Bumi Kualitas Air
Baku Mutu PP No.82 Tahun 2001
Satuan
Kelas I
Kelas II
Kelas III
Kelas IV
BOD
Mg/L
2
3
6
12
COD
Mg/l
10
25
50
100
Parameter
BAKU MUTU BADAN AIR (Stream Standards)
PP No 35 / 1991 : Sungai Kep Men LH No. 115 / 2003 : Pedoman Penentuan Status Mutu Air Kep Men LH No. 142 / 2003 jo. Kep Men LH 111 / 2003 : Pedoman mengenai Syarat & Tata Cara Perijinan serta Pedoman Kajian Pembuangan Air Limbah Kep Men LH 110 / 2003 : Pedoman Penetapan Daya Tampung Beban Pencemaran Air pada Sumber Air
