10/4/2016
Pengelolaan Air Limbah Domestik Rekayasa Lingkungan Universitas Indo Global Mandiri NORMA PUSPITA, ST.MT.
Dasar Hukum • • • • •
• •
UU no 32 tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup PP no 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air KepMenLH no 37 tahun 2003 tentang Metoda Analisis Kualitas Air Permukaan dan Pengambilan Contoh Air Permukaan KepMenLH no 110 tahun 2003 tentang Pedoman Penetapan Daya Tampung Beban Pencemar Air Pada Sumber Air KepMenLH no 111 tahun 2003 tentang Pedoman Mengenai Syarat dan Tata Cara Perizinan serta Pedoman Kajian Pembuangan Air Limbah ke Air atau Sumber Air. KepMenLH no 112 tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik KepMenLH no 86 tahun 2002 tentang Pedoman Pelaksanaan Upaya Pengelolaan Lingkungan Hidup dan Upaya Pemantauan Lingkungan Hidup
1
10/4/2016
• • • •
PP no 16 tahun 2005 tentang Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum Peraturan Menteri Pekerjaan Umum nomor 16/PRT/M/2008 tentang Kebijakan Strategis Air Limbah Pergub Sumsel No 16 Tahun 2005 Tentang Peruntukan Air dan Baku Mutu Air Sungai Pergub Sumsel No. 8 Tahun 2012 tentang Baku Mutu Limbah Cair
Debit Air Buangan • Kepmen KIMPRASWIL No : 534/KPTS/M/2001 a. Q air minum rata-rata = Keb Air (l/jiwa/hari) x Jml. Penduduk (jiwa) = L/hari b. Q air limbah domestik rata-rata = 80 % Q air minum ratarata. c. Q infiltrasi = 0,20 Q air limbah domestik rata-rata (sistem perpipaan). d. Q air limbah rata-rata = Q air limbah domestik rata-rata + Q infiltrasi. e. Q air limbah hari maksimum = 1,1 X Q air limbah ratarata (sistem perpipaan). f. Q air limbah jam puncak = 1.5 X Q air limbah rata-rata
2
10/4/2016
Parameter
Satuan
Penduduk
orang
Q
L/org/hari
Qrata-rata
L/detik
Qdom rata
L/detik
Qinfiltrasi
L/detik
Qhari maks FP
2295 130
2
3
4
5
2333.6
2372.8
2412.6
2453.2
2494.4
130
130
130
130
130
130
4.92
5.00
5.08
5.17
5.25
80% Qrata2
3.87
3.93
4.00
4.07
4.13
4.20
20%Qdom rata2
0.77
0.79
0.80
0.81
0.83
0.84
Q dom rat2 + Qinflt
4.64
4.72
4.80
4.88
4.96
5.04
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
L/detik FHM x Qlimbah rata2
5.57
5.66
5.76
5.85
5.95
6.05
1.5
Q jam puncak
Tahun ke 1
4.83
Qair limbah rata2 L/detik FHM
2014
L/detik FP x Qlimbah rata2
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
6.96
7.08
7.20
7.32
7.44
7.57
Sistem pengolahan air limbah domestik • • •
sistem On-site Sanitation (Setempat) sistem Off-site Sanitation (Terpusat) sistem Communal (semi terpusat)
3
10/4/2016
On-site • • •
dipergunakan secara individual atau komunal untuk beberapa rumah tangga. septic tank atau cubluk Bangunan Pengolahan : Tangki Septik dan Bidang Resapan. Keuntungan 1.
Biaya kontruksi relatif rendah.
2.
Teknologi yang digunakan cukup sederhana
3.
Operasi dan pemeliharaan umumnya merupakan
Kerugian 1.
Tidak cocok diterapkan di semua daerah (tidak cocok untuk daerah dengan kepadatan tinggi, muka air tanah tinggi dan permeabilitas tanah rendah).
tanggung jawab pribadi
2.
Memerlukan lahan yang luas .
4.
Dapat menggunakan bahan/material setempat
3.
sistem ini tidak diperuntukan bagi limbah dapur,
5.
Tidak berbau dan cukup higienis jika
mandi dan cuci karena volumenya kecil, sehingga
pemeliharaannya baik
limbah cair dari dapur dan cuci akan tetap
Hasil dekomposisi bisa dimanfaatkan sebagai
mencemari saluran drainase dan badan-badan air
6.
pupuk.
yang lain. 4.
Bila pemeliharaannya tidak dilakukan dengan baik, akan dapat mencemari air tanah dan sumur dangkal
5.
Pelayanan terbatas
Tangki Septik Individu • • • • •
•
SNI 03-2398-2002 Dimensi tangki ditentukan oleh jumlah pemakai Jumlah air kotor per kapita 25 liter/orang/hari Waktu tinggal di dalam tangki septik (Td) = 3 hari Gerakan aliran air limbah di dalam tangki septik - pada sat masuk dan keluar gerakannya vertikal - pada saat berada di dalam tangki septik gerakannya horizontal yang merupakan gerakan proses pembusukan Dimensi Tangki: Volume = (Q x P x Td) + (P x TP x Lumpur) Q = jumlah air limbah (L/orang/hari) P = jumlah pengguna (orang) Td = waktu tinggal tinja (2 – 3 hari) TP = umur rencana lumpur = jumlah lumpur yang dihasilkan (30 – 40 L/orang/tahun)
4
10/4/2016
•
Dimensi Tangki Septik berdasarkan tabel :
Tangki Septik Individu
5
10/4/2016
Bangunan Peresapan •
•
Peresapan memanjang : - dasar peresapan 0.5 m diatas muka air tanah - digunakan pada muka air tanah dangkal 0 – 2.5 m - mempunyai area cukup luas untuk bangunan Dimensi Peresapan Q = A. D A = b.L L = panjang bidang resapan D = v.p b = Lebar bidang resapan ( 40 – 50 cm) v = kecepatan meresap (m/hari) p = persentase pori D = daya resap tanah (m/etmal) Q = Debit air kotor (m3 /hari)
Bidang Peresapan • Peresapan memanjang
6
10/4/2016
Bidang Resapan Sumur Resapan • Dasar resapan harus > 1 m diatas muka air tanah • Pada daerah muka air tanah > 2.5 m dari muka tanah
Bidang Resapan •
Dimensi Sumur Resapan Q = A. D A = 0.25 x π x d2 ; A = luas bidang resapan Q = 0.25 π d2 D
• • • •
Q = debit air kotor (m3 /hari) D = Daya resap tanah (m/etmal) d = Diameter sumur resapan H = tinggi peresapan
7
10/4/2016
Communal (semi off-site) •
•
• •
Pengolahan komunal menampung dan mengolah air limbah yang berasal dari beberapa jamban individu (keluarga) yangdialirkan melalui pipa ke pengolahan yang dibangun di bawah tanah. Lokasi pengolahan ditempatkan pada lahan yang disepakati secara bersama, dan dapat dijangkau oleh masing-masing rumah yang berdekatan namun harus berada pada jarak aman terhadap sumber air terdekat serta memiliki akses untuk truk tinja Untuk menghindari penyumbatan, bak kontrol ditempatkan setelah jamban keluarga,ada tiap 20 m, dan ditempatkan di titik-titik pertemuan saluran. Memperhitungkan diameter dan kemiringan pipa yang digunakan agar air limbah dapat mengalir dengan lancar.
Data yg Dibutuhkan dalam perencanaan Communal (semi-off-site) • • • • • • • • • • • •
Tanah: karakteristik, kemampuan menyerap air, dan kedalaman bebatuan. Air Tanah: kedalaman muka air tanah Iklim: data curah hujan dan suhu Kepadatanpenduduk Banyaknyapenduduktiaprumah Pendapatanpenduduk Data penyakitdankesehatandaripenduduk Jenisrumahpenduduk Fasilitassanitasidan drainaseyangtelahdigunakan Kebiasaan penduduk dalam menggunakan fasilitas sanitasi Sumberair bersih Regulasiatauperaturanyang berlaku
8
10/4/2016
Kelebihan
Kekurangan
-
Sesuai untuk rumah yang berkelompok
-
Efisiensi pengolahan rendah
-
Butuh lahan sedikit karena dibangun di bawah tanah
-
Rawan akan kebuntuan pada sistem perpipaan,
-
Biaya konstruksi relatif murah
sehingga perlu dilengkapi manhole untuk
-
Pengoperasian dan perawatan mudah dan murah
memudahkan dalam perawatan jaringan perpipaan.
-
Lebih hemat daripada sistem pembuangan air limbah konvensional
Penempatan manhole tergantung diameter pipa. -
Kemiringan pipa perlu diperhatikan sehingga air
-
Masyarakat dapat berperan dalam proses
-
perencanaan dan konstruksi
-
Perlu pengolahan tambahan
-
Nyaman untuk pengguna, air limbah dijauhkan dari
-
Memerlukan pengurasan yang lebih sering
area pemukiman
-
Terkadang terjadi kesulitan menentukan lokasi
limbah dapat mengalir
pengolahan karena masyarakat enggan apabila di tanahnya dibangun fasilitas pengolahan. -
Keterlibatan masyarakat pemakai dalam pengoperasian dan pemeliharaan sangat diperlukan untuk menjamin keberlanjutannya.
-
Memerlukan proses perencanaan matang
-
Perawatan yang tidak rutin, menyebabkan kegagalan
Bangunan Pengolahan • Tangki Septik Up Flow filter
9
10/4/2016
Tangki Septik Bersusun (ABR = anaerobic Baffle Reactor) • ABR terdiri dari kompartemen pengendap yang diikuti oleh beberapa reaktor baffle. Baffle ini digunakan untuk mengarahkan aliran air ke atas (upflow) melalui beberapa seri reaktor selimut lumpur (sludge blanket).
MCK Komunal •
Untuk MCK komunal rumus-rumus yang digunakan : Th = 1,5 – 0,3 log (P x Q) > 0,2 hari Di mana : Th : Waktu penahanan minimum untuk pengendapan > 0,2 hari P : Jumlah orang Q : Banyaknya aliran, liter/orang/hari Volume penampungan lumpur dan busa A=PxNxS Di mana : A : Penampungan lumpur yang diperlukan (dalam liter) P : Jumlah orang yang diperkirakan menggunakan tangki septik N : Jumlah tahun, jangka waktu pengurasan lumpur (min 2 tahun) S : Rata-rata lumpur terkumpul (liter/orang/tahun). 25 liter untuk WC yang hanya menampung kotoran manusia. 40 liter untuk WC yang juga menampung air limbah dari kamar mandi.
10
10/4/2016
MCK Komunal •
Volume cairan B = P x Q x Th Di mana : P : Jumlah orang yang diperkirakan menggunakan tangki septik Q : Banyaknya aliran air limbah (liter/orang/hari) Th : Keperluan waktu penahanan minimum dalam sehari. Untuk tangki septik hanya menampung limbah WC (terpisah) Th = 2,5 – 0,3 log (P.Q) > 0,5 Untuk tangki septik yang menampung limbah WC + dapur + kamar mandi (tercampur) Th = 1,5 – 0,3 log (P.Q) > 0,2
• •
Contoh Perhitungan untuk 1 unit tangki septik komunal Dari uraian diatas maka dapat diperhitungkan kebutuhan tangki septik komunal untuk lokasi yang direncanakan sebagai berikut : • Jumlah penduduk terlayani : 50 orang • Waktu pengurasan direncanakan setiap (N) = 2 tahun (IKK Sanitation Improvenment Programme, 1987) • Rata-rata Lumpur terkumpul l/orang/tahun (S) = 40 lt, untuk air limbah dari KM/WC. (IKK Sanitation Improvenment Programme, 1987) • Air limbah yang dihasilkan tiap orang/hari = 10 l/orang/hari (tangki septik hanya untuk menampung limbah kakus)
•
Kebutuhan kapasitas penampungan untuk lumpur. A=PxNxS = 50 org x 2 th x 40 l/org/th = 4000 lt = 4 m3
11
10/4/2016
•
Kebutuhan kapasitas penampungan air. B = P x Q x Th Th = 2,5 – 0,3 log (P x Q) > 0,5 B = 50 org x 10 l/orang/hari x (2,5 – 0,3 log (50 org x 10 l/orang/hari)) = 845,2 lt = 0,84 m3
•
Volume tangki septik komunal = A + B = 4 m3 + 0,84 m3 = 4,84 m3
•
Dimensi tangki septik komunal Tinggi tangki septik (h) = 1,5 m + 0,3m (free board/tinggi jagaan) Perbandingan Lebar tangki septik (L) : Panjang tangki (P) = 1 : 2 Lebar tangki (L) = 1,3 m Panjang tangki (P) =2,6 m
Jumlah Pemakai (P) waktu kuras (N) Rata2 Volume lumpur (S) Kebutuhan Air Bersih Debit air limbah per orang (Q)
200KK 2tahun 40liter/org/hari 130liter/org/hari 104liter/org/hari
1000jiwa
Volume Bak Penampung Lumpur (A) = P x N x S A = 80000liter = 80m3 Volume Bak Penahan Cairan (B) = P x Q x Th Th = 1.5 - 0.3 log (PxQ) > 0.2 Th
=
B
= =
< 0.2 sehingga dipakai 0.2 -0.00511hari 20800liter 20.8m3
Volume tangki septik (V) = A + B V = 100.8m3
Tinggi tanki efektif (t) = 1.5 m + freeboard 0.3 m Luas permukaan tanki = V/t Luas permukaan tanki
=
Rasio panjang dan lebar = 2 : 1 A = p.l = 2l^2 lebar = 5.796551m panjang = 11.5931m
67.2m2
4m 8m
12
10/4/2016
Kebutuhan Air Bersih Debit air limbah (80% Air Bersih) Jumlah penduduk terlayani
= = = =
waktu tinggal (td)
=
Debit ABR = Debit Air Limbah x P
= =
Volume ABR = Qabr x td
=
T ABR
=
Luas Permukaan ABR (A)
=
130liter/org/hari 104liter/org/hari 200KK 1000jiwa 8jam 104000liter/hari 4.33333m3/jam
34.66667m3 1.5m 23.11111m2
Rasio panjang dan lebar = 2 : 1 A = p.l = 2l^2 lebar
=
panjang
3.399346
3m
4
6.798693
6m
8
1.5m
8
Dibagi menjadi 4 kompartemen Panjang 1 Kompartemen
=
Kebutuhan Air Bersih = Jumlah Penduduk terlayani (P) Debit rata2 air limbah
190lt/org/hari 200KK 133lt/org/hari
1000jiwa
Diasumsikan debit aliran puncak adalah 80% dari debit penuh Debit puncak (Qp)
= = =
n
=
399000liter/hari 399m3/hari 0.00462m3/detik 4.61805556 0.015
Qf
=
0.00577m3/detik
Smin
=
0.01*Q^0.667
0.027746
0.005
Luas Penampang aliran = 0.8 luas lingkaran A = 0.2 π D^2 Keliling basah aliran (P) = 0.8 keliling lingkaran = 0.8πD Jari-jari hidraulik R = A/P = (1/8 π D2) / (½ π D) = 1/4 D Q puncak = V.A
D^(8/3)
=
Qp x n
=
(Qp x n)/((0.25^(2/3))*(i^0.5)*0.2*3.14) 6.92708E-05
((0.25^(2/3))*(i^0.5)*0.2*3.14) D^(8/3)
D
=
0.041512935
0.001668657 0.090863113 8cm
0.017623 0.125294
atau
10cm
13
