Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan…..
JAI Vol. 1 , No.1 2005
PERMASALAHAN TEKNIS INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT Studi Kasus IPAL Pabrik Minyak Kelapa Sawit PT. KERTAJAYA Oleh : P. Nugro Rahardjo Peneliti pada Kelompok Teknologi Pengelolaan Air Bersih dan Limbah Cair, di Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan, Kedeputian TIEML, BPPT . Abstract Crude palm oil produced in Indonesia has already been known as the second largest in Asia. Unfortunately tens of palm oil factories (CPOF) spread out in Indonesia have not good wastewater treatment plants (WWTP) yet. PT. Kertajaya, as an example, which is located in Regency Pandeglang, still has BOD contained in its final effluent of the wastewater treatment plant more than 200 ppm. In fact the capacity and capability of WWTP in PT. Kertajaya are much more than enough for only 288 m3 per day. Because of improper operation and maintenance of the WWTP, the technical problems are accumulated, such as, increasing the sediment, decreasing the retention time and channelling of the wastewater being treated. The following affect is the treatment process is not going well and the quality of effluent is getting worse. To solve the technical problems, it is very important to remove the sediment periodically and give aeration in the aerobic pond. A recommendation for the wastewater treatment system has been proposed. The system has eight processes including oil separation or first sedimentation, neutralization, equalization, anaerobic degradation, aerobic degradation, final sedimentation and sludge drying. Katakunci : BOD, technical problem, wastewater, anaerobic. Aerobic process I.
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Oil) mempunyai kelemahan dalam hal penanganan limbahnya, baik terhadap limbah padat ataupun limbah cairnya. Effluent (hasil akhir yang dibuang ke alam) dari unit atau instalasi pengolahan limbah cair dari pabrikpabrik CPO yang ada di Indonesia umumnya masih belum memenuhi kriteria sesuai standar peraturan yang berlaku, misalnya kadar BOD hasil pengolahan limbah cairnya yang masih di atas 100 ppm. Dengan demikian bila telah diberlakukan secara konsisten tentang standar internasional yang mensyaratkan harus adanya ecolabelling, maka pabrik-pabrik CPO tersebut tidak dapat menjual atau mengekspor CPO-nya ke luar negeri. Karena itu sangat dibutuhkan penyempurnaan sistem pengolahan limbah cair untuk meningkatkan kualitas air buangan akhir yang tidak mencemarkan lingkungan sekitar pabrik CPO. PKS PT. Kertajaya yang berlokasi di Kabupaten Pandeglang telah beroperasi lebih dari 15 tahun. Dalam memproduksi minyak mentah kelapa sawit, pabrik ini telah mengalami beberapa kali rehabilitasi dan pengembangan kearah kesempurnaan, sehingga semakin lama efisiensi proses produksinya mengalami peningkatan. Namun perbaikan unit-unit proses dalam pabrik tersebut tetap saja belum optimal dan jumlah kandungan minyak yang terdapat
Agroindustri saat ini merupakan subsektor yang harus diandalkan oleh pemerintah dalam memacu laju peningkatan komoditas eksport untuk mengatasi krisis ekonomi yang berkepanjangan melanda Indonesia. Memang terbukti bahwa sesuai dengan kondisi alamnya, yaitu iklim tropis dan potensi tanah yang subur, maka Indonesia haruslah menjadikan sektor pertanian sebagai tulang punggung dalam meningkatkan laju pertumbuhan ekonomi. Kelapa sawit telah menjadi salah satu unggulan untuk dikembangkan sesuai dengan potensi yang sangat besar dan tersebar di seluruh kawasan di Indonesia. Provinsi-provinsi yang telah mengembangkan potensi kelapa sawit diantaranya adalah Sumatera Utara, Riau, Jambi, Bengkulu, Sumatera Selatan, Lampung, Banten, Jawa Barat, Kalimantan Barat, Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan dan sebagian provinsi di Sulawesi. Banyak provinsi lain yang akan segera mulai untuk mengembangkan perkebunan dan industri kelapa sawit. Di lain pihak hampir semua pabrik kelapa sawit (PKS), bahkan yang sudah mengeksport minyak mentah kelapa sawit (CPO/Crude Palm 43
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan….. dalam limbah cairnya masih juga menunjukkan angka yang tinggi. Sementara itu dalam unit fatpit (kolam limbah minyak) upaya pengutipan kembali minyak yang terkandung dalam limbah cair juga masih jauh dari sempurna, sehingga kualitas limbah cair yang masuk ke dalam unit pengolahan limbah cair masih mempunyai beban BOD rata-rata lebih dari 20.000 ppm. Sistem proses dalam IPAL PKS PT. Kertajaya juga tergolong sangat tidak memenuhi syarat. Berdasarkan informasi dari pemerintah daerah kualitas hasil pengolahan limbah cairnya masih melampaui nilai ambang batas yang telah diatur dalam peraturan pemerintah. Dengan demikian dibutuhkan langkah identifikasi permasalahan yang mampu melihat segala macam permasalahan yang ada pada IPAL PKS PT. Kertajaya. 1.2
III. 3.1
HASIL KAJIAN Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Secara Umum
Proses pengolahan buah kelapa sawit untuk menghasilkan minyak mentah sawit (CPO) sebenarnya hanyalah proses yang berdasarkan prinsip secara fisik saja. Bagian buah sawit yang mengandung kadar minyak tinggi adalah justru pada bagian sabut buah sawitnya, sehingga proses yang dilakukan adalah dengan penekanan (pressing) sabut sawit dengan temperatur tertentu. Dengan proses pengolahan bahan baku nabati yang merupakan sumber dari senyawa-senyawa organik rantai panjang, maka bahan-bahan pencemar dalam air buangan dari pabrik CPO juga akan didominasi senyawasenyawa organik, khususnya bahan minyak nabati. Beban BOD dari limbah cair PKS pada umumnya rata-rata sekitar 30.000 sampai 40.000 ppm, sementara itu beban COD sekitar 35.000 sampai 46.000 ppm. Jadi beban BOD mencapai 85% (atau bahkan lebih) dari jumlah bahan pencemar yang ada dalam limbah cair tersebut. Berdasarkan kandungan senyawa organik yang tinggi dalam limbah cair pabrik CPO (perbandingan BOD dan COD yang jauh lebih besar dari 30%), maka sistem pengolahan limbah cair pabrik CPO didominasi oleh pengolahan secara biologis. Dalam pengolahan limbah cair secara biologis dikenal dua macam proses, yaitu aerobik dan anaerobik. Proses aerobik membutuhkan oksigen yang dilakukan dengan suplai udara ke dalam unit proses pengolahan, sementara proses anaerobik tidak membutuhkan suplai oksigen dan menghasilkan gas methane. Pengolahan limbah cair PKS umumnya diawali dengan proses anaerobik, karena kemampuan proses ini dalam menurunkan BOD atau mendegradasi bahan organik, jauh lebih tinggi dari proses aerobik. Karena itu, dengan proses anaerobik BOD dapat diturunkan hingga mencapai sekitar 2000 ppm. Baru kemudian proses aerobik dapat menurunkan BOD lagi sampai di bawah 75 ppm.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah mengindentifikasi permasalahan teknis dari Instalasi Pengolahan Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit P.T. KERTAJAYA yang telah menimbulkan pencemaran lingkungan dan sekaligus memberikan masukkan kepada pemerintah daerah tentang sistem teknologi pengolahan limbah cair pabrik minyak kelapa sawit yang sesuai dan dapat memenuhi syarat standar lingkungan (baku mutu) air buangan. II.
JAI Vol. 1 , No.1 2005
METODOLOGI
Untuk dapat menguraikan permasalahan dalam pengelolaan limbah cair suatu PKS, paling tidak dibutuhkan literatur-literatur tentang proses pengolahan dalam memproduksi minyak mentah kelapa sawit. Pustaka tentang beberapa sistem pengolahan limbah cair PKS yang sudah ada di Indonesia juga tetap dibutuhkan sebagai bahan perbandingan. Setelah diperoleh bahan yang cukup tentang segala proses pengolahan limbah cair PKS, baru dilakukan survey lapangan, yaitu melihat langsung bagaimana kondisi terkini IPAL PKS PT. Kertajaya. Dalam survey tersebut juga dilakukan pengambilan contoh air limbah yang dihasilkan oleh PKS PT. Kertajaya dan contoh air hasil pengolahan unit IPAL PKS PT. Kertajaya. Contoh-contoh air limbah tersebut kemudian dianalisa di laboratorium. Dengan data-data yang diperoleh dari hasil analisa laboratorium dan dari pengamatan langsung jalannya operasi pengolahan limbah, maka dapat diungkap dan dibahas permasalahan apa saja yang ada dalam IPAL. Setelah diketahui permasalahannya, baru dicari solusi atau alternatif-alternatif yang dapat dan mungkin dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut.
3.2
Survey Lapangan
Pabrik CPO dari PT (Persero) Perkebunan Nusantara VIII, Kertajaya, di Pandeglang, Propinsi Banten, mempunyai kapasitas produksi maksimum sebesar 30 ton TBS (tandan buah segar) per jam. Pabrik ini beroperasi secara tidak tetap, artinya bila permintaan CPO banyak dan harganya bagus maka pabrik dioperasikan secara maksimum selama 24 jam. Namun kenyataannya pabrik ini sering beroperasi selama 16 jam atau 2 shift. Proses produksi CPO diawali dengan proses sterilisasi dan dilanjutkan 44
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan…..
JAI Vol. 1 , No.1 2005
yang dihasilkan secara langsung, tetapi dalam pencucian atau pembersihan unit ini tentu saja air bekas pencuciannya juga merupakan limbah yang banyak mengandung minyak dan serat atau debu halus.
dengan perontokan buah. Setelah itu buah yang telah terpisah dilumatkan dan kemudian diperas dengan penekanan (pressing). Setelah pengepresan, cairan minyak yang masih kotor diakomodasikan dalam unit klarifikasi. Proses klarifikasi sebenarnya terdiri dari tiga proses, yaitu penyaringan (filtrasi), pengendapan dan penguapan. Dari unit pengendapan, minyak yang terdapat pada lapisan atas dialirkan ke dalam proses pemurnian. Setelah pemurnian kemudian dilakukan pengurangan kadar air dan setelah mencapai standar tertentu CPO disimpan dalam tangki timbun. Dari unit-unit proses produksi tersebut banyak yang menghasilkan limbah cair. Sudah pasti dalam setiap penghentian pengoperasian suatu pabrik selalu dilakukan perawatan unit-unit produksi dengan pencucian. Air yang digunakan untuk proses pencucian ini tentu saja merupakan limbah cair dengan jumlah yang besar.
c) Proses Ekstraksi Butiran buah sawit yang berasal dari thresher masuk ke dalam digester yang dilengkapi dengan pengaduk. Kemudian buah dilumatkan secara berkelanjutan atau kontinyu, sehingga terjadi pelepasan perikarp dari biji serta terjadi pemecahan kantongkantong minyak. Produk yang keluar berupa campuran minyak, air dan padatan yang kemudian dimasukkan secara gravitasi ke dalam screw press. Campuran ini mengalami pengepresan sehingga minyaknya terperas. Pada proses pemerasan ini disemprotkan pula air panas sebagai pengencer yang dimasukkan dari bagian atas. Pada proses pelumatan dan pengepresan ini sebenarnya juga tidak dihasilkan limbah cair secara langsung, namun pada pembersihan dan pencucian unit ini tentu saja dihasilkan air bekas pencucian yang merupakan air limbah. Dari proses ini sebenarnya lebih banyak dihasilkan limbah yang berupa padatan.
3.2.1 Proses Produksi CPO dan Sumber Limbah Cair Dalam proses perolehan minyak mentah kelapa sawit dari tandan buah segar kelapa sawit, terdapat unit-unit proses yang menghasilkan limbah cair dengan jumlah yang berarti, yaitu : a) Proses Sterilisasi.
d) Proses Klarifikasi Minyak Proses ini lebih dikenal dengan istilah perebusan. Proses ini mempunyai 5 tujuan, yaitu menghentikan aktivitas enzim lipase dan oksidasi yang dapat menyebabkan meningkatnya kadar asam lemak bebas dalam TBS, melepaskan buah dari spiklet, untuk mempercepat proses ekstraksi pengutipan minyak dari inti sawit, menurunkan kadar air buah dan inti untuk mempermudah proses pengempaan, pemecahan emulsi dan melepaskan serat dan biji serta membantu proses pelepasan inti dari cangkang. Air kondensat dari proses sterilisasi ini menghasilkan limbah cair dengan BOD paling tinggi, yaitu maksimum dapat mencapai 90.000 ppm. Jumlah limbah cair yang dihasilkan pada unit proses ini kirakira sebesar 10% dari TBS (Tandan Buah Segar).
Minyak yang dihasilkan dari proses pengepresan masih keruh dan banyak mengandung air, sehingga masih harus dimurnikan supaya tidak terjadi hidrolisa dan oksidasi. Unsur-unsur Fe dan Cu yang terkandung dalam NOS (non oil solid) dapat berperan sebagai katalisator proses oksidasi. Pemurnian minyak dilakukan dengan cara filtrasi, pengendapan dan penguapan. Minyak dari pemerasan di tampung dalam suatu tangki yang dilengkapi dengan pemanas agar proses klarifikasi minyak lebih sempurna. Tangki penampung ini juga menerima reclaim oil dari tangki penampung pengutipan minyak (recovered oil). Minyak dari tangki penampung dipompa ke tangki pengendap kontinyu untuk memisahkan minyak dari air dan padatan. Seperti juga tangki penampung minyak, pada proses pengendapan ini juga dilengkapi dengan pemanasan yang dilakukan dengan mengalirkan uap air panas (steam) dalam jaringan pipa pemanas. Minyak yang berada pada lapisan atas dialirkan ke dalam suatu tangki penampung, sementara lumpur endapannya dialirkan ke fatpit (kolam limbah minyak). Kemudian minyak dimurnikan lagi, yaitu dibersihkan dari kotoran/padatan yang
b) Proses Perontokan Buah Perontokan buah sawit dilakukan dengan mesin yang disebut thresher yang berputar. Di dalam unit ini akan terjadi perontokan sehingga buah akan terpisah dari tandannya dan buah yang telah terlepas ini ditransfer oleh bucket conveyer ke digester feeder. Dari proses ini sebenarnya tidak ada limbah cair 45
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan…..
Jumlah limbah cair dari suatu pabrik bergantung dari kapasitasnya. Pabrik CPO di PT Perkebunan Nasional VIII, Pandeglang, mempunyai kapasitas sebesar 30 ton TBS per jam. Jumlah limbah cair yang dihasilkan rata-rata sekitar 60% dari kapasitas pabrik. Jadi bila kapasitas pabrik CPO = 30 ton TBS/jam, maka jumlah limbah cairnya sekitar 18 ton per jam. Proses produksi berjalan dua shift, yaitu 16 jam/hari. Jadi jumlah limbah cair adalah 288 m3/hari. Mengenai kualitas limbah cair PKS, beberapa PKS di kawasan Sumatra mempunyai beban BOD maksimum rata-rata 30.000 – 40.000 ppm. Berdasarkan hasil analisa laboratorium terhadap limbah cair PKS PT. Kertajaya diperoleh karakteristik air limbahnya (setelah fatpit dan pengendapan awal) sebagai berikut : o • Temperatur : 60 – 80 C • pH : 3,6 – 5 • Total Solid : 3.000 – 5.000 mg / l • BOD : 23.000 – 32.000 mg / l • COD : 25.000 – 36.000 mg / l • TOC : 10.000 - 13.000 mg / l • VFA : ± 2.500 mg / l • Fat & Oil : ± 900 mg / l
masih ada. Viskositas minyak dipertahankan rendah supaya efisiensi pemisahan NOS dan air dari minyak dapat berjalan dengan sempurna. Hasil akhir pemurnian minyak ini dialirkan ke dalam vacuum drier, sedangkan sludge (lumpur) yang keluar dari filter dialirkan ke fatpit. Dalam unit pengeringan vakum, temperatur dijaga rendah agar minyak tidak rusak. Minyak yang sudah dikeringkan di tampung dalam tangki CPO. Dalam tangki CPO pun temperaturnya harus dijaga dengan cara pemanasan tetap. Dari proses pemurnian minyak ini dihasilkan banyak sekali limbah cair. Limbah ini bahkan banyak yang berupa lumpur dan semuanya ditampung pada kolam limbah minyak (fatpit). e) Proses Pemisahan Lumpur Pada proses pemisahan lumpur atau fatpit (Sludge Separator) dihasilkan cukup banyak limbah cair. Lumpur yang dihasilkan kira-kira sejumlah 50% dari TBS. f)
JAI Vol. 1 , No.1 2005
Proses Pencucian Hydrocyclone. Proses pencucian pada unit ini adalah untuk pencucian biji buah sawit. Jumlah limbah cair yang dihasilkan pada unit ini tidak begitu besar.
3.2.3 Proses Pengolahan Limbah Cair 1. Seluruh limbah cair (kecuali limbah dari demineralisasi) dialirkan ke bak Fatpit. Limbah dalam Fatpit dipanaskan dengan menggunakan steam pada temperatur 85 – o 95 C. Pada temperatur tersebut minyak yang masih terkandung dalam air limbah akan mudah lepas. Minyak yang dapat diambil kembali (oil recovery) dari unit ini sebesar 0,8 – 1,2 %. Waktu tinggal (Detention Time) Td = 16 Jam. Dimensi unit ini adalah luas 6 x 40 m2 dan kedalaman 0,8 m (bila dihitung dari data waktu tinggal dan debit Q sebesar 18 ton/jam). BOD dari Fatpit ini adalah 30.000 – 40.000 ppm dengan pH sekitar 4 – 5. 2. Proses kedua adalah anaerobik yang diakomodasikan dalam bak berjumlah 4 buah dan dioperasikan secara berurutan. Waktu tinggal (total) Td = 40 hari (bila dihitung dari pembagian volume dengan debit, diperoleh Td = 38,4 hari), dengan dimensi untuk setiap baknya adalah luas 20 x 40 m2 dan kedalaman sekitar 3 – 4 meter. Kualitas BOD dari air limbah yang keluar dari proses anaerobik ini sekitar 3000 ppm dengan pH antara 5 – 6. Bak anaerobik ini merupakan bak terbuka dan dikatakan berproses anaerobik karena kedalaman baknya yang sampai 4 meter. 3. Proses terakhir adalah aerobik yang diakomodasikan dalam 4 buah bak (pond).
g) Proses Demineralisasi. Proses demineralisasi dibutuhkan untuk keperluan unit Boiler, dimana air yang diuapkan harus mempunyai kualitas yang bebas dari unsur-sunsur mineral, supaya tidak terjadi pengerakan pada ketel boilernya. Dari proses demineralisasi ini dihasilkan jumlah limbah cair yang sangat sedikit dibandingkan dengan unit-unit lain sumber limbah cair. Jadi sebenarnya unit demineralisasi tidak membebani jumlah limbah cair dari suatu pabrik CPO. h) Proses Pencucian. Proses pencucian dalam suatu pabrik adalah suatu proses yang rutin dilakukan untuk kebersihan dan pemeliharaan sistem dalam lokasi pabrik dan dilakukan setiap suatu perioda tertentu. Pencucian dilakukan terhadap unit-unit perangkat proses, lokasi sekitar unit pemroses dan di beberapa bagian penunjang, seperti bengkel, power house, pump house dan lain sebagainya. Jumlah limbah cair dari pencucian ini tidak begitu banyak. 3.2.2 Jumlah Dan Kualitas Limbah Cair 46
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan….. Luas total unit aerobik ini adalah 75 x 40 m2 dengan kedalaman 1,5 meter. Waktu Tinggal Td = 60 hari (bila dihitung dari pembagian volume dengan debit, diperoleh Td = 62,5 hari). Proses aerobik dianggap dapat terlaksana hanya dengan kontak udara di permukaan kolam, tanpa aerator mekanik atau blower. BOD limbah yang keluar dari unit ini sekitar 200 - 230 ppm dengan pH sekitar 7. 4. Dalam pengoperasiannya direncanakan sebagian dari air limbah yang keluar dari unit anaerobik dipergunakan untuk menyiram tanam-tanaman. Cara pemanfaatan limbah cair dengan cara ini dikenal dengan nama Land Application. Namun sesungguhnya penggunaan limbah cair kelapa sawit untuk penyuburan areal kelapa sawit belum diperoleh rekomendasi yang kuat dari Bapedalda, maupun dari Kementerian Lingkungan Hidup.
•
•
JAI Vol. 1 , No.1 2005
terlalu cepat, sehingga masih banyak pengotor yang belum sempat mengendap. Demikian pula dengan proses pemisahan minyak yang tidak dapat optimal, karena waktu tinggal yang nyata jauh di bawah 16 jam. Jadi masih banyak minyak yang teremulsi pada lapisan bawah dan akan ikut terbuang ke penggelontoran menuju kolam anaerobik. Berkurangnya waktu tinggal terjadi karena banyaknya endapan lumpur yang mengeras pada bagian bawah fatpit, sehingga kedalamannya berkurang sampai 50 cm lebih. Hal itu menyebabkan volume ruang efektif menjadi berkurang secara berarti dan proses pengendapan tidak dapat berlangsung sempurna. Kenyataan itu menunjukkan bahwa perawatan unit fatpit tidak dilakukan dengan benar. Pembersihan unit ini dari endapan lumpur yang mengeras harus dilakukan secara berkala. Demikian pula dengan sistem pemanasan yang juga berjalan tidak sempurna, karena pada jaringan perpipaan pipa pemanas juga sudah berkerak cukup tebal (lebih dari 2 mm). Ini mengakibatkan pula banyaknya panas yang terbuang.
B. Unit Anaerobik Gambar 1 : Diagram Alir Proses Pengolahan Limbah di PKS PT. Kertajaya.
Bila dilihat dari kapasitas yang tersedia, sebenarnya dengan waktu tinggal sekitar 38 hari seharusnya proses pengolahan anaerobik ini sudah jauh dari cukup. Berdasarkan teori waktu tinggal uintuk proses anaerobik paling sedikit sekitar 5 hari. Jadi apabila keempat kolam anaerobik berfungsi dengan sempurna, maka setiap kolam mempunyai waktu tinggal sebesar 8 hari. Hitungan itu pun bila kedalaman kolam hanya 3 meter. Bila kedalaman kolam sebesar 4 meter maka waktu tinggalnya tentu lebih besar lagi. Dengan empat kolam yang dioperasikan berurutan, niscaya beban BOD dapat berkurang dari sekitar 30,000 ppm menjadi lebih kecil dari 1000 ppm. Jadi beban BOD sebesar itu merupakan umpan yang mudah dan sangat baik untuk unit pengolahan berikutnya, yaitu unit aerobik. Namun yang terjadi sekarang ini adalah keempat kolam anaerobik yang ada sudah dipenuhi oleh lumpur endapan. Bahkan lumpur endapan pada bagian permukaan sudah mengeras dan berwarna hitam. Di setiap kolam, pada kedalaman dan bagian tertentu terdapat alur-alur yang terbentuk secara alamiah dan aluralur ini merupakan saluran limbah cair dari kolam
3.2.4 Permasalahan Teknis IPAL PKS PT. Kertajaya A. Unit Fat Pit Unit Fat Pit yang dimiliki oleh PKS PT. Kertajaya sebenarnya sudah sangat sempurna. Dengan waktu tinggal sekitar 16 jam dan dengan pemanasan jaringan perpipaan steam pada o temperatur yang cukup tinggi (85 – 90 C) sudah menunjukkan suatu kondisi yang sangat baik. Namun diketahui bahwa jumlah minyak yang dapat dikutip dari unit fatpit ini masih tergolong kecil. Dengan demikian pasti terjadi banyak penyimpangan pada pangoperasian unit ini. Berdasarkan pengamatan yang teliti terungkap hal-hal sebagai berikut : • Walaupun temperatur operasi masih sekitar 60 derajat Celcius dalam kolam fatpit, namun proses pengutipan minyak masih rendah dan tidak optimal. Laju alir limbah yang melimpas melalui perpipaan masih 47
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan…..
JAI Vol. 1 , No.1 2005
terjadinya pengendapan, maka volume efektif berkurang banyak, sehingga seluruh kolam aerobik tidak lagi mempunyai waktu tinggal total sebesar 60 hari. Menurut pengamatan di lapangan, volume saluran-saluran yang terbentuk pada sebagian permukaannya mempunyai waktu tinggal total sebesar 2 sampai 4 hari. Pada unit proses aerobik di IPAL PKS PT. Kertajaya ini tidak dilakukan pengontakan limbah cair dengan udara secara efektif, karena dinilai semua proses pengontakan efektif tersebut terlalu banyak membutuhkan energi. Semua pengaliran dari unit atau kolam yang satu ke kolam yang lain berjalan secara gravitasi. Pada umumnya pengoperasian proses aerobik dilakukan dengan pengadukan cepat atau dengan menyemburkan udara dari dasar kolam atau dengan menyemprotkan limbah cair dari atas sehingga butiran cairan kontak dengan udara terbuka. Karena itu bila pengolahan limbah cair PKS PT. Kertajaya dilakukan dengan benar, maka sebenarnya cukup digunakan sebuah kolam aerobik saja dengan waktu tinggal sebesar hampir 2,5 hari. Proses pengolahan lebih dapat optimal lagi bila digunakan biofilter sebagai media.
sebelumnya. Dengan demikian waktu tinggal sebenarnya pada unit anaerobik secara keseluruhan jauh lebih kecil dari kapasitas maksimumnya. Melihat kondisi dilapangan, effluent yang keluar dari unit anaerobik masih berwarna hitam dan masih mempunyai beban BOD sekitar 3000 sampai 5000 ppm. Waktu tinggal keseluruhan dalam unit anaerobik diperkirakan hanya mencapai 3 sampai 5 hari saja. Dengan kondisi seperti itu, maka terlihat bahwa perawatan unit anaerobik tidak dilakukan dengan benar. Harus dilakukan pengerukan lumpur endapan secara berkala dan dalam pengoperasiannya harus ada pengadukan. Pengadukan lambat sangat diperlukan karena dapat membuat kondisi homogen pada setiap bagian kolam. Pengadukan sangat penting, mengingat bahwa kolam berbentuk persegi akan mempunyai dead space (ruang mati) pada bagian sudut-sudutnya. Pengendapan yang terlalu dini pada bagian ruang mati tersebut akan sangat memacu terjadinya pengendapanpengendapan berikutnya, sehingga bila endapan sudah meluas akan terjadi pengurangan volume efektif unit pengolahan anaerobik ini. Limbah cair belum sempat mengalami penguraian sempurna dan langsung mengendap dan diam pada satu titik lokasi saja. Seluruh pengaliran dan proses pengolahan limbah cair pada unit anaerobik pada PKS PT. Kertajaya ini tidak membutuhkan energi. Artinya tidak ada pengadukan, tidak ada pemompaan atau pun pengambilan lumpur endapan. Kolam-kolam anaerobik juga dibangun seadanya dan hanya berupa penggalian tanah terbuka. Dengan demikian, peristiwa pencemaran lingkungan, khususnya terhadap air tanah akan terus berlangsung, karena terjadi perembesan limbah cair ke dalam tanah. Lebih baik bila kolam anaerobik dikonstruksi sedemikian rupa, misalnya dengan lapisan kedap air (geotextile liner) dan dengan mengunakan media sebagai sarana mikroba tumbuh, berkembang dan dapat berfungsi sebagai biofilter.
IV.
SISTEM PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR YANG DIUSULKAN
Berdasarkan karakteristik limbah cair PKS PT. Kertajaya yang menunjukkan bahwa beban BOD merupakan 80% dari jumlah limbah yang dihasilkan, maka dalam perancangan proses dan perangkat pemroses pengolahan limbah cairnya akan didominasi oleh pengolahan secara biologi. Hal itu tidak berarti bahwa proses fisika dan kimia tidak dipergunakan, tetapi diterapkan hanya pada proses awal dan akhir saja. Proses-proses dalam sistem pengolahan limbah cair Pabrik CPO dapat dilihat pada gambar 2 di bawah ini. Proses pengolahan diawali dengan pengendapan awal yang diakomodasikan dalam unit Oil Separation Tank. Dalam tangki pengendap awal ini juga terjadi pemisahan minyak yang masih banyak terdapat dalam limbah cair yang dibuang, sehingga dengan pengambilan minyak dalam limbah cair ini jelas akan meningkatkan efisiensi proses produksi secara keseluruhan. Karena umumnya limbah cair kelapa sawit bersifat asam, maka proses selanjutnya adalah proses netralisasi. Setelah penetralan proses selanjutnya adalah proses utama yaitu proses anaerobik. Dalam tangki reaktor anaerobik ini dihasilkan gas bio yang akan ditampung dalam tangki Gas Holder dan selanjutnya gas bio yang adalah gas methan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk keperluan proses pemanasan dalam pabrik CPO. Lumpur aktif yang terdapat dalam
C. Unit Aerobik Keempat kolam aerobik dibuat dengan kedalaman 1,5 meter dan kedalaman ini dianggap dangkal dengan harapan akan terjadi kontak dengan udara. Namun yang terjadi hampir serupa dengan kolam anaerobik, yaitu terjadinya pengendapan pada semua bagian sudut-sudut kolam. Pengerakan pada bagian atas atau permukaan kolam juga menyebabkan terhambatnya proses kontak dengan udara. Akibatnya pada keempat kolam aerobik tersebut berubah menjadi kolam anaerobik. Karena 48
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan…..
waktu tinggal dan volume unit-unit proses dapat dilihat pada tabel 1.
proses anaerobik disirkulasi melalui tangki sirkulasi. Proses sirkulasi ini dapat digunakan pula sebagai optimalisasi proses anaerobik dan juga untuk pengendalian jumlah lumpur dalam tangki reaktor anaerobik. Proses selanjutnya adalah proses aerobik dengan penghembusan udara atau dengan sistem pengadukan di sekitar permukaan air limbah yang akan diolah. Setelah proses aerobik selanjutnya adalah pengendapan lumpur. Seperti juga pada proses anaerobik yang menggunakan sirkulasi lumpur aktif, demikian pula dengan proses aerobik. Sebagian lumpur aktif yang mengendap pada bagian bawah tangki pengendap disirkulasi kembali ke dalam tangki reaktor aerobik. Sebagai proses akhir adalah pengeringan lumpur dalam unit pengeringan lumpur (drying bed). V.
a) Oil Separator Oil Separator serupa dengan Fat Pit. Pada unit ini minyak sawit yang masih dapat diambil akan diperoleh secara maksimal. Dengan waktu tinggal minimal selama 8 jam, maka proses perolehan minyak sawit yang berada pada bagian lapisan atas akan dapat dilakukan dengan baik dan mudah. b) Feeding Tank Unit ini berfungsi untuk menampung sementara limbah cair dan menurunkan temperaturnya. Pada unit ini pula dilakukan sekaligus penetralan limbah cair, yaitu menaikkan pH dari sekitar 4 menjadi sekitar 7,0. Penetralan dilakukan dengan pembubuhan Kaustik Soda. Waktu tinggal limbah cair dalam unit ini adalah sekitar 4 – 6 jam.
PERANCANGAN UNIT PENGOLAH LIMBAH CAIR
Berdasarkan jumlah volume limbah cair yang dihasilkan oleh PKS PT. Kertajaya, yaitu sebesar 288 M3 per hari, maka hasil perhitungan
Gambar 2
JAI Vol. 1 , No.1 2005
: Diagram alir proses pengolahan limbah cair industri CPO
Tabel 1 : Perancangan kapasitas unit-unit proses utama dalam pengolahan limbah cair. NO. 1 2 3 4 5
Unit Proses Oil Separation Tank Anaerobic Reactor Aerobic Reactor Settling Tank Receiving Tank
Waktu Tinggal 8 jam 5 hari 2 hari 6 jam 6 jam
Volume (M3) 96 1440 576 72 72
Gas Holder adalah tempat untuk menampung gas bio yang terbentuk selama proses anaerobik. Unit ini harus dilengkapi dengan gas meter, yaitu untuk mengetahui berapa jumlah gas yang sudah dapat ditampung. Unit ini juga dilengkapi dengan pengukur tekanan pressure gauge. Waktu tinggal gas yang terperangkap disini diharapkan sekitar 8 jam.
c) Anaerobic Bioreactor Bio reaktor yang beroperasi secara anaerobik akan mendegradasi limbah cair, sehingga akan menurunkan beban BOD dari sekitar 20.000 – 30.000 mg/l akan menjadi lebih kecil dari 3.000 mg/l. Waktu penahanan hidrolis adalah maksimal sekitar 10 hari. Unit ini dilengkapi dengan motor pengaduk lambat dan pompa untuk sirkulasi.
e) Settling Tank I Pada unit ini hanya akan dilakukan pemisahan bakteri anaerobik melalui proses
d) Gas Holder 49
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan…..
di lapangan, kolam-kolam tersebut tidak dioperasikan dan dipelihara dengan benar. Akibatnya keberadaan kolam-kolam tersebut hanya menjadi formalitas belaka. Salah satu contoh nyata adalah PKS Kertajaya yang dimiliki oleh PTP Nusantara VIII di Pandeglang, Jawa Barat. Karena itu, saat ini sudah harus dibutuhkan suatu sistem yang baku tentang pengolahan limbah cair PKS. b) Berdasarkan data tentang komposisi limbah cair PKS, diketahui bahwa beban BOD merupakan 80% lebih dari jumlah limbah yang dihasilkan. Dengan demikian, limbah cair PKS didominasi oleh limbah organik dan sistem pengolahannya pun akan didominasi oleh proses biologis. Hal itu tidak berarti bahwa proses fisika dan kimia tidak dipergunakan, tetapi diterapkan hanya pada proses awal dan akhir saja. c) Dalam upaya untuk memperbaiki sistem teknologi pengolahan limbah cair Pabrik Minyak Mentah Kelapa Sawit (CPO) perlu diakomodasikan unit-unit proses, seperti oil separator (fat pit), Bak Ekualisasi, Reaktor Anaerobik, Bak Sirkulasi, Reaktor Aerobik, Bak Pengendapan dan Receiving Tank sebagai unit terakhir untuk menstabilkan hasil pengolahan limbah. Selanjutnya sebagai unit tambahan diperlukan juga suatu kolam pengering untuk mengeringkan lumpur yang terbentuk dari proses anaerobik maupun aerobik. d) Pemanfaatan biogas yang dihasilkan dari unit anaerobik sebenarnya dapat dimanfaatkan untuk keperluan pembakaran atau dimanfaatkan sebagai sumber energi. Untuk keperluan tersebut dibutuhkan suatu unit tambahan, yaitu Gas Holder. Unit ini dapat pula dibuat dengan spesifikasi yang bertekanan lebih besar dari tekanan udara luar.
pengendapan. Sebagian lumpur endapan disini adalah lumpur aktif dan diresirkulasikan ke reaktor anaerobik. Unit ini mempunyai waktu penahanan hirolis selama sedikitnya 4 jam. Unit ini dilengkapi oleh sistem Weir yang dapat mengatur air limpasan ke unit berikutnya. f) Aerobic Bioreactor Bioreaktor Aerobik merupakan tempat berlangsungnya proses penguraian secara biologis terhadap zat-zat organik yang tersisa pada kondisi aerob (membutuhkan oksigen atau udara). Pada bagian dasar reaktor ini terdapat pipa distributor untuk mengalirkan udara secara homogen. Dengan sistem ini proses penguraian akan berlangsung dengan cepat. Namun peralatan pendukung unit ini adalah sebuah kompresor atau blower. Waktu penahanan hidrolis dalam unit ini adalah selama 5 hari. g) Settling Tank II Unit ini berfungsi untuk mengendapkan lumpur aktif dari bioreaktor aerobik. Sebagian dari lumpur aktif ini diresirkulasikan ke dalam unit bioreaktor aerobik. Waktu tinggal dalam unit ini adalah sekitar 6 jam. h) Receiving Tank Receiving Tank berfungsi sebagai bak kontrol dan bermanfaat untuk penampungan sementara limbah terolah sebelum dibuang ke lingkungan atau ke badan air penerima. Waktu penampungan hanya selama 2 sampai 5 jam saja. Pengelolaan limbah cair dengan sistem seperti yang telah diuraikan tersebut dapat juga dipadukan dengan land application. Penggunaan sistem land application tentu saja dimaksudkan selain untuk meningkatkan produksi tanaman kelapa sawit, juga dimaksudkan untuk mengurangi biaya investasi dan operasi untuk pengolahan limbah cair PKS. VII.
JAI Vol. 1 , No.1 2005
DAFTAR PUSTAKA 1. Anonymous, “Pengolahan Limbah Pabrik Kelapa Sawit”, Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Medan, 1994. 2. Anonymous, “Pengendalian dan Pengoperasian Limbah Pabrik Kelapa Sawit”,1999, Pusat Penelitian Perkebunan (RISPA), Medan, 1992. 3. P. Nugro Rahardjo, 1997, “Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Minyak Mentah Kelapa Sawit”, Laporan Teknis, Jakarta, 1997.
KESIMPULAN DAN SARAN
a) Berdasarkan survey dan wawancara yang telah dilakukan langsung di beberapa Pabrik Kelapa Sawit yang ada di Indonesia, diperoleh gambaran bahwa masih banyak PKS yang belum melaksanakan pengolahan yang benar terhadap limbah cair yang dihasilkannya. Banyak PKS yang hanya menggunakan kolam-kolam galian dan menyebutkan bahwa kolam-kolam tersebut adalah kolam anaerobik dan yang lainnya adalah kolam aerobik. Namun kenyataannya
50
Nugro Rahardjo : Permasalahan Teknis Instalasi Pengolahan…..
JAI Vol. 1 , No.1 2005
Gambar 3 : Unit kolam anaerobik yang sudah penuh dengan lumpur endapan (gambar latar belakang adalah pabrik kelapa sawit PT. Kertajaya).
Gambar 4 : Unit kolam aerobik yang sudah penuh dengan lumpur endapan dan mulai terbentuknya channelling.
51
