Pengembangan Model Optimasi Manajemen Pengelolaan Limbah Industri di Sepanjang Kali Surabaya Menggunakan Model Interval Goal Programiming (IGP)
Resume Perubahan fungsi Kali Surabaya menyebabkan pencemaran terjadi sepanjang sungai. Pencemaran yang disebabkan oleh industri dan kegiatan masyarakat tersebut dapat menurunkan kualitas sungai. Model – model optimasi pengelolaan manajemen kualitas air Kali Surabaya dikembangkan dengan pendekatan yang beragam. Model optimasi yang menggabungkan antara pengolahan individu dan komunal dengan pendekatan Interval Goal Programing sehingga diperoleh hasil berupa interval yang memberi kelonggaran bagi pembuat keputusan untuk menentukan prosentase kepentingan.
Yusnita Aprilia (2507.202.003) Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Udisubakti Ciptomulyono, MEngSc Ir. Budi Santosa, MSc, PhD
Magister Teknik Jurusan Teknik Industri ITS-Surabaya 2010
1
Outline Tesis
2
Outline Tesis
Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran
Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran 3
Perubahan fungsi sungai
4
Outline Tesis
Waterfront Æ hinterland (1970an)
Salah satu sumber air baku air minum
Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran
Standar kualitas air baku kelas B (SK Gubernur Kepala Daerah Jawa Timur No. 413 Tahun 1987)
Klasifikasi mutu air Kelas I (PP 82 Tahun 2001) Kali Surabaya (±41 km) melewati: Mojokerto 2. Gresik 3. Sidoarjo 4. Surabaya 1.
5
6
1
Tujuan Penelitian z
z
Outline Tesis
Mengembangkan suatu model Interval Goal Programming (IGP) untuk minimasi biaya pengolahan limbah dengan mengalokasikan beban limbah pencemar sehingga mendapat strategi perbaikan kualitas air Kali Surabaya Menerapkan model yang dikembangkan untuk menghitung solusi optimal alokasi pengolahan limbah industri yang ada di sepanjang Kali Surabaya
Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran
7
8
Model terdahulu
Model terdahulu
Ciptomuyono (1985) Novita (2000) Maharani (2008)
Ciptomuyono (1985) -Novita Alokasi(2000) beban pengolahan: 2 alternatif pengolahan (primer dan sekunder)
- Optimasi menggunakan Maharani (2008) pendekatan Goal
Programming Kelebihan: Diperoleh alokasi beban optimal untuk tiap industri Kekurangan: Nilai optimum yang dihasilkan berupa suatu nilai yang kurang memberikan kelonggaran bagi pengambil keputusan untuk menentukan pilihan. 10
9
Model terdahulu -
Ciptomuyono (1985) Alokasi pengolahan limbah dilakukan dengan alternatif pengolahan komunal Novita (2000) Pendekatan yang digunakan dengan menggunakan statistik dan perhitungan
manual Kelebihan: Dari alternatif yang diberikan memudahkan instalasi karena yang dibangun sedikit Memudahkan pengontrolan buangan pada sungai Kekurangan: Biaya yang dibutuhkan sangat besar Kesulitan mengontrol limbah dari industri karena setiap industri tidak memiliki kewajiban untuk ikut menjaga kelestarian. Anggapan dari industri bahwa biaya yang dibayarkannya sudah termasuk menjaga kelestarian lingkungan sehingga kuantitas dan kualitas limbahnya tidak dijaga. 11
Maharani (2008)
Model terdahulu -
Ciptomuyono (1985) Alokasi pengolahan limbah menggunakan 3 alternatif: pengolahan primer, Novita (2000) sekunder dan komunal
Pendekatan yang digunakan Interval Fuzzy Linier Programming Kelebihan: K l bih Hasil yang diperoleh berupa interval sehingga pembuat keputusan bisa menentukan prosentase kepentingan Biaya yang dibutuhkan lebih kecil dibanding pembuatan unit pengolahan komunal saja. Tiap industri mampu mengontrol limbahnya dan berpartisipasi pada kelestarian lingkungan. Kelemahan: - Sistem yang digunakan sebenarnya bukan pengolahan komunal, tapi pengolahan tersier yang berarti pengolahan tersebut merupakan pengolahan 12 individu yang harus dibiayai oleh industri yang bersangkutan. -
Maharani (2008)
2
Outline Tesis Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran 13
Kondisi Eksisting Kali Surabaya
14
Kondisi Eksisting Kali Surabaya Jarak antara Stasiun Pemantauan
Aliran Kali Surabaya secara umum dikontrol oleh Perum Jasa Tirta (PJT) menggunakan pintu air di Mlirip Q = 30 – 100 m3/detik selama musim hujan, hujan Q = 15 – 20 m3/detik selama musim kemarau. Sebagian besar kebutuhan air minum kota Surabaya disuplai dari sungai Kali Surabaya melalui PDAM Karang Pilang Surabaya.
No
Stasiun Pemantau
Jarak (km)
1
Canggu – Perning
5,90
2
Perning – Jrebeng
11,15
3
J b Jrebeng – Cangkir C ki
7 50 7,50
4
Cangkir – Bambee
4,90
5
Bambee – Karangpilang
2,50
6
Karangpilang – Sepanjang
1,15
7
Sepanjang – Gunung Sari
5,45
8
Gunung Sari – Jagir
2,65
15
16
Jrebeng
Cangkir
Canggu
Jrebeng
Industri pada segmen Canggu – Jrebeng: z PT. Ajinomoto z PG. Gempol Kerep z PT. Milan z PT. Adiprima Suraprinta z PT Sidomakmur
Industri pada segmen Jrebeng – Cangkir: z PT. Huey Chie 17
18
3
Karangpilang
Karangpilang
Sepanjang
Cangkir
Industri pada segmen Cangkir – Karangpilang: z PT. Miwon Indonesia z PT Kedaung Setia (enamel) z PT. Kedaung Setia (karton box) 19 z PT. Spindo
Industri pada segmen Karangpilang – Sepanjang: z PT. Suparma z PT. Samajaya z PT. Sumber Agung 20
Gunung Sari
Gunung Sari
Jagir
Sepanjang
Industri pada segmen Sepanjang – Gunung Sari: z PT. Sarimas Permai z PT. Jayabaya z Perusahaan susu “Lany” z PT. Tahu Purnomo z PT. Asia Tile z PT. Bintang Apolo z PT. Batara Agung Mulia z RPH Kedurus z PT. Gawe Rejo z PT. Tahu Halim Jaya z PT Pakabaya z PT. Tahu Soponyono
Industri pada segmen Gunung Sari – Jagir: z PT. Tahu Legowo z Perusahaan susu “Farida” z PT. Kuda Laut
21
Outline Tesis
22
Persamaan Interval Goal Programming ni
Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran
∑ α (n j =1
i
+ pi ) + β i .(∑∑
i
i
∑ϕ
j k∈S 2 S 3
ijk
xijk )
Dengan: αi =
1 ∑∑∑ (ϕ ijk +1 + ϕ ijk ) 2 i j k
βi =
1 ∑∑∑ (ϕ ijk +1 + ϕ111 ) 2 i j k
Tot C = ∑∑ i
23
∑ϕ
j k∈S 3 , S 3
ijk
xijk + ni − pi
24
4
Persamaan Interval Goal Programming
Persamaan Interval Goal Programming
Subject to:
Subject to:
25
26
Outline Tesis
Penyelesaian Model Industri
Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran
Alokasi Beban Pencemar (k)
(ij)
27
1
2
3
(WWTP I)
(WWTP II)
(Komunal)
11
0 – 1,23418
0 – 1,23412
12
0 – 1,23421 1 23421
0 – 1,23388 1 23388
29 002 – 40,252 29,002 40 252
21
0 – 1,23411
0 – 1,23398
65,972 – 90,072
31
0 – 1,23415
0 – 1,23432
1203,292 – 1213,462
41
0 – 1,23421
0 – 1,23415
738,072 – 813,322
51
0 – 1,23387
0 – 1,23401
22,172 – 51,082
52
0 – 1,23432
0 – 1,23409
79,652 – 126,242
53
0 – 1,23397
0 – 1,23441
25,742 – 41,562
54
0 – 1,23399
0 – 1,23442
49,132 – 56,812
61
0 – 1,23411
0 – 1,23448
77,012 – 161,682 28
Penyelesaian Model Industri (ij)
Penyelesaian Model
Alokasi Beban Pencemar (k)
Industri
4
5
6
(sungai)
(WWTP II)
(Komunal)
104,762 – 477,542
(ij)
Alokasi Beban Pencemar (k) 7
8
(sungai)
9
(Komunal) (sungai)
10
11
(WWTP I)
(sungai)
11
0
0 – 1,23411
0
11
0
0
0
0 – 1,20083
12
0
0 – 1,23413 1 23413
0
12
0
0
0
0 – 1,20134 1 20134
0
21
0
0 – 1,23432
0
21
0
0
0
0 – 1,20136
0
31
0
0 – 1,23417
0
31
0
0
0
0 – 1,20141
0
41
0
0 – 1,23397
0
41
0
0
0
0 – 1,20119
0
51
0
0 – 1,23410
0
51
0
0
0
0 – 1,20091
0
52
0
0 – 1,23409
0
52
0
0
0
0 – 1,20111
0
53
0
0 – 1,23389
0
53
0
0
0
0 – 1,20109
0
54
0
0 – 1,23409
0
54
0
0
0
0 – 1,20132
0
61
0
0 – 1,23399
0
61
0
0
0
0 – 1,20099
0 30
29
0
5
Jrebeng
Jrebeng
Canggu
Canggu Pengurangan Beban Limbah: PT Adiprima Suraprinta: PT. [86,45 – 384,68]kg/hari PT. Sidomakmur: [25,84 – 34,84]kg/hari
PT. Adiprima Suraprinta: WWTP I: [105 – 466] juta WWTP II: [8 – 38] juta PT. Sidomakmur: WWTP I: [0,8 – 1] juta WWTP II: [5 – 7] juta WWTP Komunal: [3,6 – 3,7] milyar
Perbaikan Kualitas: DO (mg/L): [4,3 – 7,0] Æ [6,003 – 6,482] BOD (mg/L): [1,8 – 9,5] Æ [1,81 – 1,85]
31
Cangkir
32
Cangkir
Jrebeng
Jrebeng
Pengurangan Beban Limbah: PT. Huey Chie [55,42 – 74,69] kg/hari
PT. Huey Chie: WWTP I: [1,8 – 2,5] juta WWTP II: [3 – 4] juta
Perbaikan Kualitas: DO (mg/L): [2,6 – 6,5] Æ [6,005 – 6,457] BOD (mg/L): [2,0 – 10,8] Æ [1,82 – 1,85]
WWTP Komunal: [184 – 187] juta 33
Karangpilang
34
Karangpilang
Cangkir
Cangkir
Pengurangan Beban Limbah: PT. Miwon Indonesia [973,40 – 965,21] kg/hari
PT. Miwon Indonesia: WWTP I: [25,1 – 25,3] juta WWTP II: [2,6] juta WWTP Komunal: [2,8] milyar 35
Perbaikan Kualitas: DO (mg/L): [2,6 – 5,9] Æ [6,006 – 6,447] BOD (mg/L): [2,0 – 35,6] Æ [1,85 – 1,90]
36
6
Karangpilang
Karangpilang
Sepanjang
Sepanjang
PT. Suparma: WWTP I: [40 – 44] juta WWTP II: [4,1 – 4,5] juta
Pengurangan Beban Limbah: PT. Suparma [593,1 – 653,3] kg/hari
WWTP Komunal: [2,936 – 2,937] milyar
37
38
Gunung Sari PT. Sarimas Permai: WWTP I :[0,4 – 0,8] juta WWTP II:[4,5 – 9,6] juta PT. Tahu Purnomo: WWTP I :[0,3 [0 3 – 0,5] 0 5] jjuta t WWTP II:[1,9 – 3] juta RPH Kedurus: WWTP I :[0,1 – 0,15] juta WWTP II:[5,3 – 8,1] juta PT. Tahu Halim Jaya: WWTP I :[0,3 – 0,349] juta WWTP II:[4,0 – 4,6] juta
Perbaikan Kualitas: DO (mg/L): [2,5 – 5,0] Æ [6,006 – 6,425] BOD (mg/L): [1,7 – 10,5] Æ [1,93 – 1,96]
Gunung Sari
Sepanjang
WWTP Komunal: [501 – 520] juta 39
Gunung Sari
Perbaikan Kualitas: DO (mg/L): [2,1 – 4,9] Æ [6,007 – 6,425] BOD (mg/L): [1,7 – 10,5] Æ [1,94 – 1,97]
Gunung Sari
Jagir
40
Jagir
Pengurangan Beban Limbah: PT. Tahu Legowo [64,25 – 131,98] kg/hari
PT. Tahu Legowo WWTP I: [0,2 – 0,5] juta WWTP II: [1,5 – 3,1] juta WWTP Komunal: [138 – 142] juta
Sepanjang Pengurangan g g Beban Limbah: PT. Sarimas Permai: [20,38 – 43,5] kg/hari PT. Tahu Purnomo: [66,36 – 103,63] kg/hari RPH Kedurus: [23,23 – 35,88] kg/hari PT. Tahu Halim Jaya: [41,95 – 48,09] kg/hari
41
Perbaikan Kualitas: DO (mg/L): [0,7 – 4,9] Æ [6,008 – 6,419] BOD (mg/L): [1,9 – 8,6] Æ [1,95 – 1,99]
42
7
Analisa Sensitivitas
Outline Tesis
Perubahan Hasil Solusi Optimum Model
Pendahuluan - Latar Belakang Penelitian - Tujuan Penelitian - Model Terdahulu Model yang Dikembangkan Kondisi Kali Surabaya dan Pembagian Segmen Model Persamaan Interval Goal Programming Hasil Optimal Model Kesimpulan dan Saran
Asumsi Perubahan Kondisi Variabel
Alokasi (kg/hari)
Asumsi 1
Asumsi 2
Asumsi 1 dan 2
Tetap
Berubah (Alokasi pengolahan komunal bertambah)
Berubah (Al k i (Alokasi pengolahan komunal bertambah)
Asumsi 1 = perubahan sistem akibat perubahan standar kualitas yang berlaku. Asumsi 2 = perubahan sistem akibat perubahan beban pencemar.
43
44
Kesimpulan
Saran
z
Optimasi manajemen pengelolaan kualitas perairan Kali Surabaya dilakukan dengan pendekatan model Interval Goal Programing. Dari model tersebut diperoleh solusi optimal alokasi beban pengolahan limbah untuk tiap industri di Waste Water Treatment yang direncanakan. Penelitian dilakukan dengan industri sebagai sumber pencemar yang mempengaruhi kualitas perairan Kali Surabaya (point source)
z
Hasil solusi optimal menunjukkan bahwa setiap industri memerlukan pengolahan limbah ditambah unit pengolahan komunal dengan total biaya yang dibutuhkan sebesar: WWTP I = Rp. 175.266.399,58 sd Rp. 543.119.200,79 WWTP II = Rp. 42.044.882,87 sd Rp. 86.738.659,06 WWTP Komunal = Rp.10.257.934.632,4 sd Rp. 10.386.217.265,6. 45
z
Penelitian ini terbatas pada limbah industri sebagai sumber pencemar dominan dalam Kali Surabaya. Pada kenyataannya pencemaran dari kegiatan domestik tidak dapat dianggap ringan lagi. Hal ini dikarenakan jumlah penduduk yang semakin meningkat sementara tidak diimbangi dengan kesadaran sanitasi lingkungan.
z
Hasil penelitian ini terbatas pada perhitungan teoritis kualitas perairan. Oleh sebab itu diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh limbah domestik dan limbah industri lainnya.
46
Terima Kasih
47
8
