BAB VII PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH PADA IPAL INDUSTRI PENYAMAKAN KULIT BTIK – LIK MAGETAN 7.1. Sumber Limbah
Di BTIK-LIK Magetan terdapat kurang lebih 43 unit usaha penyamak kulit, dan saat ini ada 37 pengusaha yang kegiatannya /prosesnya menempel di 43 pengusaha di dalam BTIK tersebut. Produksi kulit finish yang dihasilkan sebanyak kurang lebih 8.200.000 feet/tahun, dengan menyerap tenaga kerja ± 800 orang. Dari masing-masing kegiatan proses tersebut semua menghasilkan limbah cair, yang total keseluruhannya dapat mencapai 600 m3/hari.
Untuk menghindari terjadinya pencemaran lingkungan akibat buangan limbah ini, maka di BTIK telah dilengkapi dengan sarana IPAL dengan kapasitas sebesar 600 m 3/hari. Semua limbah yang bersumber dari setiap unit usaha yang ada disalurkan melalui saluran limbah menuju IPAL yang tersedia untuk diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke saluran umum. Gambar berikut menunjukkan sistem penyaluran limbah dari sumber menuju IPAL yang tersedia.
44
Gambar 7.1. Sistem Penyaluran Limbah Dari Industri Menuju IPAL
45
Gambar 7.2. Arah Aliran Saluran Air Limbah dari Lokasi Pengusaha ke IPAL 46
Gambar 7.3. IPAL Industri Kulit BTIK-LIK Magetan
7.2. Proses Pengolahan Limbah
Teknologi proses pengolahan limbah industri kulit di BTIKLIK Magetan menggunakan proses fisika-kimia dan biologi. Tahap pertama pengolahan dengan menggunakan proses fisika untuk menyaring kotoran yang berukuran besar, kemudian dilakukan dengan penyaringan untuk kotoran yang berukuran kecil, kemudian di lakukan penstabilan konsentrasi di bak equalisasi. Setelah proses fisika dilanjutkan dengan proses kimia-fisika (netrasilasi, koagulasiflokulasi, sedimentasi), kemudian dilanjutkan dengan proses biologi dengan sistem lumpur aktif. Secara detail
layout pengolahan
tersebut adalah seperti terlihat pada gambar berikut ini.
47
Gambar 7.4. Lay Out IPAL di BTIK-LIK Magetaan
48
7.2.1. Penyaringan / Screening
Pada umumnya setiap sistem pengolahan limbah cair mempunyai
unit
alat
penyaring
awal/pendahuluan.
Proses
penyaringan awal ini disebut screening dan tujuannya adalah untuk menyaring atau menghilangkan sampah/benda padat yang besar agar proses berikutnya dapat lebih mudah lagi menanganinya. Dengan hilangnya sampah-sampah padat besar maka transportasi limbah cair pasti tidak akan terganggu, misalnya bila proses transportasi limbah cair diakomodasikan dalam sebuah saluran terbuka atau pun tertutup yang mengalir secara gravitasi, maka tidak akan dijumpai penyumbatan di sepanjang jaringan saluran.
Disamping itu, bila limbah cair perlu dipindahkan dengan menggunakan pompa, maka proses screening sungguh berfungsi menghilangkan
bahan
atau
benda-benda
yang
dapat
membahayakan atau merusak pompa limbah cair tersebut. Jadi proses
screening
melindungi
pompa
dan
peralatan
lainnya.
Perangkat pemroses penyaringan kasar yang biasa digunakan dikenal pula dengan sebutan bar screen atau bar racks. Alat ini biasanya diletakkan pada intake bak penampung limbah cair untuk mencegah masuknya material besar seperti kayu atau daun-daunan.
Umumnya jarak antara bar yang tersusun pada rack bervariasi antara 20 mm hingga 75 mm, bergantung pada tingkat kapasitas dan performance unit pompa yang dipakai. Pada keadaan tertentu biasa digunakan pula microstrainer dengan ukuran 15 hingga 64 micrometer dengan tujuan untuk menyaring organisme 49
plankton. Microstrainer biasa digunakan untuk limbah cair dari reservoir pertama (awal). Microstrainer terdiri dari bingkai berbentuk silinder yang ditutup dengan jala terbuat dari kawat tahan karat. Pada saat silinder berputar partikel tersuspensi menempel pada bagian dalam dari permukaan silinder yang kemudian dibersihkan dengan semburan jet air.
Gambar 7.5. Drum screen di IPAL BTIK Magetan
7.2.2.
Bak Equalisasi
Baik ini berfungsi untuk menstabilkan aliran limbah yang akan diproses secara fisika – kimia dan dilanjutkan dengan proses biologi. Hal ini untuk menjaga agar kondisi IPAL tetap stabil dan tidak terjadi over loading yang dapat mengganggu proses kimia maupun proses biologi yang ada. 50
Gambar 7.6. Bak Equalisasi di IPAL BTIK Magetan
7.2.3.
Proses Netralisasi, Koagulasi - Flokulasi
Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel koloid dengan cara penambahan senyawa kimia yang disebut koagulan. Koloid mempunyai ukuran tertentu sehingga gaya tarik menarik antara partikel lebih kecil dari pada gaya tolak menolak akibat muatan listrik. Pada kondisi stabil ini penggumpalan partikel tidak terjadi dan gerakan Brown menyebabkan partikel tetap berada sebagai suspensi. Melalui proses koagulasi terjadi destabilisasi, sehingga partikel-partikel koloid bersatu dan menjadi besar. Dengan demikian partikel-partikel koloid yang pada awalnya sukar dipisahkan dari air, setelah proses koagulasi akan menjadi kumpulan partikel yang lebih besar sehingga mudah dipisahkan dengan cara sedimentasi, filtrasi atau proses pemisahan lainnya yang lebih mudah.
51
Koagulasi
adalah
proses
destabilisasi
koloid
dengan
penambahan senyawa kimia yang disebut zat koagulan. Flokulasi adalah proses penggumpalan (agglomeration) dari koloid yang tidak stabil menjadi gumpalan partikel halus (mikro-flok), dan selanjutnya menjadi gumpalan patikel yang lebih besar dan dapat diendapkan dengan cepat. Senyawa kimia lain yang diberikan agar pembentukan flok menjadi lebih cepat atau lebih stabil dinamakan flokulan atau zat pembantu flokulasi (flocculant aid). Di dalam sistem pengolahan air limbah dengan penambahan bahan kimia proses koagulasi sangat diperlukan untuk proses awal. Partikel-partikel yang sangat halus maupun partikel koloid yang terdapat dalam air limbah sulit sekali mengendap. Oleh karena itu perlu proses koagulasi yaitu penambahan bahan kimia agar partikelpartikel yang sukar mengendap tadi menggumpal menjadi besar dan berat sehingga kecepatan pengendapannya lebih besar.
7.2.4. Bahan Koagulan
Bahan kimia yang sering digunakan untuk proses koagulasi umumnya
dikalsifikasikan
menjadi
tiga
golongan,
yakni
Zat
Koagulan, Zat Alkali dan Zat Pembantu Koagulan. Zat koagulan digunakan untuk menggumpalkan partikel-partikel padat tersuspensi, zat warna, koloid dan lain-lain agar membentuk gumpalan partikel yang besar (flok). Sedangkan zat alkali dan zat pembantu koagulan berfungsi untuk mengatur pH agar kondisi air baku dapat menunjang proses flokulasi, serta membantu berjalan dengan lebih cepat dan baik.
52
agar pembentukan flok dapat
Gambar 7.7. Fasilitas Netralisasi, Koagulasi-Flokulasi di IPAL BTIK Magetan
7.2.5.
Sedimentasi atau Pengendapan
Sedimentasi adalah suatu unit operasi untuk menghilangkan materi tersuspensi atau flok kimia secara gravitasi. Proses sedimentasi
pada
pengolahan
air
limbah
umumnya
untuk
menghilangkan padatan tersuspensi sebelum dilakukan proses pengolahan selanjutnya. Gumpalan padatan yang terbentuk pada proses koagulasi masih berukuran kecil. Gumpalan-gumpalan kecil ini akan terus saling bergabung menjadi gumpalan yang lebih besar dalam proses flokulasi. Dengan terbentuknya gumpalan-gumpalan besar, maka beratnya akan bertambah, sehingga karena gaya beratnya gumpalan-gumpalan tersebut akan bergerak ke bawah dan mengendap pada bagian dasar tangki sedimentasi. 53
Bak sedimentasi dapat berbentuk segi empat atau lingkaran. Pada bak ini aliran air limbah sangat tenang untuk memberi kesempatan padatan/suspensi untuk mengendap. Kriteria-kriteria yang diperlukan untuk menentukan ukuran bak sedimentasi adalah : surface loading (beban permukaan), kedalaman bak dan waktu tinggal. Waktu tinggal mempunyai satuan jam, cara perhitungannya adalah volume tangki dibagi dengan laju alir per hari. Beban permukaan sama dengan laju alir (debit volume) rata-rata per hari dibagi luas permukaan bak, satuannya m 3 per meter persegi per hari.
Vo = Q A
Vo = laju limpahan/beban permukaan (m 3/m2 hari) Q = aliran rata-rata harian, m3 per hari A = total luas permukaan (m 2)
Gambar 7.8. Tangki pengendapan
54
7.2.6.
Pengolahan Air Limbah Secara Biologi Dengan Proses Lumpur Aktif
Pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif secara umum terdiri dari bak pengendap dan bak aerasi. Secara umum proses pengolahannya adalah sebagai berikut. Air limbah yang berasal dari tangki pengendapan /sedimentasi (setelah proses kimia) ditampung ke dalam bak penampung air limbah. Bak penampung ini berfungsi sebagai bak pengatur debit air limbah yang akan diproses secara biologi. Kemudian, air limbah dari bak penampung di pompa ke bak bak aerasi lumpur aktif. Di dalam bak aerasi ini air limbah dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah. Energi yang didapatkan dari hasil penguraian zat organik tersebut digunakan oleh mikrorganisme untuk proses pertumbuhannya. Dengan demikian didalam bak aerasi tersebut akan tumbuh dan berkembang biomasa dalam jumlah yang besar. Biomasa atau mikroorganisme inilah yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalam air limbah. Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikroorganisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Air limpasan (over flow) dari bak pengendap akhir ini merupakan hasil olahannya. Skema proses pengolahan air limbah dengan sistem lumpur aktif standar atau konvesional dapat dilihat pada gambar berikut :
55
Gambar 7.9. Diagram Proses Lumpur Aktif
Gambar 7.10. Foto Tangki Lumpur Aktif
Surplus lumpur dari bak pengendap awal maupun akhir ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air resapannya ditampung kembali di bak penampung air limbah. Keunggulan proses lumpur aktif ini adalah dapat mengolah air 56
limbah dengan beban BOD yang besar, sehingga tidak memerlukan tempat yang besar. Proses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dalam jumlah yang besar.
7.2.7. Pengeringan / Pengolahan Lumpur
Lumpur yang dihasilkan dari proses sedimentasi diolah lebih lanjut untuk mengurangi sebanyak mungkin air yang masih terkandung didalamnya. Proses pengolahan lumpur yang bertujuan mengurangi kadar air tersebut sering disebut dengan pengeringan lumpur. Ada empat cara proses pengurangan kadar air, yaitu secara alamiah, dengan tekanan (pengepresan), dengan gaya sentrifugal dan dengan pemanasan.
Pengeringan secara alamiah dilakukan dengan mengalirkan atau memompa lumpur endapan ke sebuah kolam pengering (drying bed) yang mempunyai luas permukaan yang besar dengan kedalaman sekitar 1 atau 2 meter. Proses pengeringan berjalan dengan alamiah, yaitu dengan panas matahari dan angin yang bergerak
di
atas
kolam
pengering
lumpur
tersebut.
Cara
pengeringan seperti ini tentu saja sangat bergantung dari cuaca dan akan bermasalah bila terjadi hujan. Bila lumpur tidak mengandung bahan yang berbahaya, maka kolam pengering lumpur dapat hanya berupa galian tanah biasa, sehingga sebagian air akan meresap ke dalam tanah dibawahnya. Contoh pengeringan lumpur antara lain pengeringan lumpur dengan cara tekanan (pengepresan) dan proses pengeringan lumpur dengan gaya centrifugal (centrifuge).
57
Lapisan pasir Lapisan kerikil Pvc 4”
kecil Lapisan kerikil besar
Gambar 7.11. Diagram proses pengering lumpur
Gambar 7.12. Foto Bak Pengering Lumpur
7.3. Hasil Pengolahan Limbah di IPAL BTIK-LIK
Kualitas hasil olahan limbah IPAL BTIK selalu dikontrol dengan melalui analisa laboratorium. Berdasarkan hasil analisa laboratorium
Politeknik
Kesehatan
58
Surabaya,
Departeman
Kesehatan
RI pada tanggal 25 Pebruari 2009 memberikan hasil
analisa dari IPAL I & IPAL II sebagai berikut :
Tabel 7.1. Hasil Analisa Kualitas Limbah Buangan IPAL I No
Satuan Parameter
Hasil Pemeriksaan
Baku
Metode
Mutu
Pemeriksaan
Outlet
Sedimen
IPAL I
IPAL I
-
8,0
8,5
6–9
Colometri
1
pH
2
BOD
mg/l
97,5
116,9
100
Tetrimetri
3
COD
mg/l
202,9
298,1
250
Tetrimetri
4
TSS
mg/l
22
68
100
Gravimetri
5
Sulfida
mg/l
0,571
0,976
0,8
Spektro fotometri
6
Ammonia
mg/l
2,280
9,065
10
Spektro fotometri
7
Chrom
mg/l
0,381
0,592
0,5
Spektro fotometri
Sumber : Hasil analisa limbah tanggal 25 Pebruari 2009
59
Tabel 7.2. Hasil Analisa Kualitas Limbah Buangan IPAL II
No
Satuan Parameter
1
pH
2
Hasil Pemeriksaan Outlet
Sedimen
IPAL I
IPAL II
Baku
Metode
Mutu
Pemeriksaan
-
8,0
5,5
6–9
Colometri
BOD
mg/l
99,4
118,9
100
Tetrimetri
3
COD
mg/l
201,7
291,9
250
Tetrimetri
4
TSS
mg/l
26
80
100
Gravimetri
5
Sulfida
mg/l
0,422
1,015
0,8
Spektrofotometri
6
Ammonia
mg/l
5,640
8,430
10
Spektrofotometri
7
Chrom
mg/l
0,404
0,596
0,5
Spektrofotometri
Sumber : Hasil analisa limbah tanggal 25 Pebruari 2009
60
Tabel 7.3. Hasil Analisa Bulanan Kualitas Air Hasil Olahan IPAL BTIK-LIK
No. Tanggal pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
24/03/2009 24/03/2009 25/02/2009 25/02/2009 25/02/2009 25/02/2009 22/10/2008 22/10/2008 15/08/2008 15/08/2008 16/07/2008 16/07/2008 18/07/2008 18/07/2008 24/06/2008 24/06/2008 11/04/2008 11/04/2008 14/03/2008 14/03/2008 20/02/2008 20/02/2008
7,5 8 8 8,5 8 8,5 8,5 8,5 8 7,5 13 13 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5
BOD mg/l 97,5 99,1 97,5 116,9 99,4 118,9 117,9 124,1 101,2 96,5 460,4 378,3 96,2 100,9 97,3 99,1 97,3 99,1 96,7 100,5 113 110,6
COD mg/l 208,4 209,8 202,9 298,1 201,7 291,5 272,6 283 224,3 217,1 584,8 517,5 211,5 215,6 207,3 234,8 207,3 234,8 229,2 238,1 261,4 253,9
TSS mg/l 20 24 22 68 26 80 35 38 32 28 165 134 26 30 40 42 40 42 50 55 92 86
Sulfida Ammonia mg/l mg/l 0,404 2,012 0,418 3,974 0,571 2,28 0,976 9,065 0,422 5,64 1,015 8,43 1,004 8,116 1,082 8,924 0,607 4,91 0,502 3,06 14,805 29,19 10,275 20,92 0,492 3,46 0,614 4,534 0,584 2,086 0,692 2,017 0,584 2,086 0,692 2,017 0,612 2,104 0,744 2,482 0,908 3,091 0,893 3,182
61
Chrome Calsium Lokasi mg/l mg/l Sampling 0,416 Outlet IPAL I 0,425 Outlet IPAL II 0,381 Outlet IPAL I 0,0592 - Sedimentasi I IPAL II 0,404 Outlet IPAL I 0,596 - Sedimentasi I IPAL II 0,507 Outlet IPAL I 0,602 Outlet IPAL II 0,401 Outlet IPAL I 0,298 Outlet IPAL II 44.967,50 15.346,80 A 6.901,20 18.163,10 B 0,304 Outlet IPAL I 0,219 Outlet IPAL II 0,388 A 0,496 B 0,388 A 0,496 B 0,493 A 0,516 B 0,601 A 0,596 B
Tabel 7.4. Hasil Analisa Kualitas Limbah Buangan IPAL No
Parameter
Satuan
Standar
Hasil
Maksimal* 1
pH**
2
BOD
3
COD
4
Zat
padat
Metode Analisa
6–9
8,2
mg/l
100
177,7
mg/l
250
425,23
mg/l
100
58
mg/l
10
1,714
mg/l
5
6,25
tersuspensi (TSS) 5
Amonia total (NH3-N)
6
Minyak
&
lemak 7
Sulfida (H2S)
mg/l
0,5
0,333
8
Krom
mg/l
0,5
Ttd
mg/l
-
229
total
(Cr) 9
Kesadahan total
10
Magnesium
mg/l
-
49,2
11
Kalsium (Ca)
mg/l
-
25,02
12
Kadar garam
mg/l
-
49
Sumber : Hasil analisa limbah tanggal 26 Juni 2009
62
Keterangan
