DESAIN ALTERNATIF INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH … · Desain Alternatif Instalasi Pengolahan Air Limbah ... BAB 3 METODE PERENCANAAN. Metodologi Perencanaan. BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Desain Alternatif Instalasi Pengolahan Air Limbah Pusat Pertokoan Dengan Proses Anaerobik, Aerobik Dan Kombinasi Aanaerobik Dan Aerobik

• Oleh :Ananta Praditya

3309100042

Pembimbing:Ir. M Razif, MM.

NIP. 19530502 198103 1 004

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGANFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER2013

• Meningkatnya pertumbuhan pembangunan pusat pertokoan

• Undang Undang 32 tahun 2009 Tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup.

• Tidak adanya standard teknologi untuk IPAL yang dapat dipergunakan untuk pusat pertokoan

Latar BelakangBAB 1 PENDAHULUAN

Rumusan Masalah

• Bagaimana mendesain IPAL yang compact untuk alternatif secara aerobik, anaerobik dan kombinasi anaerobik-aerobik?

• Bagaimana Volume kegiatan (Bill Of Quantity) dan Rencana Anggaran Biaya dari ketiga desain IPAL Tersebut?

• Bagaimana kelebihan dan kekurangan dari ketiga alternatif IPAL tersebut?

Ruang Lingkup

1. Karakteristik dan debit air limbah diperhitungkan dari Pusat Pertokoan X di Surabaya

2. Perencanaan IPAL secara aerobik, anaerobik dan kombinasi anaerobik-aerobik

3. BOQ dan RAB ke tiga alternatif akan di hitung dari hasil DED IPAL pusat pertokoan dengan memakai metoda SNI dan harga satuan utuk kota surabaya

4. Debit air limbah akan di perhitungkan dari pemakaian air bersih

Manfaat

• Memberikan tipikal desain IPAL yang tepat baik dari segi teknis , ekonomis dan lingkungan

• Memberikan rekomendasi alternatif desain IPAL yang compact dan dapat dipakai untuk kebutuhan desain ipal pusat pertokoan di perkotaan dengan keterbatasan ruang dan lahan

BAB 2TINJAUAN PUSTAKA

Karakteristik Air Limbah Domestik(PerMenLH 112 tahun 2003)

Parameter Baku Mutu

pH 6.0 – 9.0

BOD 30 mg/l

COD 50 mg/l

TSS 50 mg/l

Perbedaan Proses Anaerob dan AerobParameter Aerob Anaerob

Kebutuhan energi Tinggi RendahTingkat pengolahan 60-90% 95%Produksi lumpur Tinggi RendahStabilitas proses terhadap toksik dan perubahan beban

Sedang sampai tinggi Rendah sampai sedang

Kebutuhan nutrien Tinggi untuk beberapa limbah industri

Rendah

Bau Tidak terlalu berpotensi menimbulkan bau

Berpotensi menimbulkan bau

Kebutuhan alkalinitas Rendah Tinggi untuk beberapa limbah industri

Produksi biogas Tidak ada Ada (dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi)

Start-up time 2 – 4 minggu 2 – 4 bulan

JENIS PROSES

EFISIENSI PENGHILA

NGAN BOD (%)

KETERANGAN

IPAL UNTUK PUSAT PERTOKOAN

COCOK / TIDAK ALASAN

Lumpur aktif standart 85-95

Digunakan untuk pengolahan hemat energi, memerlukan lahan

yang luastidak Penggunaan

lahan luas

Step Aeration 85-95 digunakan untuk beban pengolahan yang besar ya

Modified Aeration 60-70 untuk pengolahan dengan kualitas

air olahan sedang ya

Contact Stabilization 80-70

Digunakan untuk pengolahan paket. Untuk mereduksi ekses

lumpur.ya

High Rate Aeration 75-90

digunakan untuk mengolah paket, bak aerasi dan bak pengendap

akhir merupakan satu paket. Memerlukan area yang kecil

ya

Pure Oxygen Process 85-95

untuk pengolahan air limbah yang sulit di uraikan secara biologis.

Luas area yang di butuhkan kecil, polutan yang sulit terurai

tidak

karena air limbah yang di olah berasal dari limbah domestik

Oxidation Ditch 75-95 konstruksinya mudah tapi memerlukan are yang luas tidak memerlukan

lahan yang luas

Rangkuman IPAL yang Di Kaji

JENIS PROSES

EFISIENSI PENGHILANGAN BOD

(%)

KETERANGAN


COCOK / TIDAK ALASAN

Trickling Filter 80-95 sering timbul lalat dan bau. Proses oprasinya mudah tidak memerlukan

lahan yang luas

Rotating Biological Contactor

80-95konsumsi energi rendah,

produksi lumpur kecil, Tidak memerlukan proses aerasi

ya

Contact Aeration Prosess

80-95Memungkinkan untuk

penghilangan nitrogen dan phosphor

ya

Biofilter Unaerobic 65-85

memerlukan waktu tinggal yang lama, lumpur yang dihasilkan

keciltidak waktu tinggal

terlalu lama

JENIS PROSES

EFISIENSI PENGHILANGAN BOD

(%)

KETERANGAN


COCOK /

TIDAKALASAN

Kolam Stabilisasi 60-80

memerlukan waktu tinggal yang cukup lama, dan area yang di

butuhkan sangant luas tidak

memerlukan lahan yang luas

untuk pengolahan

Bio Filter Upflow

80-90

mampu mengengurangi kandungnan E.coli.efisiensi penyaringan besar. Untuk

pengolahan limbah dengan kapasitas tidak terlalu besar

ya

Bio Filter Anaerob-aerob

80-90

pengolahannya besar, biaya oprasi rendah, lumpurnyang di hasilkan sedikit. Untuk pengolahan beban

BOD besar

ya

Johkasou80-95

pengolah sederhana dan kompleks, ada penurunan kandungna nitrogen juga

ya

Anaerobic Fixed Bed Reaktor 80-90

tidak membutuhkan energi yang tinggi, rendah nutrien dan prodksi

lumpur lembah.ya

Upflow Anaerobic Sludge Bioreaktor 80-90

mampu mengelolah air limbah dengan beban organik yang tinggi. ya

Karakteristik air limbah pusat pertokoan di kota surabaya

• Berdasarkan Penelitian Ratih Ruchmasari dalam penelitian "Desain Instalasi Pengolahan Limbah Pusat Grosir Wonokromo Surabaya" mengambil beberapa sampel dari 3 pusat perbelanjaan, berdasarkan sumber limbahna yang sama yaitu berasal dari toilet dan food court. data kualitas air limbah adalah sebagai berikut.

No

Nama Pusat Perbelanjaan

BOD (mg/l)

1 Jembatan Merah Plaza

236

2 Pakuwon Trade Center

230

3 Tunjungan Plaza 3

326

Rata - Rata 264

Pemilihan Desain IPAL

Beberapa kriteria di pertimbangkan adalah :1. Area IPAL sangat terbatas sehingga perlu

dicari jenis IPAL yang compact yang dimungkinkan di letakan dibawah lahan parkir.

2. untuk mencegah bau yang bisa menggangu kenyamanan pusat pertokoan, maka perlu dicari jenis IPAL yang konstruksinya tertutup baik secara anaerobik, aerobik maupun kombinasi anaerobik-aerobik.

3. Biaya operasonalnya tidak terlalu mahal4. Waktu tinggal untuk pengolahan tidak

terlalu lama sehingga ukuran IPAL tidak terlalu luas.

5. Mampu mengatasi fluktuasi kuantitas dan kualitas air limbah dengan effisiensi pengolahan yang menghasilkan effluent yang memenuhi baku mutu limbah domestik.

Berdasarkan pertimbangan di atas maka pilihan desain jatuh pada biofilter (anaerobik, aerobik dan kombinasi anaerobik-aerobik)

Contoh Media Biofilter

BAB 3 METODE PERENCANAAN

Metodologi Perencanaan

BAB 4HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Debit Air LimbahPerhitungan Debit Air Limbah di dasarkan pada pemakaiankebutuhan air bersih. Berdaarkan hasil perhitungan didapatkan debit air limbah sebesar 20 l/dt untuk pusatpertokoan XYZ di kota Surabaya dan di hitung juga untukvariasi debit 10 l/dt, 20 l/dt dan 30 l/dt4.2 Perhitungan Biofilter4.1.3. Perhitungan Bak EkualisasiHRT = 5 jam (4-8 jam)Q = 20 L/dt= 1728 m3/hariVolume bak = (HRT/24)*Q

= (5/24)*1728= 360 m3

Tinggi = 6 mLuas Lahan = 60 mLebar = (Vol/2)^0,5

= ( 360/2)^0,5= 5 m

Panjang = 2 x L= 2 x 5= 10 m

Perhitungan Bak PengendapPerhitungan Mass BalanceDebit rata-rata(Qavg) = 20 liter / detik

= 1728 m3/hari= 72 m3/jam

COD = 300 mg/l= 0.0003 kg/l

Lamanya air mengalir = 16 jamDebit Puncak (Qpeak) = Q average/Lamanya air mengalir

= 1728 m3/jam/16 jam/24= 4.5 m3/jam

Ratio BOD/COD = 0.9BOD influen = 0.9 x COD influen

= 0.9 x 300 mg/l= 270 mg/l

SS set / COD ratio = 0.42 ( 0,35 – 0,45 )Temperatur = 25 o CHydraulic Retention Time (HRT) = 2 jamDesludging interval = 36 bulanCOD removal = 25 %

COD influen = 300 mg/lEfisiensi COD Bak Pengendap Awal= 25 %COD efluen = COD influen – (COD influen x % Efisiensi COD Bak Pengendap Awal)= 300 mg/l – (300mg/l x 25% )

= 226.5 mg/lBOD influen = 270 mg/lEfisiensi BOD Bak Pengendap Awal= 26%

BOD efluen = BOD influen – (BOD influen x % Efisiensi BOD Bak Pengendap Awal)

= 270 mg/l – (270 mg/l x 26 %)= 200 mg/l

Waktu Tinggal (td) 2 jamVolume bak = Debit x td

= (1728m3/jam/24) x 2 jam= 144 m3

Tinggi = 5 m ( ditentukan )ASurface = Volume / tinggi

= 144 m3 / 5 m= 28.8 m2

Hasil Dimensi Bak Pengendap

Panjang : Lebar = 2 : 1Lebar = (Asurface/2)1/2

= (28.8m2/2)1/2= 3.8 m

Panjang = 2 x lebar= 2 x 3.8 m= 7.6 m

Luas Lahan = p x l= 7.6 m x 3.8 m= 28.8 m2

Cek td = ( p x l x t ) / debit= ( 7.6 m x 3.8 m x 5 ) / 72= 2 jam

Perhitungan Dimensi Biofilter Anaerobik

Perhitungan Dimensi Biofilter Anaerobik

Hasil dan Pembahasan Biofilter Anaerobik

Hasil dan Pembahasan Biofilter Anaerobik

Perhitungan Dimensi Biofilter Aerobik


Hasil dan Pembahasan Biofilter Aerobik

Hasil dan Pembahasan Biofilter Aerobik




Hasil dan Pembahasan Kombinasi Biofilter Anaerobik-Aerobik

Hasil dan Pembahasan Kombinasi Biofilter Anaerobik-Aerobik

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Biofilter Anaerobik dengan variasi debit berdasarkan luas lahan yang digunakan

Perbedan biofilter anaerobik didasarkan dari hasil desain sebagai berikut :

a. Untuk Debit 10 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 14,4 m2 dan luas lahan biofilter adalah 13 m2. luas lahan total adalah 27,4 m2

b. Untuk Debit 20 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 28,8 m2 dan luas lahan biofilter adalah 26 m2. luas lahan total adalah 54,8 m2

c. Untuk Debit 30 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 43,2 m2 dan luas lahan biofilter adalah 39 m2. luas lahan total adalah 82,2 m2

Perbandingan Biofilter Anaerobik dengan variasi debit berdasarkan luas lahan yang digunakan

Hasil dan Pembahasan

10; 27.4

20; 54.8

30; 82.2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15 20 25 30 35

Luas

Lah

an

Debit Air Limbah

Biofilter Anaerobik

Perbandingan Biofilter Anaerobik dengan variasi debitHasil dan Pembahasan

No Parameter

Variasi Debit Biofilter Anaerobik10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

1 Volume media (m3) 38.4 78.3 117.4

2 Luas lahan (m2) 1.1 2.1 3.2

3 Tinggi tiap bed (m) 3 3 3

4 Panjang tiap bed (m) 1.5 2.1 2.5

5 Lebar tiap bed (m) 0.7 1 1.3

6 BOD out (mg/l) 13 13 13

7 Jumlah Bed 12 12 12

Perbandingan Biofilter Anaerobik dengan variasi debitHasil dan Pembahasan

0

1

2

3

4

Luas Lahan (m2) Panjang (m)

Lebar (m)

1.1 1.5

0.7

2.1 2.1

1

3.22.5

1.3

10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

Biofilter Anaerobik

Berdasarkan tabel dan gafik diatas terlihat ada beberapa yang tidak megalami perubahan seperti BOD out, Tinggi dan Jumlah bed. Untuk BOD out tidak mengalami peningkatan karena kualitas air limbah yang masuk sama tiap variasi debit yaitu 300 mg/l. Untuk Jumlah Bed juga tidak mengalami perubahan karena yang berubah lebar dan panjang saja. Sedangkan yang mengalami perubahan terlihat peninggkatan yang konstan seperti luas lahan menjadi 2x setiap kenaikan 2x debit, panjang dan lebar juga mengalami kenaikan.

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Biofilter Aerobik dengan dengan variasi debit berdasarkan luas lahan yang digunakan :

a. Untuk Debit 10 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 14,4 m2 dan luas lahan biofilter adalah 7 m2. luas lahan total adalah 21,4 m2

b. Untuk Debit 20 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 28,8 m2 dan luas lahan biofilter adalah 13 m2. luas lahan total adalah 41,8 m2

c. Untuk Debit 30 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 43,2 m2 dan luas lahan biofilter adalah 20 m2. luas lahan total adalah 63,2 m2

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Biofilter Aerobik dengan variasi debit berdasarkan luas lahan yang digunakan

10; 21.4

20; 41.8

30; 63.2

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30 35

Luas

Lah

an

Debit Air Limbah

Biofilter Aerobik

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Biofilter Aerobik dengan variasi debit

No Parameter

Variasi Debit Biofilter Aerobik

10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

1 Volume media (m3) 19.6 38.1 58.7

2 Luas lahan (m2) 0.6 1.3 1.9



5 Lebar tiap bed (m) 0.6 0.8 1

6 BOD out (mg/l) 29 29 29

7 Jumlah Bed 10 10 10

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Biofilter Aerobik dengan variasi debit

0

0.5

1

1.5

2


Lebar (m)

0.6

1.1

0.6

1.31.6

0.8

1.9 2

1

10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

Berdasarkan tabel dan gafik diatas terlihat ada beberapa yang tidak megalami perubahan seperti BOD out, Tinggi dan Jumlah bed. Untuk BOD out tidak mengalami peningkatan karena kualitas air limbah yang masuk sama tiap variasi debit yaitu 300 mg/l. Untuk Jumlah Bed juga tidak mengalami perubahan karena yang berubah lebar dan panjang saja. Sedangkan yang mengalami perubahan terlihat peninggkatan yang konstan seperti luas lahan menjadi 2x setiap kenaikan 2x debit, panjang dan lebar juga mengalami kenaikan.

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Kombinasi Biofilter Anaerobik-Aerobik dengan variasi debit berdasarkan luas lahan yang digunakan

Perbedan biofilter anaerobik didasarkan dari hasil desain sebagai berikut :Untuk Debit 10 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 14,4 m2 dan luas lahan biofilter adalah 13 m2. luas lahan total adalah 27,4 m2

Untuk Debit 20 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 28,8 m2 dan luas lahan biofilter adalah 26 m2. luas lahan total adalah 54,8 m2

Untuk Debit 30 l/dt, Luas lahan yang digunakan adalah 43,2 m2 dan luas lahan biofilter adalah 39 m2. luas lahan total adalah 82,2 m2

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Kombinasi Biofilter Anaerobik-Aerobik dengan variasi debit berdasarkan luas lahan yang digunakan

10; 26.4

20; 50.8

30; 88.2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Luas

Lah

an

Debit Air Limbah

Kombinasi Biofilter Anaerobik-Aerobik

Hasil dan Pembahasan Perbandingan Kombinasi Biofilter Anaerobik-Aerobik dengan variasi debit

No ParameterVariasi Debit Kombinasi Biofilter

Anaerobik-Aerobik (bak Anaerobik) 10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

1 Volume media (m3) 39.1 78.3 117.4

2 Luas lahan (m2) 3.2 6.4 9.6



5 Lebar tiap bed (m) 1.3 1.8 2.2

6 BOD out (mg/l) 44 44 44

7 Jumlah Bed 4 4 4


No Parameter

Variasi Debit Kombinasi Biofilter Anaerobik-Aerobik (bak Aerobik)

10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

1 Volume media (m3) 5.6 11.2 16.8

2 Luas lahan (m2) 0.9 1.8 2.7



5 Lebar tiap bed (m) 0.7 1 1.2

6 BOD out (mg/l) 16 16 16

7 Jumlah Bed 2 2 2


00.5

1

1.5

2


Lebar (m)

0.61.1

0.6

1.3 1.6

0.8

1.9 2

1

10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

0

2

4

6

8

10


Lebar (m)

3.22.5

1.3

6.4

3.6

1.8

9.6

4.4

2.2

10 l/dt 20 l/dt 30 l/dt

Kelebihan dan Kekurangan masing masing biofilter dengan debit 20 l/dt

ParameterJenis IPAL

Anaerobik Aerobik Kombinasi

Volume 78,3 m3 39,1 m3 78,3 m3 dan 11,2 m2

Waktu Tinggal 24 jam 20 jam 36 jam

BOD removal 96% 85% 94%

COD removal 94% 87% 88%

Jumlah bed 12 10 4 dan 2

BOD out 13 29 16

COD out 19 38 27

P x L x T 2,1 x 1 x 3 1,6 x 8 x 3 3,8 x 1,6 x 3 dan 1,9 x 1 x 3

Luas Lahan Biofilter

26 m2 13 m2 30 m2

Biaya Oprasional Rp 2.649.227.911 Rp 1.878.134.085 Rp. 2.662.299.357


0

10

20

30

40

anaerobikaerobik

kombinasi

13

29

16

19

38

27

BOD out COD out

75%80%85%

90%

95%

anaerobikaerobik

kombinasi

96%

84%

94%

BOD removal

0

50

100

AnaerobikAerobik

Kombinasi

78.3

39.1

89.126

13 30

Volume (m3) Luas Lahan (m2)

KESIMPULAN

TERIMA KASIH

Documents

DESAIN ALTERNATIF INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH … · Desain Alternatif Instalasi Pengolahan Air Limbah ... BAB 3 METODE PERENCANAAN. Metodologi Perencanaan. BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN