MODUL 1

PENDAHULUAN

Joni HermanaJurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITSKampus Sukolilo, Surabaya – 60111Email: hermana@its.ac.id

PERENCANAAN PENGOLAHANAIR LIMBAH DOMESTIK (RE091322)Semester Ganjil 2010-2011

RANCANGAN PEMBELAJARANJURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FTSP ITS

MATA KULIAHKODE BOBOT

: PERENCANAAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK: RE091322: 4 SKS

Tujuan Pembelajaran

Mampu menggabungkan ilmu pengetahuan dasar dan menguasai IPTEK di bidang air limbah domestik, dengan mengumpulkan dan menggabungkan data untuk perencanaan pendahuluan dan perencanaan rekayasa rinci BPAL untuk suatu kawasan permukiman dalam perkotaan

Kompetensi 1.Mahasiswa mampu menjelaskan siklus perencanaan, peraturan/ standard yang berlaku, dan pemilahan opsi Satuan Proses/Satuan Operasi sesuai dgn konstituen pencemar air limbah domestik 2.Mahasiswa mampu menjelaskan tahap-tahap Perencanaan Pendahuluan BPAL serta menerapkannya dengan menganalisis data perencanaan dalam suatu kawasan permukiman dalam perkotaan3.Mahasiswa mampu menjelaskan secara cerdas dan kreatif opsi teknologi yang harus dipilih untuk pengolahan air limbah domestik maupun industri 4.Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Fisik

Kompetensi 5. Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Biologis Aerobik, Anaerobik dan Anoksik Sistem Tersuspensi dan Terlekat 6. Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Perencanaan Detail Unit-unit Tahap Pengolahan Lumpur Secara Aerobik dan Anaerobik 7. Mahasiswa mampu mengintegrasi ilmunya dengan menganalisis aplikasi BPAL untuk suatu kawasan di lapangan serta mengusulkan perencanaan alternatif secara lebih baik dengan kreatif

Materi Siklus Perencanaan, Karakteristik Air Limbah, Alternatif Teknologi Pengolahan ALD

Assessment Homework (Case-Study) Tugas harian, Tugas Besar PerencanaanAsistensiUjian Tertulis

Mata kuliah Syarat

Pengolahan Air Limbah

Pustaka Utama : Droste, R.L. (1997) Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment. John Wiley &

Sons, N.Y. Eckenfelder, W.W. (1995) Activated Sludge Treatment of Industrial Wastewater,

Technomic, N.J. Fair GM., Geyer Y.C. & Okun D.A. (1966) Water and Wastewater Engineering, Vol. I, John

Wiley and Sons, Singapore Fair GM., Geyer Y.C. & Okun D.A. (1971) Water and Wastewater Engineering, Vol. II, John

Wiley, Singapore Metcalf & Eddy (1991) Wastewater Engineering; Treatment, Disposal, Reuse, McGraw Hill

Book Co. N.Y. Qasim, Syed A. (1991) Wastewater Treatment Plant Design, McGraw Hill Book Co. N.Y. Speece R. (1996) Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewaters. Vanderbilt Univ.

Vanderbilt, USA. Van Haandel A.C. and Gatze (1994) Anaerobic Sewage Treatment “A Practical Guide for

Regions with a Hot Climate”, John Wiley & Sons, N.Y. Visser, A. (1995) Anaerobic Treatment of Sulfate Containing Wastewater. Doctoral Thesis,

Univ. Wageningen, NL. Van Lier, J.B. (1995) Thermophilic Anaerobic Wastewater Treatment, Temperature aspects

and process stability. Doctoral Thesis, Univ. Wageningen, NL.

Pustaka Penunjang :Britz T.J. and F.G. Pohland (1994) Anaerobic Digestion VII. Journal of Water Science and

Technology. Vol 30. No. 12.Journal of Water Research, (1997-1999) Volumes 31 – 33.

Minggu Ke

Spesific Learning Objective

(Sub-Kompetensi)

Materi Pembelajaran[Pustaka]

Indikator Pencapaian

AktivitasPembelajaran

Mhs.[ Estimasi waktu

]

Assessments

Bentuk[Unsur] Bobot

1 • Mahasiswa mampumenjelaskan siklusperencanaan,peraturan-peraturan yangberlaku, dan opsiSP/SO sesuai dgnkonstituenpencemar ALD

o Penjelasan RPo Review PAL,

SO/SP pada BPALo Parameter-

parameter dalamPAL

o Peraturan danbaku mutu

o Kejelasanpemahamanterhadap kuliahBPAL, parameter-parameter dalamPAL, danperaturan sertabaku mutu airlimbah.

o Brainstorming(diskusi kelas)

o Kuliah[TM: 1x(3x50”)]

o Non teso Q & A

2,5%

2,3,4 • Mahasiswa mampumenjelaskantahap-tahapPerencanaanPendahuluan BPALsertamenerapkannyadenganmenganalisis dataperencanaan darisuatu kawasanpermukiman dalamperkotaan.

o Ruang lingkuptugasperencanaan BPAL

o Tahap-tahappengolahan dalamBPAL

o Perhitungan massbalance

o Kejelasanpemahamanterhadap tugasperencanaanBPAL;

o Kejelasanpenjelasan tahap-tahapPerencanaanPendahuluanBPAL;

o Ketepatan danketelitianperhitungan massbalance

o Kuliaho Tutorialo Diskusi

kelompok[TM: 3x(3x50”)]

Tugas 1Perhitungan Mass

Balance dantahap-tahapperencananBPAL

[BM:3x(3x50”)]

o Q & Ao Tugas

kelompoko Tes 1

(minggu7/8)

7,5%

5 •Mahasiswamampumenjelaskansecara cerdasdan kreatif opsiteknologi yangharus dipilihuntukpengolahan airlimbah domestikmaupun industri.

oDasar-dasarBPAL

oKejelasanpenjelasan dasar-dasar BPAL;oKetepatanpemilihan danpenjelasan opsiteknologi untukPAL domestik danindustri.

oKuliahoTutorial[TM:1x(3x50”)]

oQ & AoTes 1(minggu7/8)

2,5%

6,7,8 •Mahasiswamampumenjelaskan danmenerapkanPerencanaanDetail Unit-unitTahapPengolahan Fisik(SP, BS, GC danBP I)

oPerencanaandetail unit-unittahappengolahan fisik(SP, BS, GC danBP I)

oKejelasanpenjelasan unit-unit tahappengolahan fisik(SP, BS, GC danBP I);oKetepatan danketelitianperencanaan danpehitungan unit-unit tahappengolahan fisik(SP, BS, GC danBP I).

oKuliahoTutorialoPresentasikelompok/diskusi kelompok[TM 3 x(3x50”)][BM 3 x(3x50”)]

oQ & AoTugaskelompokoTes 1(minggu8/9)

15%

9,10,11 •Mahasiswa mampumenjelaskan danmenerapkanPerencanaan DetailUnit-unit TahapPengolahanBiologis AerobikSistem Tersuspensidan Terlekat

•Perencanaan detailunit-unit tahappengolahan biologisaerobik sistemtersuspensi danterlekatoSP/SO pengolahanaerobik tersuspensioPerencanaan tangkiaerasioSP/SO pengolahanaerobik terlekatoPerencanaan tricklingfilteroPerencanaan clarifieroSistem RAS

oKejelasanpenjelasan unit-unittahap pengolahanbiologis aerobiksistem tersuspensidan terlekat;oKetepatan danketelitianperencanaan danpehitungan unit-unittahap pengolahanbiologis aerobiksistem tersuspensidan terlekat.

oKuliahoTutorialoPresentasikelompok/diskusikelompok[TM 3 x (3x50”)][BM 3 x (3x50”)]

oQ & AoTugaskelompokoTes 2(minggu17/18)

15%

12,13,14 •Mahasiswa mampumenjelaskan danmenerapkanPerencanaan DetailUnit-unit TahapPengolahanBiologis Anaerobikdan Anoksik SistemTersuspensi danTerlekat

oPerencanaan detailunit-unit tahappengolahan biologisanaerobik dan anoksiksistem tersuspensi danterlekatoSP/SO pengolahananaerobik tersuspensioPerencanaan UASBoSP/SO pengolahananaerobik terlekatoPerencanaan AFoPerencanaan tangkianoksik dan SBR

oKejelasanpenjelasan unit-unittahap pengolahanbiologis anaerobikdan anoksik sistemtersuspensi danterlekat;oKetepatan danketelitianperencanaan danpehitungan unit-unittahap pengolahanbiologis anaerobikdan anoksik sistemtersuspensi danterlekat.

oKuliahoTutorialoPresentasikelompok/diskusikelompok[TM 3 x (3x50”)][BM 3 x (3x50”)]

oQ & AoTugaskelompokoTes 2(minggu17/18)

15%

15,16,17 •Mahasiswa mampumenjelaskan danmenerapkanPerencanaan DetailUnit-unit TahapPengolahan LumpurSecara Aerobik danAnaerobik.

oPerencanaan detailunit-unit tahappengolahan lumpursecara aerobik dananaerobik.oSP/SO pengolahanpengolahan lumpuraerobic dananaerobikoPerencanaan sludgedigester anaerobikdan aerobikoPerencanaan sludgethickeneroPerencanaanpengolahan lumpurakhir (filter press,belt press dan SDB)

oKejelasanpenjelasan unit-unittahap pengolahanlumpur secaraaerobik dananaerobik;oKetepatan danketelitianperencanaan danpehitungan unit-unittahap pengolahanlumpur secaraaerobik dananaerobik.

oKuliahoTutorialoPresentasikelompok/diskusikelompokoField Trip[TM 2 x (3x50”)][TS 1 x (3x50”)][BM 3 x (3x50”)]

oQ & AoTugaskelompokoTes 2(minggu17/18)

10%

18 •Mahasiswa mampumenganalisisaplikasi BPAL untuksuatu kawasan dilapangan sertamengusulkanperencanaanalternatif secaralebih baik dankreatif

oAnalisis BPALoProblem solvingBPAL

[TM 1 x (3x50”)][BM 1 x (3x50”)]

oQ & AoTugasoTes 2(minggu17/18)

2,5%

SIKLUS PERENCANAANDalam proyek perencanaan bangunan pengolahan air

limbah, atau proses perencanaan pada umumnya, dikenaladanya tahapan-tahapan yang membentuk daur (siklus)perencanaan

1. FEASIBILITY STUDIES Studi kelayakan merupakan kajian yang dibuat sebagai penilaianawal terhadap kelayakan suatu proyek perencanaan untuk dapatdilaksanakan. Aspek penilaian meliputi: Kelayakan aspek ekonomi dan finansial Kelayakan aspek hukum dan kelembagaan Kelayakan aspek sosial budaya Kelayakan aspek dampak lingkungan

2. PRELIMINARY STUDIES Menetapkan perioda desain unit-unit BPAL Membuat diagram alir proses Menetapkan kriteria perencanaan proses Menghitung awal unit-unit proses Menghitung kesetimbangan massa Mempertimbangkan tata letak BPAL Mengevaluasi profil hidrolis

3. DETAIL ENGINEERING DESIGNTAHAP SATU Desain Screening Desain Sump Well & Pumping Desain Balancing Tank [Equalization Tank ] Desain Grit Chamber Desain Bak Pengendap I [Primary

Sedimentation] (Circular & Rectangular)

3. DETAIL ENGINEERING DESIGNTAHAP DUADesain Proses Pengolahan Biologis# Aerobic Treatment : - Suspended Growth System (ASP dan

Modifikasinya)- Attached Growth System (TF dan RBC)# Anaerobic Treatment : - Suspended Growth System (UASB dan ABR)- Attached Growth System (AF)# Stabilization Ponds (AP, OP, FP, MP)

Lanjutan…

3. DETAIL ENGINEERING DESIGNTAHAP TIGA : PENGOLAHAN LUMPURThickeningDigestingDewateringDisposal

Lanjutan…

4. TENDER & BIDDING

5. CONSTRUCTION

6. COMISSIONING [ START – UP ]

7. OPERATIONAL & MAINTENANCE Tahap I : Sludge Handling Tahap II : Settlebility, Odor, Failure, Equipments

DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR LIMBAH

12 3 4

BS GC

Saluran Pembawadan Sumur Pengumpul

SP PS AT SC effluent

SD

Bar Screen Grit Chamber

Primary Sedimentation

Aeration Tank(activated sludge)

Secondary Clarifier

SDB

Sludge DigesterSludge Drying Bed

return sludge

sludge from PS

sludge from SC

Keterangan :• Pipa Pembawa• Bar Screen • Sumur Pengumpul• Pompa (Screw pump)• Grit Chamber• Bak Pengendap I• Oxidation ditch• Secondary clarifier• Thickener• Aerobic Sludge

Digester• Sludge drying bed• Badan air penerima

(sungai)

Atau

KUALITAS AIR LIMBAH

PHYSICAL QUALITY

CHEMICAL QUALITY

MICROBIOLOGICAL QUALITY

WASTEWATERQUALITY

PARAMETER DESKRIPSI

TEMPERATUR Temperatur air limbah sedikit lebih tinggi Dibandingkan temperatur air biasa, sangat dipengaruhi oleh adanya aktifitas mikrobiologis, kelarutan gas dan viskositas

WARNA Air limbah yang baru umumnya berwarna abu-abu muda, sedangkan air limbah dari septic tank umumnya berwarna hitam / lebih gelap. Semakin gelap warna semakin kuat air limbah

BAU Air limbah yang baru, biasanya didominasi bau sabun / lemak, sedangkan air limbah yang sudah lama / dari septic tank lebih kuat baunya ( akibat adanya produk-produk hasil penguraian, misal ; H2S )

KEKERUHAN Kekeruhan pada air limbah disebabkan oleh kandungan SS. Semakin tinggi kekeruhan, semakin kuat air limbah tersebut

Kualitas Fisik

( Sumber : Qasim, 1985)

PARAMETER DESKRIPSI

TOTAL SOLIDS Materi organik dan inorganik, settleable, suspended dan dissolved. Solids ini menunjukkan jumlah lumpur yang dapat disisihkan dalam bak sedimentasi

BOD5 BOD menggambarkan jumlah komponen organik yang dapat didegradasi secara biologis

COD COD menunjukkan zat organik dan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat organik dengan bahan kimia (kalium dikromat) dalam kondisi asam

TOC TOC merupakan ukuran zat organik yang terdapat dalam air limbah. TOC ditentukan dengan mengkonversi organic carbon menjadi karbondioksida. CO2 inilah yang diukur

TOTAL NITROGEN Total nitrogen meliputi nitrogen organik, ammonia, nitrit, dan nitrat

TOTAL FOSFOR Total fosfor meliputi organik dan inorganik

Kualitas Kimia

PARAMETER DESKRIPSI

pH pH mengindikasikan kondisi asam atau basa air limbah

ALKALINITAS Alkalinitas dalam air limbah menunjukkan keberadaan ion bikarbonat, karbonat dan hidroxide

KESADAHAN Kesadahan dalam air limbah terutama disebabkan oleh adanya ion kalsium dan magnesium. Nilai kesadahan air limbah tergantung pada kualitas air bersih

CLORIDA Clorida dalam air limbah berasal dari air bersih, limbah manusia dan air limbah domestik

MINYAK dan LEMAK Umumnya berasal dari minyak dan lemak dalam makanan

Kualitas Kimia (lanjutan)

(Sumber : Wastewater Engineering Design, Syed R. Qasim, 1991)

MICROBIOLOGICAL QUALITY

[kualitas mikrobiological air limbah akan dibahas lebih lanjut pada prinsip- prinsip pengolahan biologis]

Organisme yang ditemukan dalam air limbah :

• Bacteria

• Fungi

• Algae

• Protozoa

• Plants and animals

• Viruses

BAKU MUTU LIMBAH CAIR (Effluent Standard)

1. PP NO. 82 TAHUN 2001 : Pengelolaan Kualitas Air & Pengendalian PencemaranAir

2. PERDA JATIM NO. 5 TAHUN 2000 : Pengendalian Pencemaran Air di Jatim3. SK GUB KDH Tk. I JATIM No.136 /1994 : Baku Mutu Limbah Cair4. Kep.Men LH No.51 MENLH/10/1995: Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan

Industri5. KEP-52/MENLH/10/1995 : Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Hotel6. KEP-58 / MENLH /12/ 1995 : Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Rumah Sakit7. SK GUB KDH Tk. I JATIM No.29 /2000 : Tata Cara Perijinan Pembuangan Limbah

Cair ke Sumber-sumber Air di Propinsi Jatim.8. KEP-112 /MENLH/2003 : Baku Mutu Air Limbah Domestik9. KEP-03 /MENLH/1998 : Baku Mutu Limbah Cair Untuk Kawasan Industri10.KEP-42/MENLH/1996 : Baku Mutu Limbah Cair untuk Kegiatan Minyak, Gas dan

Panas Bumi

Baku Mutu PP No.82 Tahun 2001

Parameter SatuanKualitas Air

Kelas I Kelas II Kelas

III Kelas IV

BOD Mg/L 2 3 6 12

COD Mg/l 10 25 50 100

BAKU MUTU BADAN AIR (Stream Standards)

PP No 35 / 1991 : Sungai Kep Men LH No. 115 / 2003 : Pedoman Penentuan

Status Mutu Air Kep Men LH No. 142 / 2003 jo. Kep Men LH 111 / 2003 : Pedoman mengenai Syarat & Tata Cara Perijinan serta

Pedoman Kajian Pembuangan Air Limbah Kep Men LH 110 / 2003 : Pedoman Penetapan Daya Tampung Beban Pencemaran

Air pada Sumber Air