Engineering Design Consideration
CV. Formasi Tangguh Jl. B Rawa Badak Barat No. 8 RT. 008/05, Koja Jakarta Utara 14230 Indonesia Tel Fax Email Website
Title Teknologi Pengolahan Air Buangan Secara Fisika
: +62 21 71343934 / 43 : +62 21 437 4792 :
[email protected] : www.fortaengineering.com
Issued by M. Ikhsan Martono Director
ABSTRAK
Air limbah merupakan salah satu hasil dari aktifitas hidup manusia. Hal tersebut keberadaannya sangat dipengaruhi oleh kondisi sosial - ekonomi masyarakat itu sendiri dan aktifitas manusia. Sumber air limbah dari aktifitas manusia berkaitan dengan penggunaan air seperti mandi, mencuci, tempat cuci,WC, industri dan lain-lain. Kualitas air limbah yang dihasilkan tersebut sangat beragam, tergantung dari sumber dan sistem pengolahan yang digunakan. Sehingga kualitas air limbah akan semakin baik jika di tangani atau diolah dengan sistem pengolahan yang tepat. Kata kunci:
air limbah, sumber, pengolahan,.
I.
Pendahuluan
1.1.
Latar Belakang
Air limbah merupakan hal yang tidak dapat dipisahkan dengan kehidupan manusia sehari-hari, oleh sebab itu air limbah ini akan selalu diupayakan agar tidak mempengaruhi kondisi lingkungan dan kesehatan manusia. Karena jika air limbah yang dihasilkan dari aktifitas manusia tersebut tidak saja mempengaruhi aspek lingkungan dan kesehatan, bahkan akan mempengaruhi produktifitas kerja manusia yang tinggal di dalam lingkungan yang tidak s ehat. Pada zaman dahulu orang belum mengolah air limbah yang dihasilkan, karena kuantitas air limbah belum mempengaruhi kondisi lingkungan dan kualitasnya dapat diolah sendiri secara alamiah yang dikenal dengan self purifications. Tetapi sekarang, dimana pertumbuhan manusia cukup tinggi, sedangkan sumber daya air, baik kuantitas maupun kualitasnya semakin menurun , khususnya air tanah mulai tercemar oleh air limbah rumah tangga yang tidak dikendalikan dengan baik. Berkembangnya teknologi pengolahan air limbah maka instalasi maupun komponen instalasi yang digunakan saat ini banyak menggunakan teknologi yang modern pula. Namun demikian adanya keterbatasan khususnya dalam operasi dan pemeliharaan instalasi pengolahan air limbah, maka kondisi masyarakat indonesia masih memerlukan teknologi yang sesuai dengan kondisi sosial dan ekonomi Indonesia saat ini. Pengolahan air limbah mulai dari perdesaan, kota kecamatan hingga kota besar, penggunaan instalasi pengolahan air limbah dalam bentuk instalasi individual seperti Tangki Septik atau Cubluk, masih sesuai dengan tingkat pelayanan penyehatan lingkungan bagi masyarakat yang terdapat di pedesaan, dikota kecil maupun kota di kota besar.
Untuk mengetahui apakah pengolahan air limbah dari sumbernya layak atau tidak, dapat dilihat dari berbagai kasus pada tiap pembangunan perumahan yang kurang atau bahkan tidak sama sekali memperhatikan standar yang ada sebagai pedoman ataupun guide line pembangunan sistem pengolahan air limbah. Apabila air limbah dari sumber tersebut diketahui tidak memenuhi syarat-syarat yang ditentukan maka diperlukan pengolahan terlebih dahulu. Teknologi pengolahan air limbah yang dipilih harus dapat meningkatkan kualitas air efluent dari sistem yang digunakan baik secara fisik, kimia maupun bakteriologis. Karena kualitas air efluent dari suatu sistem y ang memenuhi persyartan baku mutu air limbah ma ka kondisi sanitasi pun akan tercipta dengan baik. Selain penanganan air limbah rumah tangga yang memenuhi persyaratan kesehatan, diperlukan pula penyediaan air bersih, sampah dan pembuangan air hujan yang memenuhi persyaratan kesehatan lingkungan, sehingga akan tercipta kondisi lingkungan yang sehat dan pada akhirnya akan berdampak pula pada kesehatan dan produktifitas kerja dari ma syarakat itu sendiri. Permasalahan sanitasi pemukiman kota yang hingga saat ini masih belum tergarap dengan baik yaitu pembuangan air limbah rumah tangga dan pembuangan sampah, dimana sebagian besar masyarakat masih membuang limbah rumah tangga ke sa luran terbuka yang menimbulkan lingkungan permukiman menjadi kotor dan merupakan salah satu dari penyebab banjir akibat penyumbatan gorong-gorong oleh sampah yang dibuang ke saluran air limbah dan ke saluran drainase. Di sisi lain saluran drainase lingkungan yang ada kurang dapat berfungsi sebagaimana mestinya karena pendangkalan dan tidak memperhatikan aspek lingkungan dan siklus hidrologi serta yang paling utama adalah pemeliharaan. 1.2.
Maksud dan Tujuan
1) 2) 1.3.
Memberikan alternatif pemecahan permasalahan pengolahan air limbah rumah tangga sesuai dengan peraturan yang berlaku/Standar Nasional Indonesia (SNI). Pembaca dapat mengetahui mengetahui tentang Norma, Standar, Prosedur dan manual tentang teknologi pengolahan air limbah rumah tangga.
Lingkup
Lingkup bahasan ini meliputi : 1. Pengolahan air limbah rumah tangga 2. Pengolahan air limbah rumah tangga non kakus 3. Teknologi pengolahan air limbah II.
Pengolahanan air limbah
2.1.
Sumber Air Limbah Rumah tangga
Sumber air limbah rumah tangga umumnya dari kamar mandi, tempat cuci, dapur dan toilet/kakus. Air limbah dari kakus umumnya Pengolahan air imbah, sangat berkaitan dengan karakteristik a ir limbah. Air limbah rumah tangga jika dilihat dari sumbernya ada dua macam: 1) 2) 2.2.
Air limbah rumah tangga yang bersumber dari toilet/kakus (black water) Air limbah rumah tangga non kakus (grey water)
Karakteristik Air Limbah
Karakteristik air limbah rumah tangga non kakus berdasarkan hasil penelitian Puslitbang Permukiman seperti pada tabel 1.
Tabel 1 - Kualitas air limbah non kakus (Grey Water) di Indonesia No
Parameter
1
pH
2
Temperatur
3
Satuan
Konsentrasi
-
6,5 – 7,0
°C
37
Amonium
Mg/L
25
4
Nitrat
Mg/L
0
5
Nitrit
Mg/L
0
6
Sulfat
Mg/L
20
7
Phospat
Mg/L
30
8
CO2
Mg/L
9
HCO3 -
Mg/L
120
10
DO
Mg/L
220
11
BOD5
Mg/L
610
12
COD
Mg/L
45
13
Khlorida
MPN
14
Zat Organik
15
Detergen
16
Minyak
3 X 10 5
mg/L KMnO4
554
mg/L MBAS
2,7
Mg/L
<0,05
Sumber: Laboratorium TL ITB tahun 1994
Karakterikstik air limbah rumah tangga dari WC/kakus seperti terlihat pada tabel 2
Tabel 2 - Kualitas air limbah rumah tangga dari WC/Kakus di Indonesia No
Parameter
Satuan
Konsentrasi
-
8,5
°C
24
1
pH
2
Temperatur
3
Amonium
Mg/L
10
4
Nitrat
Mg/L
0
5
Nitrit
Mg/L
0,005
6
Sulfat
Mg/L
150
7
Phospat
Mg/L
6,7
8
CO2
Mg/L
44
9
HCO3 -
Mg/L
107
10
BOD5
Mg/L
4,01
11
COD
Mg/L
189
12
Khlorida
Mg/L
317
13
Total Coli
Mg/L
<0,05
Sumber: Laboratorium Balai Lingkungan Permukiman, 1994
Tinggi rendahnya mutu air limbah disuatu tempat dipengaruhi oleh karakteristik air limbah secara fisik, kimia maupun biologi dengan parameter seperti berikut : Fisik : Temperatur, Kekeruhan, Warna, dan Bau Kimia : pH, organik (karbohidrat, protein, lemak, fenol), anorganik (zat mineral yang mengurangi O2, zat beracun dan logam berat). Biologi : terdiri dari golongan mikroorganisma yang terdapat dalam a ir (golongan koli)
Karakteristik fisik, kimia dan biologi terdapat hubungan yang saling bergantung dan saling mempengaruhi satu sama lainnya. Sebagai contoh, temperatur air limbah berhubungan langsung dengan keaktifan mikroorganisme, sehingga air limbah dapat membusuk dan bau, contoh lainnya adalah adanya hubungan tak langsung antara mikroorganisma dengan karakteristik kimia.
Untuk mengukur sampai berapa jauh tingkat pengotor air, maka dapat digunakan beberapa parameter antara lain : BOD (Biochemical Oxigen Demand), COD (Chemical Oxigen Demand), SS (Suspended Solid), bakteri koli, dan golongan amoniak. Parameter-parameter ini dipakai pula untuk mengukur kemampuan pengolahan air limbah. Berdasarkan kekuatannya, air limbah digolongkan dalam 3 jenis yaitu : kuat, sedang dan lemah. Jenis kekuatan kekuatan tersebut tersebut biasanya biasanya dinyatakan dinyatakan dengan dengan tingkat tingkat BOD BOD yaitu: yaitu: Kuat, bila nilai BOD > 300 mg/L Sedang, bila nilai BOD 100 -300 mg/L lemah, bila nilai BOD < 100 mg/L
2.3.
Pengolahan air limbah
Pengolahan air limbah teridiri dari dua sistem: 1) Pengolahan sistem terpusat (off site) 2) Pengolahan sistem di tempat ( on site) Pengolahan air limbah yang dilakukan ditempat yaitu pengolahan air limbah dari suatu unit rumah dengan sistem cubluk atau tangki septik yang ditempatkan pada kapling rumah itu sendiri. Pengolahan air limbah yang dilakukan secara terpusat, misalnya dari setiap rumah buangan dari kakus disalurkan melalui sistem perpipaan ke suatu tangki septik, sehingga tiap rumah tidak perlu membangun masing-masing tangki septik.
2.4.
Teknologi Pengolahan air limbah rumah tangga
Ada berbagai macam teknologi pengolahan air limbah, diantaranya: 1) 2) 3) 4) 2.4.1
Cubluk Tangki septik angki Biokontaktor Tangki UASB
Sistem Cubluk
Sistem Cubluk merupakan sistem pengolahan air limbah yang sangat konvensional dan masyarakat sekarang cenderung menggunakan sistem cubluk yang dilengkapi dengan kloset leher angsa. Kloset leher angsa merupakan merupakan kloset yang dilengkapi dengan peralatan penampung air perapaat yang dapat mencegah bau dan mencegah berkembang biaknya lalat dan serangga lainnya didalam perpipaan atauapun ruang cubluk itu sendiri. Sistem Cubluk dapat langsung dibangun dibawah kloset j ika lokasi untuk penempatan cubluk tersebut sangat terbatas atau penempatan kloset dengan cubluk dilakukan pada lokasi yang terpisah Jarak maksimum letak cubluk terhadap kloset adalah 8,0 m. Diameter pipa penyalur sekurang-kurangnnya 90 mm dengan kemiringan sekurangkurangnnya 1:40 . pengaturan perencanaan dan pembuatan sistem pengolahan limbah dengan cubluk ini dapat dilihat pada Petunjuk teknis atau standar Nasional Indonesia (SNI) mengenai pembuangan air limbah rumah tanggga. Guna memperjelas penempatan sistem cubluk dengan kloset leher a ngsa dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar. Potongan dan tampak atas Cubluk Kembar 2.4.2
Sistem Tangki Septik
Sistem Tangki septik merupakan tangki berbentuk empat persegi panjang atau bulat, umumnya terletak dibawah tanah dimana air bekas dari kakus, kamar mandi, kamar cuci, dapur dan air bekas lainnya dialirkan ke dalam tangki tersebut. Air yang keluar dari tangki septic (effluen) masih mengandung kuman-kuman penyakit dan zat-at organic, karena itu masih perlu diolah lebih lanjut dalam suatu bidang resapan a tau media penyaring. Tangki septik harus terbuat dari bahan yang tahan terhadap korosi, rapat air dan tahan lama, misalnya: pasangan batu bata, batu kali, beton atau fiber gelas. Konstruksi harus cukup kuat menahan gaya-gaya yang timbul akibat tekanan air dan tanah maupun beban lainya. Bahan yang dapat dipergunakan untuk bangunan Tangki septik berupa batu, bata merah dan beton, sedangkan bahan untuk plesteran dapat dipergunakan mortar dari semen dan pasir. Plat penutup tangki dapat berupa beton bertulang atau plat besi. Saluran pembuangan air limbah : pipa tanah liat, pipa beton, pipa asbes semen, dan pipa PVC. Perbandingan panjang dan lebar untuk tangki septik bertulang empat persegi panjang adalah 2 : 1 sampai dengan 3 : 1
Gambar 2 Tangki Septik konvensional Tangki septik ukuran kecil yang hanya melayani satu keluarga dapat berbentuk bulat dengan diameter sekurang-kurangnya 1,20 m dan dalam sekurang-kurangnya 1,20 m. Tinggi air dalam tangki sekurangkurangnya 1,20 m dan kedalaman maksimum, 2,10 m. Tinggi tangki septik adalah tinggi air dalam tangki, ditambah dengan ruang bebas air (free boaaar) sebesar 20 – 40 cm dan ruang penyimpanan lumpur. Lebar tangki sekurang-kurangnyaa 0,75 m dan panjang tangki sekurang-kurangnya 1,50 m. Dasar tangki dapat dibuat horizontal atau dengan kemiringan
tertentu untuk memudahkan pengurasan lumpur. Jarak dari bidang resapan tangki septik ke sumur gali atau sumur pantek sekurang-kurangnya 11,0 meter. Tangki septik harus diletakkan sedimikian rupa sehingga memungkinkan lancarnya pengaliran air buangan dari bangunan dan lancarnya pengaliran efluen ke bidang resapan. Untuk membuat tangki septik yang baik sehingga tidak mencemari air dan tanah di sekitarnya, maka beberapa hal perlu diperhatikan antara lain:
2.4.3.
1. 2.
Dinding tangki septik hendaknya dibuat dari bahan yang rapat a ir. Untuk membuang ai rkeluaran (effluent) dari tangki septik perlu dibuatkan daerah peresapan.
3.
Tangki septik ini direncanakan untuk membuang kotoran rumah tangga dengan jumlah air limbah antara 70 – 90 % dari volume penggunaan air bersih.
4.
Waktu tinggal air limbah di dalam tangki diperkirakan minimal selama 24 jam.
5.
Besarnya ruang lumpur diperkirakan untuk menampung lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan dengan banyaknya lumpur sebesar 30 - 45 liter/orang/tahun, sedangkan waktu pengambilan lumpur diperhitungkan minimal selama 2 - 4 tahun.
6.
Lantai dasar tangki septik harus dibuat miring ke arah ruang lumpur.
7.
Pipa air masuk ke dalam tangki septik hendaknya selalu lebih tinggi lebih kurang 2,5 cm dari pipa air keluar.
8.
Tangki septik hendaknya dilengkapi dengan lubang pemeriksaan dan lubang penghawaan untuk membuang gas hasil penguraian.
9.
Untuk menjamin terpakainya bidang peresapan, maka diperlukan pipa udara dan pelepas tekanan agar pengaliran ke bidang resapan dapat mengalir secara terus-menerus.
Tangki Biokontaktor
Sistem Tangki Biokontaktor merupakan pengembangan dari sistem Tangki septik yang terdiri dari dua atau lebih kompartemen yang dilengkapi dengan media kontak guna mempercepat proses perkembang biakan bakteri. Teknologi semacam ini telah lama dikembangkan pula di Jepang yang diberi nama Johkaso. Persyaratan teknis sistem tangki biokontaktor sebagai berikut: 1) Tangki harus dibuat dari bahan yang kedap air 2) Media kontak harus dipilih dari bahan yang tahan air limbah(yang telah diujicobakan berupa tempurung kelapa, potongan bambu dan bekas botol yakult). 3) Pengaliran air limbah melalui pipa inlet dan out let harus kontinyu 4) Media kotak ditempatkan pada ruangan/kompartemen khusus setelah pengendapan 5) Waktu kontak (Detention time) yang diperlukan 12 – 36 jam 6) Perlu dilakukan pembibitan dari lumpur tinja/sampah ya ng sudah matang
2.4.4.
Sistem UASB
Pengolahan air limbah dengan sistem Upflow Anaerobic Sludge Balanket merupakan pengembangan sistem tangki septik. Sistem UASB selain dapat menurunkan parameterparameter air limbah, juga dapat mengasil gas matan sebagai ciri khas dari sistem ini yang dapat dipergunakan sebagai bahan bakar.
Kriteria teknis sistem UASB sebagai berikut: Instalasi pengolahan terdiri dari dua bak yakni, bak pertama berfungsi sebagai perangkap sampah, pasir dan lemak dan bak kedua berfungsi sebagai bak anaerobik . Efluen yang keluar dari instalasii dialirkan ke bak penampung, dari bak penampung ini dengan tenaga pompa dialirkan ke atas menara yang dilengkapi dengan tabung air. Proses selanjutnya adalah mengalirkan air secara gravitasi ke tabung fiiter yang telah dilengkapi dengan unit desinfeksi dibagian sisinya terbuat dari dua buah : Tee Y”, setelah itu air masuk dalam saringan pasir dan karbon. Air yang telah melalui tabung filter ini sudah dapat dimanfaatkan untuk keperluan non konsumsi. Dengan konsep daur ulang ini diharapkan terjadi keseimbangan pemakaian air dengan cadangan air yang ada. Seperti telah diketahui saat ini umumnya kota kota besar telah mengalami defisit air tanah. Untuk hal tersebut instalasi pengolahan seperti ini dapat membatasi pemakaian air serta menjaga kualitas air permukaan dari unsur pencemar yang diakibatkan oleh limbah rumah tangga.
Gbr.Bagian Instalasi Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga Non Kakus 2.4.6.Instalasi
Pengolahan lumpur tinja
Pengolahan lumpur tinja berupa pengolahan biologis dengan sistem oksidation Ditch (parit atau kolam oksidasi). Proses pengolahan biologis memanfaatkan sinar matahari, mikroorganisma dengan penambahan oksigen yang diperoleh melalui proses a erasi. Operasional dilaksanaikan secara kontinyu 24 jam dengan tingkat operasional dan pemeliharaan yang cukup baik. IPLT mengolah khusus air limbah rumah tangga berupa lumpur tinja dari tangki septik. Hasil pengolahan lumpur tinja (IPLT) berupa effluen yang aman dibuang ke lingkungan badan air, sedangkan lumpur dari pengeringan lumpur dapat dimanfaatkan untuk kompos.
Efisiensi pengolahan seperti pada tabel dibawah ini: Parameter Inlet Outlet BOD 8.250 80 COD 17.250 200 TSS 2.000 100 pH 6-8 Sumber : Laboratorium Balai Lingkungan Permukiman, 1996
Efisiensi 99 % 98 % 95 %
Gbr. Instalasi pengolahan lumpur tinja (IPLT)
2.5.
Pembahasan Sistem pengolahan Air
Sistem pengolahan air limbah rumah tangga untuk suatu permukiman ataupun perumahan, dalam hal ini sistem pengolahan air limbah dengan menggunakan Cubluk ataupun Tangki Septik yang sering menjadi permaslahan di lapangan yaitu : 1.
Adanya kesalahan pengertian anatara tangki septik dengan sistem Cubluk. Dimana semua tangki penapungan dan pengaolahan air limbah dianggap sistem tangki septik, sedangakan tangki septik harus kedap air dan diikuti dengan sistem peresapan atau pengolahan lanjutan lainnya.
2.
Faktor penempatan sistem peresapan dengan sumber air tanah yang digunakan sebagai sumber air minum yang terlalu dekat.
3.
faktor pengaturan luas kapling tanah yang terlalu sempit sehinggga jarak aman dari pencemaran air tanah tidak diperhatikan dalam penentuan kapling ta nah
4.
Pemilihan sistem pengolahan air limbah tidak terpadu dengan sistem penyediaan air bersih yang ada.
Berdasarkan aspek tersebut diatas hendaknya sistem pengolahan air limbah memenuhi kriteria sebagai berikut: a.
Sistem pengolahan air limbah hendaknya sederhana bentuknya, mudah dalam pengoperasian dan perawatannya.
b.
Tidak menggunakan atau sesedikit mungkin menggunakan peralatan mekanik yang memerlukan pengoperasian dan dan perawatan khusus.
c.
Hendaknya menggunakan energi potensial yang ada pada air limbah itu sendiri, seperti pengaliran secara gravitasi.
d.
Sistem pengolah air limbah harus mempunyai kinerja yang memadai.
e.
Bahan dan konstruksi harus diupayakan semaksimal mungkin menggunakan bahan setempat.
f.
Pemilihan dan penggunaan sistem harus diupayakan menggunakn standar pengolahan air limbah yang berlaku .
III. Kesimpulan
Dari hasil pengkajian yang telah dilakukan oleh Pusat Litbang Permukiman, bahwa sistemsistem pengolahan air limbah yang memungkinkan untuk digunakan dilingkungan perumahan dan permukiman, dapat diambil kesimpulan dan direkomendasikan sebagai berikut: Sistem pengolahan air limbah untuk perumahan dan permukiman yang relatif jarang/sedikit atau rumah sederhana, dengan memperhatikan aspek pencemaran yang ditimbulkan oleh sistem yaitu; 1.
Penempatan sistem cubluk ataupun bidang resapan dengan sumber air tanah yang digunakan sebagai sumber air bersih harus mempunyai jara k lebih dari 11 meter.
2.
Unit hunian/perumahan yang berkelompok dengan kapling sempit seperti rumah sederhana dengan sistem pebuangan air limbahnya berupa sistem cubluk individual dan persyaratan minimal jarak 11 meter terhadap sumber air tanah yang digunakan sebagai sumber air bersih tidak dapat diterapkan maka sistem penyediaan air bersihnya harus menggunakan sistem terpusat.
3.
Sistem pengolahan air limbah dengan sistem cubluk individual ataupun komunal tidak direkomendasikan pada unit hunian yang padat yang menggunakan sistem penyediaan air bersihnya setempat.
4.
Sistem pengolahan air limbah harus terpadu dengan sistem penyediaan air bersih yang digunakan.
5.
Sistem pengolahan dapat dipilih dan disesuaikan dengan aspek lingkungan dan peraturan/standar yang berlaku.
6.
Sistem pengolahan yang dipilih dapat disesuaikan dengan bahan bangunan lokal yang tersedia.
Daftar Pustaka
1.
Pusat Litbang Permukiman: Pengembangan Prasarana Sanitasi Dan Utilitas Untuk Bangungan Rusun, Usaha dan Umum, 2001
2.
Pusat Litbang Permukiman: Penelitian dan Pengembangan Sistem Sanitasi Untuk Daerah Permukiman Kumuh, 1991.
3.
Sugiharto, Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah, UI-Press, 1987.
4.
JECES, Johkaso System for Treatment of Domestic wastewater, 2nd Edition, 1998.
5.
SNI 03-2398-2001, Tata cara perencanaan Tangki Septik dengan sistem Resapan.
6.
SNI 19-6466-2000, Tata cara evaluasi lapangan la pangan untuk sistem peresapan pembuangan air limbah rumah tangga.
