BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN INDUSTRI MINYAK KELAPA SAWIT.

TUGAS PERENCANAAN
BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN INDUSTRI
MINYAK KELAPA SAWIT

Oleh :

TRIANA SETYA ANGGRAENI
0952010010

J URUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” J ATIM
SURABAYA
2013

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

TUGAS PERENCANAAN
BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN INDUSTRI
MINYAK KELAPA SAWIT

untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh
Gelar Sarjana Teknik ( S-1)

J URUSAN TEKNIK LINGKUNGAN

Oleh :

TRIANA SETYA ANGGRAENI
0952010010

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” J ATIM
SURABAYA
2013

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

TUGAS PERENCANAAN

BANGUNAN PENGOLAHAN AIR BUANGAN INDUSTRI
MINYAK KELAPA SAWIT
Oleh :

TRIANA SETYA ANGGRAENI
0952010010

Telah diperiksa dan disetujui
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Mengetahui
Ketua Jurusan

Menyetujui
Pembimbing

Dr. Ir. Munawar.,MT
NIP. 19600401 198803 1 001

Ir. Tuhu Agung R.,MT
NIP. 19620501 198803 1 00 1

Tugas Perencanaan ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal :
Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Ir. Naniek Ratni Juliardi AR., M.Kes.
NIP. 19590729 198603 2 00 1

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Perencanaan dengan
baik.
Tugas Perencanaan ini merupakan salah satu persyaratan bagi setiap
mahasiswa Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil Dan

Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur untuk
mendapatkan gelar sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, kami telah banyak memperoleh
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini
penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmatnya tugas ini dapat
terselesaikan dengan lancar.
2. Orang tua dan keluarga tercinta yang memberikan dukungan baik secara
moral maupun material.
3. Ibu Ir. Naniek Ratni JAR, M.Kes, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
4. Bapak DR. Ir. Munawar, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik
Lingkungan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

i

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5. Bapak Tuhu Agung R., MT, selaku dosen pembimbing Tugas Perencanaan
yang telah membantu, mengarahkan dan membimbing hingga tugas ini
dapat selesai dengan baik.
6. Ir. Yayok Suryo P., MS dan Firra Rossariawari, MT selaku dosen mata
kuliah PBPAB.
7. Ibu bebep Bu yuli dan Bu Ikhwanis yang udah ngasih nasehat dan
semangat.
8. Mas Adi, Ciko, Nunik, Nove, Aina Ali Holahola, Dc Arshinma Holahola
dan semua teman-teman TL 2009 yang sudah banyak bantu.. Makasi
reeekk sukses buat kita semua ..
Penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan
tugas perencanaan, untuk itu saran dan kritik yang membangun akan penyusun
terima dengan senang hati. Akhir kata penyusun mengucapkan terima kasih dan
mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam penyusunan laporan ini
terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang dipahami.

Surabaya, Juli 2013

Penyusun

ii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.............................................................................................i
DAFTAR ISI.........................................................................................................iii
DAFTAR GAMBAR............................................................................................vii
DAFTAR TABEL.................................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang..................................................................................................1
1.2. Maksud dan Tujuan ..........................................................................................2
1.3. Ruang Lingkup………………….….................................................................3
BAB II

TINJ AUAN PUSTAKA

2.1 Sifat dan Karakteristik Limbah Indusri Kelapa Sawit.......................................4
2.1.1. Sifat Fisik………….................................................................................4

2.1.2. Sifat Kimia…………...............................................................................5
2.1.3. Sifat Biologis………...............................................................................6
2.2 Parameter Pengolahan Air Limbah Industri Kelapa Sawit................................6
2.3 Tinjauan Tentang Industri Kelapa Sawit......................................................... ..7
2.4. Proses Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit…………...............................12

iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2.5. Bangunan Pengolahan Air Buangan ..............................................................14
2.5.1. Pre Treatment........................................................................................14
2.5.1.1. Screening.................................................................................14
2.5.1.2. Bak Penampung dan Pemompaan...........................................20
2.5.2. Primary Treatment................................................................................22
2.5.2.1. Flotasi.....................................................................................22
2.5.2.2. Netralisasi...............................................................................26
2.5.2.3. Bak Pengendap I.....................................................................29
2.5.3. Secondary Treatment............................................................................33
2.5.3.1. Pengolahan Lumpur Aktif......................................................33

2.5.3.2. Pengolahan Dengan Kolam Aerobik…..................................38
2.5.3.3. Pengolahan Anaerobik….......................................................41
2.5.4. Pengolahan Lumpur..............................................................................47
2.5.4.1. Sludge Thickener…………....................................................48
2.5.4.2. Sludge Digester……..……....................................................49
2.5.4.3. Sludge Drying Bed….……....................................................49
2.6. Kapasitas Removal Tiap Bangunan…............................................................50

iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2.7. Profil Hidrolis…..............................................................................................51
BAB III DATA PERENCANAAN
3.1. Data Karakeristik Limbah…………...............................................................54
3.2. Sandart Baku Mutu.........................................................................................54
3.3. Diagram Alir Pengolahan Limbah..................................................................55
BAB IV

NERACA MASSA dan SPESIFIKASI BANGUNAN

4.1. Neraca Massa .................................................................................................59
4.1.1. Karakteristik Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit….......................59
4.1.2. Sandart Baku Mutu Industri Minyak Kelapa Sawit…..........................59
4.1.3. Neraca Massa Per Bangunan……………………...…..........................60
4.2. Spesifikasi Bangunan .....................................................................................65
4.2.1. Saluran Pembawa Menuju Screen........................................................65
4.2.2. Screen...................................................................................................66
4.2.3. Bak Penampung...................................................................................66
4.2.4. Flotasi...................................................................................................66
4.2.5. Netralisasi.............................................................................................67
4.2.6. Bak Pengendap I..................................................................................69
4.2.7. Activated Sludge..................................................................................70
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4.2.8. . Bak Pengendap II..............................................................................70
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.Kesimpulan......................................................................................................72

5.2. Saran................................................................................................................72
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................x
LAMPIRAN
GAMBAR
LEMBAR ASISTENSI

vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

1

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Industri minyak kelapa sawit adalah industri hulu yang sangat penting.

Industri kosmetik, industri makanan, industri sabun dan cat merupakan industriindustri yang menggunakan bahan dasar minyak kelapa sawit. Menurut perkiraan
kurang lebih dari 90% dari produksi minyak sawit dunia digunakan untuk bahan
pangan. Kondisi ini akan memacu perkembangan Industri pengolahan kelapa
sawit, baik kebutuhan dalam negeri maupun untuk diekspor.
Seiring dengan meningkatnya peran industri minyak kelapa sawit dalam
perkembangan agroindustri di Indonesia, meningkat juga masalah pencemaran
yang ditimbulkannya. Pencemaran yang ditimbulkan oleh industri minyak kelapa
sawit dapat menurunkan kuallitas lingkungan perairan yang secara tidak langsung
akan berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Hal ini disebabkan air
limbah industri minyak kelapa sawit mengandung bahan organik yang tinggi
seperti BOD, COD, minyak serta padatan tersuspensi dan terlarut lainnya.
Apabila padatan ini langsung dibuang ke badan air maka sebagian dari
padatan tersebut akan mengendap, terurai secara perlahan yang akan
mengkonsumsi oksigen terlarut, mengeluarkan bau yang tajam, merusak daerah
pembiakan ikan, mematikan biota air di sepanjang alirannya serta kemungkinan
padatan tersebut mengapung seperti halnya minyak sehingga menahan oksigen

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

yang dapat mempengaruhi kehidupan biota didalam air terutama akan kebutuhan
oksigen.
Oleh karena itu perlu adanya “ Perencanaan Bangunan Pengolahan Air
Buangan” untuk industri minyak kelapa sawit sebagai salah satu cara pengolahan
limbah cair yang dapat mendegradasi kandungan bahan organik yang terkandung
dalam air limbah tersebut agar tidak mencemari lingkungan saat dibuang ke badan
air, sesuai dengan Surat Keputusan Gubernur Kalimantan Timur No. 26 Tahun
2002 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Industri dan/atau Kegiatan Minyak
Kelapa Sawit.

I.2

Maksud Dan Tujuan
Maksud dari tugas perencanaan bangunan pengolahan air buangan Industri

Minyak Kelapa Sawit ini yaitu agar mahasiswa mengetahui serta memahami
bagaimana cara penentuan bangunan pengolahan air buangan yang sebenarnya
dan penerapannya di lapangan.
Sedangkan tujuan perencanaan bangunan pengolahan air buangan ini
adalah :
- Mencegah tercemarnya badan air, sehingga air tersebut dapat digunakan
sesuai dengan peruntukannya.
- Memperbaiki design teknis IPAL

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

3

I.3

Ruang Lingkup
Ruang lingkup tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan

industri minyak kelapa sawit ini meliputi :
-

Data karakteristik dan standart baku mutu limbah industri

-

Diagram alir bangunan pengolahan limbah

-

Spesifikasi bangunan pengolahan limbah

-

Perhitungan bangunan pengolahan limbah

-

Gambar bangunan pengolahan limbah

-

Profil hidrolis bangunan pengolahan limbah

-

Bangunan pengolahan limbah yaitu

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA

2.1

Sifat dan Kar akter istik Limbah Industr i Minyak Kelapa Sawit
Komposisi air limbah sebagai bahan buangan sangat mempengaruhi sifat dan

karakteristik air limbah. Pengetahuan tentang sifat dan karakteristik air limbah sangat
membantu dalam penentuan teknik dan pelaksanaan pengolahan air limbah. Sifat dan
karakteristik air limbah yang membedakan atas 3 ( tiga ) kelompok dapat dijelaskan,
sebagai berikut :
2.1.1

Sifat Fisik
Setiap air limbah memiliki sifat fisik yang berbeda sesuai dengan komposisi

air limbah sebagai bahan buangan. Sifat fisik yang terkandung di dalam air limbah
meliputi :
-

Kandungan Zat Padat
Umumnya air limbah mengandung bahan terendap yang cukup tinggi apabila
diukur dari padatan terlarut dan padatan tersuspensi.

-

Bau
Air limbah yang mengalami proses degradasi akan menghasilkan bau. Hal ini
disebabkan karena adanya zat organik terurai secara tak sempurna dalam air
limbah. Senyawa-senyawa yang menghasilkan bau antara lain : NH3 dan
Hidrogen Sulfida ( H2S ).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

-

Warna
Zat terlarut dalam air limbah dapat menimbulkan warna air limbah menjadi
berwarna

abu-abu

dan

berubah

menjadi hitam

setelah

mengalami

dekomposisi. Selanjutnya air limbah akan jernih kembali bila telah normal
kembali.
-

Temperature
Proses kegiatan sumber limbah padat menyebabkan air buangan menjadi
hangat, sehingga air limbah umumnya memiliki suhu yang lebih tinggi
dibanding dengan suhu air bersih.

2.1.2

Sifat Kimia
Berdasarkan bahan yang terkandung didalamnya, sifat kimia air limbah

digolongkan menjadi:
-

Senyawa organik
Air limbah umumnya mengandung senyawa organic 40% total padatan yang
tersusun dari unsur – unsur seperti : C, H, O, N, P dan S yang bentuknya
berupa senyawa protein, karbohidrat, lemak, detergen dan pestisida.

-

Senyawa Anorganik
Keberadaan komponen – komponen anorganik dalam air limbah perlu
mendapat perhatian dalam menempatkan kualitas air limbah sebagai air bahan
buangan, karena keberadaan bahan – bahan organik ini tidak menutup
kemungkinan terkandung racun yang menambah beban dan potensi bahaya air
limbah.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6

2.1.3

Sifat Biologis
Keberadaan mikroorganisme dalam air limbah dapat membantu proses

pengolahan sendiri ( self purification ). Namun bila mikroorganisme dalam air limbah
tidak sesuai dengan ketentuan yang ada, justru menimbulkan gangguan terhadap
lingkungan, maka mikroorganisme dikelompokkan menjadi 2 (dua) golongan yaitu :
-

Mikroorganisme pathogen, seperti : bakteri coli, virus hepatitis, salmonella
dan lain - lainnya

-

2.2

Mikroorganisme non pathogen, seperti : protista dan algae

Parameter Pengolahan Air Limbah Industr i Kelapa Sawit
Sesuai dengan sifat dan bahan air limbah, dapat diketahui parameter-

parameter antara lain :
-

Biological Oxigen Demand (BOD)
Merupakan parameter yang menunjukan banyaknya oksigen yang digunakan
untuk menguraikan senyawa organik yang terlarut dan tersuspensi dalam air
oleh aktifitas mikroba.
(MetCalf & Eddy, “Wastewater Engineering Treatment & Reuse”, 4 th edition, hal: 81)

-

Chemical Oxygen Demand (COD)
Adalah nilai kebutuhan oksigen dalam ppm atau miligram/liter (mg/lt) yang
dibutuhkan dalam kondisi khusus untuk menguraikan benda organik secara
kimiawi.
(MetCalf & Eddy, “Wastewater Engineering Treatment & Reuse”, 4 th edition, hal: 93)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

7

-

pH (Derajat Keasaman)
Merupakan istilah untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa sutau
larutan.
(MetCalf & Eddy, “Wastewater Engineering Treatment & Reuse”, 4 th edition, hal: 57)

-

TSS (Total Suspended Solid)
Suatu endapan yang dapat disaring (filtrable residu) dan dapat membentuk
suatu sludge blanket yang terdiri dari bahan-bahan organik.
MetCalf & Eddy, “Wastewater Engineering Treatment & Reuse”, 4th edition, hal: 43)

-

NH3 - N
Amoniak ini disebut juga nitrogen amoniak, yang dihasilkan dari pembusukan
secara bakterial zat-zat organik dalam limbah.
( U.N. Mahida )

-

Minyak dan Lemak
Minyak dan lemak membentuk ester dan alkohol atau gliserol dengan asam
gemuk. Minyak tanah dan minyak pelumas adalah derivat atau turunan dari
minyak residu dan batubara yang berisikan karbon dan hidrogen. Minyak
tersebut dapat sampai ke saluran air limbah berasal dari mesin-mesin
produksi.

2.3

Tinjauan Tentang Industr i Kelapa Sawit
Proses produksi minyak sawit kasar dari tandan buah segar kelapa sawit

terdiri dari beberapa tahapan proses seperti sterilisasi buah, perontokan, pelumatan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8

dan pengepresan buah, purifikasi dan klarifikasi. Tandan buah segar yang masuk ke
dalam pabrik ditimbang terlebih dahulu kemudian dibawa menuju lantai penerimaan
buah. Tandan buah segar mengalami proses perebusan menggunakan uap basah.
Selanjutnya buah mengalami proses perontokan buah pada tandan dengan
menggunakan thresher. Buah yang telah rontok mengalami proses pelumatan yang
bertujuan untuk memudahkan proses pengepresan, sehingga minyak dengan mudah
dapat dipisahkan dari daging buah. Kemudian buah memasuki tahapan proses
pengepresan yang bertujuan untuk mengeluarkan minyak kelapa sawit secara
mekanis. Pengepresan pada buah akan membebaskan minyak dari serat dan biji.
Minyak hasil pengepresan selanjutnya mengalami proses pemurnian yang berfungsi
untuk memisahkan minyak dari sludge dan air. Pemurnian dilakukan dengan metode
gravitasi dan mekanik. Pada stasiun ini dihasilkan produk minyak sawit jernih
(Indrasti dan Fauzi, 2009).
Limbah pada pabrik kelapa sawit terdiri dari limbah padat, cair dan gas.
Menurut Naibaho (1998), limbah padat yang dihasilkan oleh pabrik pengolah kelapa
sawit ialah tandan kosong, serat dan tempurung. Limbah cair yang dihasilkan pabrik
pengolah kelapa sawit ialah air kondensat, air cucian pabrik, air hidrocyclone atau
claybath. Jumlah air buangan tergantung pada sistem pengolahan, kapasitas olah dan
keadaan peralatan klarifikasi. Limbah Cair Kelapa Sawit dihasilkan dari 3 tahap
proses yaitu :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

-

Proses Sterilisasi (pengukusan) untuk mempermudah perontokan buah dari
tandannya, mengurangi kadar air dan untuk inaktifasi enzim lipase dan
oksidase.

-

Proses ekstraksi minyak untuk memisahkan minyak daging buah dari bagian
lainnya.

-

Proses pemurnian (klarifikasi) untuk membersihkan minyak dari kotoran lain.
(Buku Panduan Teknologi Pengendalian Dampak Lingkungan Industri
Minyak Kelapa Sawit Di Indonesia, 2001)
Perkembangan Industri Minyak Kelapa Sawit saat ini telah memberikan

sumbangan besar terhadap perekonomian Indonesia. Namun di lain pihak, hal
tersebut memberikan dampak terhadap lingkungan akibat buangan industri dalam
pengembangan industri, berupa buangan air limbah ke permukaan badan air seperti
sungai. Industri Minyak Kelapa Sawit merupakan salah satu contoh industri yang
berbahaya karena menghasilkan sejumlah limbah, baik berupa padatan maupun cairan
yang keduanya menimbulkan dampak pencemaran bagi lingkungan. Limbah cair atau
bahan pencemar yang dihasilkan Industri Minyak Kelapa Sawit antara lain Chemical
Oxygen Demand (COD) dan Biological Oxygen Demands (BOD), TSS, Amoniak,
Minyak dan Lemak,
Biological Oxygen Demand (BOD) atau kebutuhan oksigen biologis, adalah
jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme di dalam lingkungan air untuk
memecah (mendegradasi) bahan buangan organik yang ada di dalam lingkungan air
tersebut. Biological Oxygen Demands (BOD) memegang peranan sangat penting

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

untuk mengetahui kualitas perairan karena semakin tinggi kadar Biological Oxygen
Demands (BOD) di suatu perairan maka tingkat kualitas perairan tersebut semakin
jelek. Standart baku mutu BOD yang diperbolehkan di buang ke lingkungan adalah
100 mg/lt. ( SK Gubernur Kalimantan Timur No. 26 Tahun 2002 ).
Chemical Oxygen Demand (COD) adalah kebutuhan oksigen dalam proses
oksidasi secara kimia. Nilai COD akan selalu lebih besar daripada BOD karena
kebanyakan senyawa lebih mudah teroksidasi secara kimia daripada secara biologis
(Sakti A. Siregar, 2005). Standart baku mutu yang mengatur kandungan COD yang
diperbolehan dibuang ke lingkungan adalah 350 mg/lt. (SK Gubernur Kalimantan
Timur No. 26 Tahun 2002 )
Total Suspended Solid (TSS) merupakan suatu endapan yang dapat disaring
(filtrable residu) dan dapat membentuk suatu sludge blanket yang terdiri-dari bahanbahan organik. TSS jika dibuang ke badan air akan meningkatkan kekeruhan dalam
air dan jika berada didasar perairan akan mengganggu proses perkembangbiakan
hewan-hewan air. Standart baku mutu kadar padatan yang tersuspensi (TSS) yang
diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah 250 mg/lt. (SK Gubernur Kalimantan
Timur No. 26 Tahun 2002)
Minyak dan lemak merupakan komponen yang tidak dapat larut dalam air,
oleh karena itu jika air tercemar minyak dan lemak maka minyak dan lemak tersebut
akan mengapung di atas permukaan air dan dapat mengganggu biota air yang hidup
didalamnya (Fardiaz, 1992). Standart baku mutu minyak dan lemak yang

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

11

diperbolehkan dibuang ke lingkungan adalah 25 mg/lt. (SK Gubernur Kalimantan
Timur No. 26 Tahun 2002)
pH merupakan istilah untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa
suatu larutan. Standart baku mutu pH adalah 6.0 - 9.0. (SK Gubernur No. 26 Tahun
2002). pH adalah derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman
atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Yang dimaksudkan "keasaman" di
sini adalah konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam pelarut air.
Nilai pH berkisar dari 0 hingga 14. Suatu larutan dikatakan netral apabila
memiliki nilai pH = 7. Nilai pH > 7 menunjukkan larutan memiliki sifat basa,
sedangkan nilai pH < 7 menunjukan keasaman.
Nama pH berasal dari potential of hydrogen. Secara matematis, pH
didefinisikan dengan pH = − log10[H + ].
Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang
berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila bebasaan tinggi.
Selain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH
meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit/konduktivitas suatu larutan.
(www.wikipedia.org.id)
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya senyawa ini
didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia). Walaupun
amonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi, amonia sendiri
adalah senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan (www.wikipedia.org.id ).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

12

Standart baku mutu yang mengatur besar kadar N-Total yang diperbolehkan dibuang
ke lingkungan adalah 50 mg/lt. (SK Gubernur Kalimantan Timur No. 26 Tahun 2002)

2.4

Proses Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit
Limbah Cair yang dihasilkan dari proses pengolahan tandan buah segar kelapa

sawit menjadi Crude Palm Oil dan Palm Kernel Oil langsung dialirkan ketempat
pengolahan limbah. Teknik pengolahan limbah cair yang biasanya diterapkan adalah :
-

Kolam pengumpul (fatfit)
Kolam ini berguna untuk menampung cairan-cairan yang masih mengandung
minyak yang berasal dari air kondensat dan stasiun klarifikasi.

-

Deoling Pond
Kemudian dimasukan dalam unit Deoling Ponds untuk diambil minyaknya
hingga 0,4% dan diturunkan suhunya dari 70-80 0C hingga 40-45 0C melalui
menara atau bak pendingin. Adanya deoling pond ini memaksimalkan jumlah
minyak yang dapat diambil kembali. Kolam ini memiliki kedalaman 1.5 m
dan masa penahanan minyak pada kolam ini selama 2 jam.

-

Netralisasi
Limbah yang masih asam tidak sesuai untuk pertumbuhan mikroba, oleh
sebab itu perlu penambahan bahan kimia atau cairan alkali. Pemakaian bahan
penetral didasarkan pada keasaman limbah dan kadar minyak yang
terkandung. Netralisasi dapat dibantu dengan perlakuan sirkulasi yaitu

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

memakai sludge yang berasal dari kolam fakultatif yang telah mempunyai pH
netral.
-

Kolam Pembiakan Bakteri
Kolam pembiakan bakteri dibuat untuk membiakkan bakteri pada awal
pengoperasian pengendalian limbah. Kolam pembiakan bakteri memiliki
kondisi yang disesuaikan agar bakteri dapat tumbuh dengan baik. Kondisi
yang optimum untuk kolam ini adalah pH 7.0, suhu 30-40 0C untuk bakteri
mesophyl, kedalaman kolam 5-6 m dan ukuran kolam diupayakan dapat
menampung air limbah 2 hari olah atau setara 400 m3 untuk Industri Kelapa
Sawit kapasitas 30 ton TBS/jam.

-

Kolam Anaerobik
Limbah yang telah netral dialirkan ke dalam kolam anaerobik untuk diproses.
Proses perombakan limbah dapat berjalan lancar jika kontak antara limbah
dengan bakteri yang berasal dari kolam pembiakan lebih baik. Waktu tinggal
limbah pada kolam ini selama 60 hari.

-

Kolam Fakultatif
Limbah yang telah netral dialirkan ke dalam kolam anaerobik untuk diproses.
Proses perombakan limbah dapat berjalan lancar jika kontak antara limbah
dengan bakteri yang berasal dari kolam pembiakan lebih baik. Waktu tinggal
limbah pada kolam ini selama 60 hari.

-

Kolam aerasi dibuat untuk pemberian oksigen yang dilakukan secara difusi
dengan tujuan agar dapat berlangsung reaksi oksidasi dengan baik. Kolam ini

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

dibuat dengan kedalaman 3 m dan ditempatkan alat yang dapat meningkatkan
jumlah oksigen terlarut dalam air serta dilengkapi dengan dua unit alat aerator.
-

Kolam Aerobik
Limbah yang masuk ke kolam mengandung oksigen terlarut. Penahanan
limbah dalam kolam ini selama 15 hari dan dapat menurunkan beban
pencemar limbah dari BOD 600-800 ppm menjadi 75-125 ppm. Kolam ini
adalah kolam terakhir dan air limbah telah dapat dialirkan ke sungai.

2.5

Bangunan Pengolahan Air Buangan
Bangunan

Pengolahan

Air

Buangan

mempunyai

kelompok

tingkat

pengolahan, pengolahan air buangan dibedakan atas:
2.5.1 Pre Treatment (Pengolahan Pendahuluan)
Proses pengolahan ini merupakan proses pada awal pengolahan dan bersifat
pengolahan fisik. Proses pengolahan yang dilakukan untuk membersihkan dan
menghilangkan sampah terapung dari pasir agar mempercepat proses pengolahan
selanjutnya. Unit proses pengolahannya meliputi :
2.5.1.1 Scr eening
Screening biasanya terdiri-dari batang pararel, kawat atau grating, perforated
plate dan umumnya memiliki bukaan yang berbentuk bulat atau persegi empat.
Secara umum peralatan screen terbagi menjadi dua tipe yaitu screen kasar dan screen
halus. Dan cara pembersihannya ada dua cara yaitu secara manual dan mekanis.
Perbedaan screen kasar dan halus adalah pada jauh dekatnya jarak antar bar screen.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

Prinsip yang digunakan bahan padat kasar dihilangkan dengan sederet bahan
baja yang diletakan dan dipasang melintang arah aliran. Kecepatan arah aliran harus
lebih dari 0.3 m/dt sehingga bahan padatan yang tertahan di depan saringan tidak
terjepit. Jarak antar batang biasanya 20-40 mm dan bentuk penampang batang
tersebut empat persegi panjang berukuran 10 mm x 50 mm. Untuk bar screen yang
dibersihkan secara manual, biasanya saringan dimiringkan dengan kemiringan 60o
terhadap horisontal.
Screen berfungsi untuk :
- Menyaring benda padat dan kasar yang ikut terbawa atau hanyut dalam air
buangan supaya benda-benda tersebut tidak mengganggu aliran dalam saluran
dan tidak mengganggu proses pengolahan air buangan.
- Mencegah timbulnya kerusakan dan penyumbatan dalam saluran pembawa.
- Melindungi peralatan seperti pompa, valve, dan peralatan lainnya.

Wire mesh

Gambar 2.1. Screening

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

Tabel 2.1 Pembagian Screen
Bagian-bagian

Manual

Mekanikal

- Lebar

5 – 15 mm

05 – 15 mm

- Dalam

25 – 38 mm

25 – 38 mm

Jarak antar kisi

25 – 50 mm

15 – 75 mm

300 - 40 0

0 0 - 300

0.3 – 0.6 m/det

0.6 – 1.0 m/det

150 mm

150 - 600 mm

Ukuran kisi

Sloop
Kecepatan melalui bar
Head Loss

(Sumber : tabel 5-2. Metcalf and Eddy WWET, and Reuse 4th edition, 2004)

Tabel 2.2 Faktor bentuk
J enis Bor

β

- Segi empat sisi runcing

2,42

- Segi empat sisi bulat runcing

1,83

- Segi empat sisi bulat

1,67

- Bulat

1,79

Bentuk

(Sumber : Metcalf and Eddy, 1979 hal 186)

Rumus yang digunakan :
1. Jumlah kisi ( n )
Ws

=(n+1)r+(n.w)

Dengan:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

-

Ws = Lebar saluran (m)

-

r = Jarak antar kisi (m)

-

w = Tebal batang kisi (m)

-

n = Jumlah kisi

2. Lebar bukaan screen ( Wc )
Wc

= Ws – n x w

Dengan :
-

Wc = Lebar bukaan screen (m)

-

Ws = Lebar saluran (m)

-

w = Tebal batang kisi (m)

-

n = Jumlah kisi

3. Panjang kisi (p)
p

=

y
tgα

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

18

Dengan :
-

p = Panjang kisi (m)

-

y

-

α = Kemiringan saluran

= Tinggi saluran (m)

4. Jarak kemiringan kisi ( x )
x

=

y
sin α

Dengan :
-

x = Jarak kemiringan kisi (m)

-

y

-

α = Kemiringan saluran

= Tinggi saluran (m)

5. Cek v
v

=

Q
Wc x h

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

Dengan :
-

v = Kecepatan melalui kisi (m/dt)

-

Wc = Lebar bukaan screen (m)

-

h= y = Tinggi saluran (m)

6. Tekanan kecepatan aliran ( hv )
hv

=

v2
2 xg

Dengan :
-

h v = Tekanan kecepatan aliran (m)

-

v = Kecepatan melalui kisi (m/dt)

-

g = Percepatan Grafitasi (9,81 m/dtk2)

7. Headloss
Hf

 Wc 
= β

 r 

4/ 3

Hv . Sin α

Dengan :
-

Hf = Headloss (m)

-

h v = Tekanan kecepatan aliran (m)

-

β = Faktor bentuk kisi circular

-

Wc = Lebar bukaan screen (m)

-

r = Jarak antar kisi (m)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

20

2.5.1.2 Bak Penampung dan Pemompaan
Bak Penampung merupakan unit penyeimbang, sehingga debit dan kualitas
limbah yang masuk ke instalasi dalam keadaan konstan. Pemompaan digunakan
untuk mengalirkan limbah ke unit pengolahan selanjutnya.

Screw

Saluran

Pipa inlet

Gambar 2.2. Sumur Pengumpul dan Pompa

Tabel 2.3. Macam – Macam Karakteristik Pompa
KlasifikasiUtama
Kinetik

Posite Displace
Ment

Type Pompa
Centrifugal

-

Peripheral

-

Rotor

-

SCREW

Diafragma
Penghisap

-

Air Lift

-

Pneumatic
Ejektor

-

Kegunaan Pompa
Air limbah sebelum diolah
Penggunaan lumpur kedua
Pembuangan effluent
Limbah logam, pasir lumpur, air limbah
kasar
Minyak, pembuangan gas permasalahan
zat-zat kimia pengaliran lambat untuk air
dan air buangan
Pasir, pengolahan lumpur pertama dan
kedua
Air limbah pertama
Lumpur kasar
Permasalahan zat kimia
Limbah logam
Pengolahan lumpur pertama dan kedua
(permasalahan kimia)
Pasir, sirkulasi dan pembuangan lumpur
kedua
Instalasi pengolahan air limbah skala kecil

( Sumber : Metcalf and Eddy 2004, hal : 1469-1470 )

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

Rumus yang digunakan :
1. Debit aliran per Bak (Qb)
Qb

Qt
n

=

Dengan :
-

Qb = Debit aliran per unit bak (m3/dt)

-

Qt = Debit total air limbah (m3/dt)

-

n = Jumlah bak

2. Volume Bak Penampung (V)
td

=

V
Qb

(Spellman 2 ed, 92)

Dengan:
-

V = Volume bak penampung (m3)

-

Qb = Debit aliran per unit bak (m3/dt)

-

td = Waktu tinggal (dt)

3. Dimensi Bak Penampung
V

=pxlxh

(Spellman 2 ed, 92)

Dengan:
-

V = Volume bak penampung (m3)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

p = Panjang bak (m)
-

l = Lebar bak (m)

-

h = Tinggi bak (m)

2.5.2 Primary Tr eatment (Pengolahan Per tama)
Pada proses ini terjadi proses fisik dan kimia. Pada proses ini umumnya
mampu mereduksi BOD dan antara 30 – 40 % dan mereduksi TSS 50 – 65%. (Syed
R.Qasim, hal.52)
2.5.2.1 Flotasi
Flotasi adalah satuan operasi untuk memisahkan fasa cair atau fasa padat dari
fasa cair (Rich,1974). Prinsip pemisahan berdasarkan perbedaan density material
dengan cairan. Bila density partikel lebih kecil dari cairannya maka partikel akan
terflotasi secara spontan. Partikel padat atau cairan yang densitynya lebih besar dari
cairannya dipisahkan dengan bantuan gelembung udara. Gelembung udara dihasilkan
dengan cara mendispersikan udara kedalam cairan. Gelembung yang terbentuk akan
naik dan dalam perjalanan keatas akan

berkontak

dengan

partikel

padat

kemudian melekat akibat gaya adhesi dan membentuk gumpalan (Montgomery,
1985).
Gumpalan udara dan partikel padat mempunyai density yang rendah sehingga
gumpalan akan mengambang ke permukaan cairan seperti minyak, lemak dan bahanbahan apung lainnya yang terdapat dalam air limbah dengan mekanisme

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

pengapungan. Partikel-partikel yang ringan tersebut dapat dipisahkan secara
sempurna dan dalam waktu yang lebih pendek (Metcalf & Eddy, 1979).
Mekanisme kontak gelembung gas dan partikel (Vrablik, 1959; Rich, 1974) :
-

Pengapungan
Gelembung gas akan naik ke atas dan tertangkap oleh struktur material
flokulen. Ikatan yang terjadi anatara gelembung gas dan partikel hanyalah
penangkapan secara fisik.

-

Penyerapan
Mekanisme ini terjadi karena penyerapan gelembung gas kedalam struktur
flokulen padat tersuspensi sehingga membentuk flokulen baru.

-

Pelekatan
Pelekatan terjadi karena adanya gaya tarik antara molekuler yang
dipergunakan pada suatu permukaan antara dua fasa dan mengakibatkan
tegangan permukaan.

Ada empat metoda flotasi (Gaudin, 1957; Rich, 1974; Degremont, 1979), yaitu :
-

Spontaneous Flotation.
Flotasi spontan akan terjadi bila massa jenis dari partikel lebih kecil dari
massa jenis air. Cara ini biasa dipergunakan untuk pemisahan minyak dari
proses refinery.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

24

-

Dispersed Air Flotation (AF).
Pada system dispersed air flotation, gelembung udara terbentuk karena adanya
tekanan udara yang masuk kecairan melalui diffuser atau impeller berputar.
Ukuran gelembung udara yang dihasilkan biasanya begitu besar (1000
micron).

-

Vacuum Flotasi (VF).
Melibatkan pelarutan udara di dalam air buangan pada tekanan 1 atm,
kemudian divacuumkan dengan tekanan yang lebih rendah maka akan
menurunkan kelarutan udara dalam air, udara akan keluar dari larutan dalam
bentuk gelembung yang halus.

-

Dissolved Air Flotation.
Pada system (DAF), udara dilarutkan didalam cairan di bawah tekanan
beberapa atmosfir sampai jenuh, kemudian dilepaskan ke tekanan atmosfir.
Akibat terjadinya perubahan tekanan maka udara yang terlarut akan lepas
kembali dalam bentuk gelembung yang sangat halus (30 – 120 mikron).
Ukuran gelembung udara sangat menentukan dalam proses flotasi, makin

besar ukuran gelembung udara, kecepatan naiknya juga makin besar, sehingga kontak
antara gelembung udara dengan partikel tidak berjalan dengan baik. Dengan demikian
proses flotasi menjadi tidak efektif. Aplikasi dari sistem Dissolved Air Flotation di
Industri menurut Baum dan Hurst, 1953 adalah:
-

Pemisahan partikel tersuspensi sebagai pengganti sedimentasi.

-

Pemisahan partikel koloidal, sebagai pengganti filtrasi.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

25

-

Pengolahan tingkat pertama, untuk meringankan beban system filtrasi.

-

Pemisahan minyak dan lemak, memberikan efisiensi pemisahan yang tinggi
untuk emulsi dan fraksi yang terdispersi.

-

Pengolahan tingkat pertama dari operasi pengolahan lumpur aktif.

Gambar 2.3 Dispersed air flotation unit

Gambar 2.4. Dissolved air flotation unit
(a) without recycle (b) with recycle

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

26

2.5.2.2 Netr alisasi
Air buangan industri dapat bersifat asam atau basa/alkali, hal ini
membutuhkan netralisasi terlebih dahulu. Untuk proses biologi pH yang diharuskan
antara 6.5 - 8.5 agar aktivitas biologi menjadi optimum. Sebenarnya pada proses
biologis tersebut kemungkinan akan terjadi netralisasi sendiri karena adanya produk
CO2 yang terjadi akibat pembakaran dengan zat asam oleh kandungan buffer.
Larutan dikatakan asam bila

: H+ > H- dan pH < 7

Larutan dikatakan netral bila

: H+ = H- dan pH = 7

Larutan dikatakan basa bila

: H+ < H- dan pH > 7

Ada beberapa cara menetralisasi kelebihan asam dan basa dalam limbah cair, seperti :
-

Pencampuran limbah.

-

Melewatkan limbah asam melalui tumpukan batu kapur.

-

Pencampuran limbah asam dengan Slurry kapur.

-

Penambahan sejumlah NaOH, Na2CO3 atau NH4OH ke limbah asam.

-

Penambahan asam kuat (H2SO4,HCl) dalam limbah basa.

-

Penambahan CO2 bertekanan dalam limbah basa.

-

Pembangkitan CO2 dalam limbah basa.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

27

Inffluen

Effluen

pH sensor

Pengaduk

Pipa Injeksi

Gambar 2.5. Netralisasi
Rumus yang digunakan :
1. Volume Bak (V)
V = Q x td
Dengan:
Q = Debit aliran (m3/dtk)
V = Volume (m3)
td = Waktu detensi (detik) =20 – 60 detik

2. Dimensi Bak

Impeller

Volume = ¼ x τ x d2 x h
Dengan:
-

τ = 3,14

-

V = Volume (m3)

-

d = diameter (m)

h
50% x Di
d

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

28

-

h = Tinggi penampang aliran (m)
= 1,25 x d

3.

Energi yang dibutuhkan :
P = G2 x µ x V
(Persamaan 8.9 Reynold, 1996)
Dengan :
-

P = Power (N/s-m2)

-

G = Gradien kecepatan(/s)

-

µ = 270C = 0,8551 x 10 -3 (Appendix C Reynold,1996)

-

V = Volume (m3)

4. Diameter paddle impeller (Di)
Di = Diameter bak koagulan x (50-80%)
Diameter paddle impeller = 50 – 80% diameter tangki
-

Lebar baffle

= 0,1 x diameter bak

-

Jarak impeller dari dasar

= 50% x Di

Dengan :
-

Jarak impeller dari dasar = 30 – 50% diameter

( Reynold, 1996 )

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

29

2.5.2.3 Bak Pengendap I
Effisiensi removal dari bak pengendap pertama ini tergantung dari kedalaman
bak dan dipengaruhi oleh luas permukaan serta waktu detensi. Berfungsi untuk
memisahkan padatan tersuspensi dan terlarut dari cairan dengan menggunakan sistem
gravitasi dengan syarat kecepatan horizontal partikel tidak boleh lebih besar dari
kecepatan pengendapan. Skimmer yang ada pada bak pengendap I digunakan untuk
tempat pelimpah lemak dan minyak yang mengambang.

Gambar 2.6. Bak Pengendap Rektanguler
Rumus yang digunakan :
1. Setling Zone
Untuk proses pengendapan atau pemisahan partikel dari buangan.
a) Kecepatan pengendapan partikel, mengikuti hukum Stokes.
Vs = g

18

.

(Ss − 1) .dρ 2
v

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

30

Dengan :
- Vs = Kecepatan pengendapan partikel (cm/det)
- g = Percepatan gravitasi (cm/det2)
- Ss = Spesifik gravity
- v = Viskositas kinematik (cm2/det)
- dp = Diameter partikel (cm)
b) Check terjadinya penggerusan

Vsc = [8. β α .(Ss − 1).g.dρ ] 2
1

Dengan :
β = Faktor friksi porositas : 0,02 – 0,12
α = Faktor friksi hidrolis : 0,03
s = Spesifik gravity
Dimana bila Vsc > Vh maka tidak terjadi penggerusan.
c) Check terjadinya aliran pendek, ditentukan oleh Froude Number
(NFr)

NFr =

Vh 2
g. R

Dengan :
- Vh = Kecepatan horizontal (cm/det)
- R = Jari-jari hidrolis
Jika NFr > 10 -5 tidak akan terjadi aliran pendek.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

31

d) Check terjadinya aliran turbulensi ditentukan oleh Reynold Number.
Nre =

Vh.R
v

Bila Nre < 2000 untuk mencegah terjadinya aliran turbulensi.

2. Inlet Zone
Untuk memperluas aliran dari effluen ke settling zone.
Bila dipergunakan multiple openning :
Q = c. A.(2.g .H )

1

2

Dengan :
-

Q = Debit air buangan (m3/detik)

-

c = Faktor kontraksi 0,6

-

A = Luas area total m2

-

H = Beda tinggi air di saluran dan di bak.

3. Outlet Zone
Zone ini dibatasi oleh beban pelimpah yang merupakan banyaknya air
yang melimpah perpanjang perperiode waktu.
a) Penentuan panjang weir :

Q .B〈5.HW
n

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

32

b) Tinggi diatas air weir :
Q = 0,342.L.H

3

2

Dengan :
-

L = Panjang weir (m)

-

H = Tinggi air diatas weir (m)

4. Sludge Zone
Untuk menampung material terendap dalam bentuk lumpur. Ruang
lumpur berbentuk limas terpancung.

{

1
V = t . A + A'+( A. A') 2
3

}

Dengan :
-

A = Luas bagian atas limas (m2)

-

A’ = Luas bagian bawah limas (m2)

(Sumber : Huisman, L, Prof. Ir., Sedimentation and Flotation)
Zona Inlet

Zona outlet

Zona Setling
Zona Sludge
Gambar 2.7. Bak Pengendap 1

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

33

2.5.3

Secondary Tr eatment (Pengolahan Sekunder )
Pengolahan sekunder akan memisahkan koloidal dan komponen organik

terlarut dengan proses biologis. Proses pengolahan biologis ini dilakukan secara
aerobik maupun anaerobik dengan efisiensi reduksi BOD antara 60 - 90 % serta 40 90 % TSS. (sumber : Syed R.Qasim, Wastewater Treatment Plants Planning, Design,
and Operation, hal.52).
2.5.3.1 Pengolahan lumpur aktif (aktivated sludge)
Untuk mengubah buangan organik, menjadi bentuk anorganik yang lebih
stabil dimana bahan organik yang lebih terlarut yang tersisa setelah prasedimentasi
dimetabolisme oleh mikroorganisme menjadi CO2 dan H2O, sedang fraksi terbesar
diubah menjadi bentuk anorganik yang dapat dipisahkan dari air buangan oleh
sedimentasi. Adapun proses didalam activated sludge, yaitu :
a. Kovensional
Pada sistem konvensional terdiri dari tanki aerasi, secondary clarifier dan
recycle sludge. Selama berlangsungnya proses terjadi absorsi, flokulasi dan oksidasi
bahan organik.
Raw
water/primary
effluent
Efl

Secondary

Clarifier

Reaktor
Sludge Wasr
Sludge return
Gambar 2.8. Activated sludge sistem konvensional

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

34

b. Non kovensional
1) Step aerasi
-

Merupakan type plug flow dengan perbandingan F/M atau subtrat dan
mikroorganisme menurun menuju autlet.

-

Inlet air buangan masuk melalui 3 - 4 titik ditanki aerasi dengan
masuk untuk menetralkan rasio subtrat dan mikroorganisme dan
mengurangi tingginya kebutuhan oksigen ditik yang paling awal.

-

Keuntungannya mempunyai waktu detensi yang lebih pendek
Secondary
clarifier

Udara
influent

Sludge return

Sludge
Waste

Gambar 2.9. Step Aerasi

2) Tapered Aerasi
Hampir sama dengan step aerasi, tetapi injeksi udara ditik awal lebih
tinggi.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

35

Udara

Secondary
clarifier

influent

reaktor
Sludge
Waste

Sludge return
Gambar 2.10. Tapered Aeration

3) Contact Stabilisasi
Pada sistem ini terdapat 2 tanki yaitu :
-

Contact tank yang berfungsi untuk mengabsorb bahan organik untuk
memproses lumpur aktif.

-

Reaeration tank yang berfungsi untuk mengoksidasi bahan organik
yang mengasorb ( proses stabilasi ).

contact tank

Secondary clarifier

influent

reaktor

Udara
Gambar 2.11. Contact Stabilisasi

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

36

4) Pure Oxygen
Oksigen

murni

Keuntungannya

diinjeksikan
adalah

ke

tanki

mempunyai

aerasi

dan

perbandingan

diresirkulasi.
subtrat

dan

mikroorganisme serta volumetric loading tinggi dan td pendek.
O2 murni

resirkulasi O2
secondary
clarifier

reaktor
sludge
waste

sludge return
Gambar 2.12. Pure Oxygen
5) High Rate Aeration

Kondisi ini tercapai dengan meninggikan harga rasio resirkulasi, atau
debit air yang dikembalikan dibesarkan 1 - 5 kali. Dengan cara ini maka
akan diperoleh jumlah mikroorganisme yang lebih besar.
Secondary
clarifier
influent

Effluent

reaktor
Sludge return

Sludge
waste

Gambar 2.13. High Rate Aeration

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

37

6) Extended Aeration
Pada sistem ini reaktor mempunyai umur lumpur dan time detention (td)
lebih lama, sehingga lumpur yang dibuang atau dihasilkan akan lebih
sedikit.
Secondary
clarifier

raw water/primary
influent

Effluent

reaktor
Sludge
waste

Sludge return
Gambar 2.14. Extended Aeration
7) Oxidation Dicth

Bentuk oksidation ditch adalah oval dengan aerasi secara mekanis,
kecepatan aliran 0,25 - 0,35 m/s.
Influent
Sludg
e
Aerato
r

Effluent
Secondary
Clarifier

Gambar 2.15. Oxidation Dicth

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

38

2.5.3.2 Pengolahan dengan Kolam Aerobik
a. Aerobik Lagoon
Aerobik lagoon adalah salah satu bentuk pengolahan biologis yang
sederhana. Kolam stabilisasi secara biologis akan membutuhkan area yang
luas dengan kedalaman yang dangkal. Dengan kolam semacam ini maka
kondisi aerobik akan terpelihara dengan adanya alga dan bakteri.
Kolam stabilisasi secara aerobik mengandung bakteri dan algae dalam
kondisi aerobik disepanjang kedalaman. Ada dua tipe pengolahan aerobik
lagoon, yaitu tipe high rate yaitu dengan memaksimalkan produksi algae,
pada kedalaman lagoon sekitar 15 – 45 cm.
Tipe yang kedua biasanya disebut sebagai oksidation atau stabilisation
lagoon, dengan cara memaksimalkan konsentrasi oksigen yang dihasilkan,
kedalaman lagoon sampai 1,5m. Untuk mencapai hasil terbaik, lagoon diaduk
secara periodik dengan pompa atau surface aeration.
Prinsip pengolahan ini adalah, bahan organik yang terlarut dalam air
dioksidasi oleh bakteri aerobik dan fakultatif dengan menggunakan oksigen
yang dihasilkan oleh algae yang tumbuh disekitar permukaan air. Proses
reaksi fotosintesis dan reaksi yang dilakukan algae dapat ditulis sebagai
berikut::
Photosintesis:
CO2 + 2H2O + cahaya matahari → CH2O + O2 + H2O

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

39

Sel Baru Algae
Respirasi
CH2O + O2 → CO2 + 2H2O
b. Aerated Lagoon
Aerated lagoon merupakan pengembangan dari aerobik lagoon yaitu
dengan memasang surface aerator untuk mengatasi bau dan beban organik
yang tinggi.
Pada proses aerated lagoon pada prinsipnya sama dengan extended
aeration pada proses lumpur aktif, poerbedaannya terletak pada kedalaman air
yang dangkal dan oksigen diperoleh dari surface aerator atau diffuser aerator.
Dalam aerated lagoon semua zat padat dipertahankan dalam keadaan
tersuspensi. Pada sistem ini tanpa dilakukan dan biasanya diikuti dengan
kolam pengendapan yang besar.

Air Baku

Kolom
Pengendapan
Aerated La