menganalisis dan merancang unit instalas

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan mendasar bagi semua makhluk hidup, air juga merupakan
faktor pendukung terbentuknya suatu kehidupakan di dunia. Dalam kehidupan manusia
air digunakan sebagai sarana untuk kelestarian hidup, konsumsi, dan sarana
pembangunan.
Namun, di era globalisasi ini pembangunan yang ada tumbuh secara cepat
mengakibatkan terdapatnya suatu paradigma atau pemikiran bahwa air yang tidak
pernah habis mengakibatkan bakumutunya tetap terjaga. Tetapi kemajuan teknologi
membuat era industri berkembang menjadi pesat. Hal ini mengakibatkan terjadinya
pencemaran di berbagai sektor, terutama lingkungan di sektor perairan. Pencemaran
yang terjadi ternyata mengakibatkan dampak yang sangat merugikan bagi manusia,
salah satu nya ialah keracunan akibat pencemaran limbah industri.
Limbah adalah buangan dari kegiatan manusia, makhluk hidup lainnya dan proses alam
yang belum dapat dimanfaatkan karena pengolahannya tidak ekonomis. Karena
perkembangan teknologi nantinya buangan tersebut dapat dimanfaatkan, buangan
tersebut tidak dapat lagi disebut limbah. Air dikatakan tercemar jika adanya
penambahan makhluk hidup, energi atau komponen lainnya baik sengaja maupun tidak,
kedalam air yang menyebabkan kualitas air turun sampai tingkat yang menyebabkan air

tidak sesuai dengan peruntukannya. Komposisi limbah cair domestik rata-rata
mengandung bahan organik dan senyawa mineral yang berasal dari sisa makanan, urin,
dan sabun.
Di Indonesia pencemaran yang menyumbang terjadinya pencemaran lingkungan salah
satunya adalah limbah industri rumahan yakni limbah laundry. Laundry ini menaikan
kadar baku mutu BOD, COD, serta TSS dalam air. BOD, COD dan TSS ini
1

mengakibatkan terjadinya perubahan pada warna air, bau air, berkurangnya kadar
oksigen dalam air, bertambahnya tumbuhan air, dan menyebabkan terjadinya
sedimentasi pada drainase.
Oleh karena itu diperlukan pengolahan lebih lanjut seperti penggunanaan IPAL,
sehingga dapat diketahui kadar BOD, COD dan TSS setelah diolah melalui IPAL, juga
dapat mengetahui fungsi dari setiap IPAL yang ada.

1.2 Tujuan
a.
b.

Untuk mengetahui dampak dan pengaruh limbah laundry pada lingkungan.

Untuk menganalisis dan merancang unit instalasi pengolahan air limbah laundry
secara sederhana dengan metode biologi, fisika, dan kimia.

2

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karakteristik Air
Air adalah sumber daya alam yang dapat diperbarui. Jumlahnya sangat melimpah di
muka bumi ini tetapi sangat disayangkan kualitasnya mengalami penurunan
dikarenakan aktivitas manusia yang berdampak pada pencemaran lingkungan hidup.
Dengan adanya penurunan kualitas air ini, saat ini sangat sulit menemukan air bersih
untuk dikonsumsi manusia maupun untuk industri.
Air berasal dari dua sumber yaitu air permukaan (surface water) dan air tanah (ground
water). Air permukaan adalah air yang berada di danau, waduk, rawa, sungai dan badan
air lain yang tidak mengalami infiltrasi ke bawah tanah sedangkan air tanah adalah air
yang berada di bawah permukaan tanah. Air tanah dapat berupa air sumur dalam
maupun air sumur dangkal. Air sumur dalam ialah air yang telah merembes melalui
lapisan-lapisan mineral masuk ke tanah, dimana selama perembesan bahan-bahan

organiknya tertahan, sehingga air sumur dalam dapat diminum karena bebas dari bakteri
sebaliknya air sumur dangkal tidak dapat langsung diminum. Karakteristik air tanah
sangat berbeda dengan air permukaan, dimana kandungan bahan-bahan terlarut dalam
air tanah ditunjukkan dalam Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Kandungan bahan-bahan terlarut dalam air tanah
Ion Utama atau

Ion Sekunder atau

Ion Minor atau

Mayor Constituents

Secondary Constituents

Minor Constituents

(1,0 - 1.000 mg/liter)
Sodium (Natrium)

(0,01 - 10,0 mg/liter)
Besi

(0,0001 – 1 mg/liter)
Arsen
Lead/Timbal

Kalsium

Aluminium

Barium

Litium

Magnesium

Kalsium

Bromida

Mangan

Bikarbonat

Karbonat

Cadmium

Nikel

Sulfat

Nitrat

Kromium

Fosfat
3

Klorida

Fluorida

Kobalt

Strontium

Silika

Boron

Copper

Uranium

Selenium

Iodide

Zinc

Kandungan bahan terlarut (TDS: total dissolved solid) dan CO2 tergantung dari mana air
tanah itu berasal, air tanah yang berasal dari lapisan deposit pasir memiliki kandungan
CO2 tinggi dan TDS rendah tetapi yang berasal dari lapisan deposit kapur kada CO 2 nya
rendah tetapi TDS-nya tinggi.

2.2 Detergen dan Limbah Laundry
Detergen merupakan suatu senyawa sintetis zat aktif muka (surface active agent) yang
dipakai sebagai zat pencuci yang baik untuk keperluan rumah tangga, industri tekstil,
kosmetik, obat-obatan, logam, kertas, dan karet. Detergen memiliki sifat pendispersi,
pencucian dan pengemulsi. Penyusun utama senyawa ini adalah Dodecyl Benzena
Sulfonat (DBS) yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan busa (Ginting, 2007).
Limbah laundry yang dihasilkan oleh detergen mengandung pospat yang tinggi. Pospat
ini berasal dari Sodium Tripolyphospate (STPP) yang merupakan salah satu bahan yang
kadarnya besar dalam detergen (Hera, 2003). Dalam detergen, STPP ini berfungsi
sebagai builder yang merupakan unsur terpenting kedua setelah surfaktan karena
kemampuannya menonaktifkan mineral kesadahan dalam air sehingga detergen dapat
bekerja secara optimal. STPP ini akan terhidrolisa menjadi PO 4 dan P2O7 yang
selanjutnya juga terhidrolisa menjasi PO4 (HERA, 2003). Reaksinya adalah sebagai

berikut:
P3O105- + H2O PO43- + P2O74- + 2H+
P2O74- + H2O

2PO43- + 2H+

Pemutih, air sorftener, surfaktan merupakan bahan terpenting pada detergen laundry
(Jakobi dan Lohr, 1987). Kandungan limbah laundry yang sangat kotor mengandung
mineral oil, logam berat, dan senyawa berbahaya di mana harga COD mencapai 1200
4

sampai 20.000 mg O2/L. Limbah laundry dari hotel, harga COD mencapai 600-2500 mg
O2/L. Kandungan limbah laundry dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Kandungan limbah laundry
Parameter
Temperatur (oC)
pH
Suspended substances (mg/L)
Sediment substances (mg/L)

Cl2 (mg/L)
Total nitrogen (mg/L)
Nitrogen ammonia (mg/L)
Total pospat (mg/L)
COD (mg O2/L)
BOD5 (mg O2/L)
Mineral oil (mg/L)
AOX (mg/L)
Anionic surfactant (mg/L)

Kondisi limbah

Konsentrasi batas pada

laundry

emisi air
30
6.5-9
80

0.5
0.2
10
5
1
200
30
10
0.5
1

62
9.6
35
2
0.1
2.75
2.45
9.9
280

195
4.8
0.12
10.1

Penjelasan untuk tiap parameter yang dianalisis adalah sebagai berikut:
a. BOD
BOD atau Biochemical Oxygen Demand adalah suatu karakteristik yang
menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme
(biasanya bakteri) untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam
kondisi aerobik, bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan
organik yang siap terdekomposisi. BOD sebagai suatu ukuran jumlah oksigen yang
digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai respon
terhadap masuknya bahan organik yang dapat diurai.
b. COD
COD adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat
organik yang ada dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasi K2,Cr2,O7 digunakan
sebagai sumber oksigen (oxidizing agent). Dengan kata lain COD merupakan
jumlah oksigen terlarut yang digunakan untuk mengurai bahan organik yang
terkandung dalam perairan. COD dan BOD berperan dalam penentuan kualitas suatu
perairan, apakah perairan tersebut tercemar atau tidak. Selain itu, Oksigen terlarut
berperan dalam proses oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik apabila
nilai dari COD dan BOD tersebut masih dibawah baku mutu yang diperbolehkan
5

untuk ada diperairan, sedangkan apabila nilai COD dan BOD diatas baku mutu
maka hal tersebut akan menimbulkan pencemaran pada perairan, dampak lebih
lanjutnya adalah mengakibatkan kerusakan ekosistem pada perairan tersebut.
c. TSS
Secara garis besar TSS adalah kandungan padatan dalam air yang mempunyai
ukuran sangat kecil dan tidak dilihat dengan kasat mata. Kandungan TSS biasanya
berupa logam, sehingga dengan adanya TSS dalam keadaan yang tinggi maka
kekeruhan akan semakin meningkat dan kualitas air limbah semakin menurun.
d. pH
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman
atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Derajat keasaman atau pH
merupakan suatu indeks kadar ion hidrogen (H+) yang mencirikan keseimbangan
asam dan basa. Derajat keasaman suatu perairan, baik tumbuhan maupun hewan
sehingga sering dipakai sebagai petunjuk untuk menyatakan baik atau buruknya
suatu perairan. Nilai pH juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi
produktifitas perairan. Nilai pH pada suatu perairan mempunyai pengaruh yang
besar terhadap organisme perairan sehingga seringkali dijadikan petunjuk untuk
menyatakan baik buruknya suatu perairan. Air murni bersifat netral, dengan pH-nya
pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh
disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat
basa atau alkali.

2.3 Jenis-jenis Pengolahan Air Limbah
Pengelolaan limbah adalah kegiatan terpadu yang meliputi kegiatan pengurangan
(minimization), segregasi (segregation), penanganan (handling), pemanfaatan dan
pengolahan limbah. Pengolahan air limbah biasanya menerapkan 3 tahapan proses yaitu
pengolahan pendahuluan (pre-treatment), pengolahan utama (primary treatment), dan
pengolahan akhir (post treatment). Pengolahan pendahuluan ditujukan untuk
mengkondisikan aliran, beban limbah dan karakter lainnya agar sesuai untuk masuk ke
pengolahan utama. Pengolahan utama adalah proses yang dipilih untuk menurunkan
pencemar utama dalam air limbah. Selanjutnya pada pengolahan akhir dilakukan proses
lanjutan untuk mengolah limbah agar sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan. Jika
6

hasil limbah yang dikeluarkan oleh industri-industri tidak mengalami proses pengolahan
terlebih dahulu maka akan menyebabkan kerugian-kerugian yang akan dialami oleh
masyarakat-masyarakat yang tinggal didekat pembuangan limbah industri tersebut
(Yuli, 2010).
Pengolahan air limbah secara fisik merupakan pengolahan awal (primary treatment) air
limbah sebelum dilakukan pengolahan lanjutan, pengolahan secara fisik bertujuan
untuk menyisihkan padatan-padatan berukuran besar seperti plastik, kertas, kayu, pasir,
koral, minyak, oli, lemak, dan sebagainya. Pengolahan air limbah secara fisik
dimaksudkan untuk melindungi peralatan-peralatan seperti pompa, perpipaan dan proses
pengolahan selanjutnya. Beberapa unit operasi yang diaplikasikan pada proses
pengolahan

air

limbah

pemecahan/grinding

secara

(comminution),

fisik

diantaranya:

penyeragaman

penyaringan

(equalization),

(screening),
pengendapan

(sedimentation), penyaringan (flitration), pengapungan (floatation).
1. Screening
Screening merupakan unit operasi yang diaplikasikan pada awal pengolahan air
limbah. Tujuan dari screening ini adalah untuk pemisahan material berukuran besar
seperti kertas, plastik, kayu, kulit udang, sisik ikan, dan sebagainya.
2. Pemecah/Grinding (Comminution)
Pada umumnya unit operasi ini dipergunakan untuk memecah padatan yang tertahan
pada screen dan padatan ini dapat dikembalikan ke dalam aliran air limbah atau
dibuang.
3. Pemisahan pasir (Grit Chamber)
Pemisahan padatan seperti pasir dalam air limbah dapat dilakukan dengan unit
operasi grit chamber.
4. Penyeragaman (Equalization)
Equalisasi berfungsi untuk penyeragaman kondisi air limbah, dan pengendali aliran,
dalam equalisasi dapat dilakukan proses pengadukan untuk menjaga homoginitas,
injeksi udara yang bertujuan agar limbah tidak bersifat septik atau anaerobik.
Kemiringan atau slope bak equalisasi pada umumnya mempergunakan perbandingan
3 : 1 atau 2 : 1. Pembangunan bak equalisasi di beberapa industri biasanya

7

dibangun berbentuk persegi empat panjang atau rectangular dengan kedalaman 1,5 –
2 m.
5. Sedimentasi (Sedimentation)
Sedimentasi merupakan unit operasi yang sering dipergunakan dalam proses
pengolahan air atau air limbah seperti pemisahan partikel tersuspensi pada awal
proses pengolahan air limbah, proses pemisahan partikel flok pada proses
pengolahan air limbah secara kimia, dan proses pemisahan mikroorganisme (sludge)
pada proses pengolahan air limbah secara biologi.
Tabel 2.3. Data perancangan sedimentasi silinder dan rectangular

Rectangular sedimentation tanks
Kedalaman
3 - 5 m (umumnya 3,6 m)
Lebar
3 – 24 m (umumnya 6-10 m)
Panjang
Flight speed

12-45 m)
15 - 90 m (umumnya 25-40 m)
------------0,6 – 1,2 m/menit (umumnya 1.0 Scraper’s speed
m/menit

Bottom Slope

Circular sedimentation tanks
3 - 5 m (umumnya 4,5 m)
Diameter 3,6 – 60 m (umumnya

0.02-0.05/min

(umunya 0.03 Rev/min)
60-160 mm/m (umumnya

1 in/ft atau 0.9m/m

80

mm/m)

Tabel 2.4. Data perancangan sedimentasi silinder

Primary settling (secondary treatment)
Waktu tinggal
1,5-2,5 jam (umumnya 2
jam )
Laju alir limpahan
(over flow rate)

32 – 48 m3/m2.hari

Activated sludge
1,5 – 2,5 jam (umumnya 2 jam )
24 – 32 m3/m2.hari

Tabel 2.5. Data perancangan sedimentasi silinder

Laju alir limpahan
(m3/m2.hari)
24
32
48
60
80
100

Kedalaman
(3,0 m)
3,0
2,3
1,5
1,2
0,9
0,7

Waktu tinggal (jam)
Kedalaman
Kedalaman
(3,5 m)
3,5
2,6
1,8
1,4
1,1
0,8

(4,0 m)
4,0
3,0
2,0
1,6
1,2
1,0

Kedalaman
(5,0 m)
5,0
3,8
2,5
2,0
1,5
1,2
8

130

0,6

0,7

0,8

1,0

6. Filtrasi (Filtration)
Dalam pengolahan air limbah filtrasi dioperasikan untuk pemisahan partikel
(padatan) pada effluen (pengeluaran). Pemisahan padatan dilakukan dengan
menggunakan media yang disebut media filter merupakan bahan padat seperti pasir,
batu bara, kerikil dan sebagainya yang tersusun sedemikian rupa, padatan yang
dipisahkan tertahan pada permukaan dan sela-sela (porositas) media filter.
Tabel 2.6. Perbandingan operasional slow sand filter terhadap rapid sand filter

Karakteristik

Slow sand filter

Laju filtrasi
Ukuran unit filtrasi
Tinggi media

Rapid sand filter
Gravity
Pressure
3
2
3
2
2-5 m /m .hari
120-360 m /m .hari
Besar (2000 m2)
Kecil (100 m2)
Kerikil 300 mm Kerikil 500 mm,

Ukuran pasir efektif
Koefisien seragam
Hilang tekan
Waktu operasi
Metode pembersihan

dan pasir 1,0 m
0,35 mm
2-2,5