Evaluasi Pengolahan Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit (Studi Kasus : Pabrik Kelapa Sawit Dan Pabrik Inti Sawit, PTPN - I –Tg. Seumentoh, Kecamatan Karang Baru, Kabupaten Aceh Tamiang)

EVALUASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT

  

(Studi Kasus : Pabrik Kelapa Sawit dan Pabrik Inti Sawit,

PTPN - I –Tg. Seumentoh, Kecamatan Karang Baru,

Kabupaten Aceh Tamiang)

TUGAS AKHIR

  

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas

dan Memenuhi Syarat Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

  

ARSYAD HADOMUAN HRP

07 0404 035

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  

2012

KATA PENGANTAR.

  Alhamdulillah, puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan ridhonya serta kesehatan dan kekuatan kepada penulis, sehingga penulis menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.

  Tugas akhir ini berjudul “ Evaluasi Pengolahan Air Limbah Pabrik

  

Kelapa Sawit (Studi Kasus : PTPN I Tg. Seumentoh, Kecamatan Karang Baru,

Kabupaten Aceh Tamiang).

  Pada kesempatan ini penulis sertakan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada Drs. Kholil Jufri Hrp (Ayah), Gustina Nst (Ibu Kandung) dan Siti Rabiatun (Ibu) yang telah membesarkan, mendidik dan membimbing serta memberikan semangat dan dukungan. Mereka juga yang menanamkan kepada penulis akan makna ilmu dan kecintaan terhadap ilmu sejak kecil sampai sekarang. Untaian doa dan hangatnya kasih sayang yang mereka berikan menjadi tambahan energi dikala penulis mulai merasakan kejenuhan selama masa perkuliahan.

  Begitu juga saya mengucapkan terima kasih kepada Azwar dan Ahmad (abang kandung), Dina dan Fika (kakak Ipar), Misbah, Ajie dan Fitrah (adik Kandung) yang selalu memberikan doa, bantuan, dukungan material maupun spiritual sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.

  Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis telah banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak yang telah memberikan bimbingan dan bantuan sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi – tingginya atas bimbingan dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis. Dalam hal ini penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada :

  1. Bapak Alm. Ir. Sufrizal, M.Eng sebagai Dosen Pembimbing I yang telah berjasa dalam memberikan masukan dan motivasi kepada penulis.

  2. Bapak Ivan Indrawan, ST.MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan fikiran untuk memberikan bimbingan dan masukan yang lebih baik kepada penulis.

  3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  4. Bapak Ir. Syahrizal, MT. Sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  5. Bapak Ir. Boas Hutagalung, M.Sc, Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc,dan Bang Zaid Perdana, ST. MT. Sebagai dosen pembanding dan dosen di bidang TSA. Terima kasih atas bantuan dan dukungannya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

  6. Bapak/Ibu Staff pengajarserta pegawai Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  7. Kepada Karyawan PTPN I, khususnya Bang Ilham Nofika dan umumnya karyawan – karyawan lain yang telah bersedia membantu saya dalam penelitian di lapangan (di lokasi IPAL).

  8. Seluruh rekan – rekan stambuk 2007, khususnya yang sudah menjadi sarjana, yang telah memberikan motivasi dan semangat bagi saya sehingga saya menjadi terpacu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Rekan – rekan Komposits : Maulana M, Delfi, Izal, Kandar, Magic, Aris,

  Imam, Fuad, Fadil, Maulana R, dan lain – lain yang tak tersebutkan satu persatu saya ucapkan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan, baik dari segi ilmu agama, ilmu organisasi, ilmu ketekniksipilan dsb. Jazakumullah khairan.

  10. Kepada abang – abang Stambuk 05 dan 06: bang beni, bang nasrul, bang bangun, bang jefri, bang royhan, bang sawal, bang husin, dll, yang telah bersedia membantu penulis dalam masa perkuliahan. Penulis telah berusaha dengan seluruh daya dan upaya dalam menyelesaikan tugas akhir ini dengan sebaik – baiknya, tapi sebagai manusia yang tak luput dari kesalahan, penulis menyadari bahwa tugas akhir yang telah terselesaikan ini masih jauh dari kesempurnaan.dan di dalamnya terdapat banyak kekurangan akibat keterbatasan ilmu pengetahuan, pengalaman, referensi yang dimiliki oleh penulis.

  Oleh sebab itu, dengan ikhlas hati penulis siap menerima kritik dan saran yang bersifat konstruktif demi kemajuan penulis khususnya dan umumnya bagi pengembangan ilmu pengetahuan bagi seluruh mahasiswa pada masa depan. Harapan penulis hanya satu, yaitu: Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

  Medan, Februari 2012.

ARSYAD HADOMUAN HRP 07 0404 035

  

ABSTRAK.

  PKS Tg. Seumentoh merupakan salah satu pabrik penghasil minyak sawit

yang dimiliki oleh PTPN I yang didirikan pada tahun 13 juli 1977. PKS ini

merupakan salah satu sentral perkebunan khususnya bagi Aceh tamiang dan

umumnya bagi seluruh NAD, karena memiliki kapasitas olah yang besar yaitu: 60

ton TBS/jam sehingga sangat memegang peranan penting dalam peningkatan hasil

yaitu sebesar 25 %.

  Penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan metode deskriptif dan kuantitatif.

Proses penyaluran air limbah menggunakan sistem penyaluran terpisah sedangkan

proses pengolahan limbah cair menggunakan sistem kolam. Data yang digunakan

untuk perhitungan adalah data sekunder yang bersumber dari karyawan dan badan

instansi yang berkaitan dengan PKS dan data sekunder yang bersumber dari

literatur yang berkaitan dengan studi ini.

  Analisa berupa perhitungan efektifitas dan efisiensi terhadap peningkatan

volume limbah dibandingkan dengan dimensi kolam IPAL yang ada pada saat ini,

kualitas kandungan air limbah hasil produksi minyak sawit, tahapan pengolahan dan

proses pembuangan dari suatu kolam ke kolam lainnya yang kemudian

dievaluasikan terhadap parameter – parameter yang berlaku pada limbah cair

sebelum akhirnya limbah tersebut dibuang ke badan penerima (sungai).

  3 Dari hasil evaluasi yang dilakukan, untuk kapasitas 720 m /hari. Ada

beberapa unit yang harus dibangun agar sistem pengolahan dapat berlangsung lebih

efektif dan lebih baik. Jumlah BOD dan COD yang tereduksi selama dalam sistem

pengolahan mencapai 80,644 %.

   Rincian masing – masing efisiensi reduksi BOD dan COD adalah: Kolam

anaerobik 20 %, kolam aerobik 50%, kolam fakultatif 10%, kolam aerasi 40 % dan

kolam akhir (final pond) 20%. Dari hasil studi yang dilakukan kualitas BOD effluent

yakni sebesar 48,38 mg/l dan COD effluent sebesar 290,3 mg/l sehingga kita dapat

mengetahui bahwa BOD dan COD pada limbah cair PKS Tg. Seumentoh sudah

memenuhi standard yang telah ditetapkan KEPMEN LH.

  Kata Kunci : PKS Tg.Seumentoh, Air Limbah, BOD dan COD.

  DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR. ................................................................................... i ABSTRAK. ........................................................................................................... iv DAFTAR ISI. ............................................................................................... v DAFTAR TABEL. ............................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR. ................................................................................... ix DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL. ............................................... xi DAFTAR LAMPIRAN. ................................................................................... xii BAB I PENDAHULUAN.

  1.1. Umum. .......................................................................... 1

  1.2. Latar Belakang. .............................................................. 2

  1.3. Tujuan Penulisan. .............................................................. 3

  1.4. Ruang Lingkup Permasalahan. ...................................... 4

  1.5. Pembatasan Masalah. .............................................................. 4

  1.6. Metodologi Penelitian. .................................................. 5

  1.7. Sistematika Penulisan. .................................................. 6

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1. Umum. .......................................................................... 7

  2.1.1. Peraturan Perundangan Yang Mengatur Pengelolaan Lingkungan Pabrik Kelapa Sawit. .......................... 9

  2.2. Limbah Industri Kelapa Sawit. .................................... 10

  2.2.1 Baku Mutu LCPKS. ................................................ 11

  2.3. Teknologi Pengolahan LCPKS. .................................... 12

  2.3.1. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). ............ 12

  2.3.2. Proses Pengolahan LCPKS. .................................... 13

  2.3.3. Pemeliharaan Kolam Limbah. ........................ 16

  2.4. Sistem Penyaluran Air Buangan. .................................... 17

  2.4.1. Sistem Penyaluran Terpisah. .................................... 17

  2.4.2. Sistem Penyaluran Tercampur. ........................ 19

  2.5. Garis Tenaga dan Garis Tekanan pada Pipa. ........................ 20

  2.5.1. Pipa dengan Pompa. ................................................ 21

  2.5.2. Pipa Hubungan Seri. ................................................ 22

  2.6. Tujuan Hidrolika Aliran dalam IPAL. ........................ 24

  2.6.1. Aliran Melalui Pipa. ................................................ 24

  2.6.2. Kehilangan Energi Akibat Gesekan Pipa. ............ 25

  2.6.3. Kehilangan Tenaga Sekunder dalam Pipa. ............ 30 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN.

  3.1. Umum. ........................................................................ 34

  3.2. Gambaran Singkat Tentang PKS Tg. Seumentoh. ............ 35

  3.3. Lokasi PKS Tg. Seumentoh. ................................................ 36

  3.4. Kondisi Existing. ............................................................ 36

  3.5. Cara Pengumpulan Data. ................................................ 42

  3.6. Analisa Data. ........................................................................ 43

  3.7. Efisiensi Pengolahan. ............................................................ 45

  BAB IV. EVALUASI.

  4.1. Evaluasi Kolam Fat – fit. ................................................ 47

  4.2. Evaluasi Kolam Anaerobik I. .................................... 52

  4.3. Evaluasi Kolam Anaerobik II. .................................... 55

  4.4. Evaluasi Kolam Aerobik. ................................................ 58

  4.5. Evaluasi Kolam Fakultatif. ................................................ 65

  4.6. Evaluasi Kolam Aerasi. ................................................ 68

  4.7. Evaluasi Final Pond. ................................................ 73

  4.8. Evaluasi Debit Maksimum Kegiatan Industri PKS. ............ 77

  4.9. Evaluasi terhadap Waktu dalam Proses Pengurasan Lumpur. .................................... 78

  4.10. Evaluasi terhadap Kualitas Air Limbah. ........................ 82 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN.

  5.1. Kesimpulan. ...................................................................... 84

  5.2. Saran. ...................................................................... 85

  

DAFTAR PUSTAKA. .................................................................................. 88

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.7. Nilai Kb Untuk Berbagai Nilai R/D ................................................ 33Tabel 4.6. Perbandingan Antara Hasil Analisa dengan Hasil Uji LaboratoriumTabel 4.5. Evaluasi terhadap Pengolahan BOD dan COD IPAL PKS. ........... 83Tabel 4.4. Faktor Koreksi Untuk Kedalaman dan Sudut Putar. ........... 80

  Waktu Siklus ( CT ) Backhoe Beroda Crawler (menit). ............ 79

Tabel 4.2. Faktor Koreksi ( BFF ) Untuk Alat Gali. .................................... 79 Tabel 4.3.Tabel 4.1 Spesifikasi Pompa pada Kolam Fat – fit. .................................... 51Tabel 3.1. Kualitas Limbah Cair Kegiatan PKS. .................................... 45

  ................................................ 33

Tabel 2.1. Baku Mutu Limbah Cair Industri Minyak Sawit. ........................ 11Tabel 2.6. Nilai Kb Untuk Berbagai Nilai α.

  ................................................ 32

Tabel 2.5. Nilai Ke Untuk Berbagai Nilai α.

  2 /D 1 . .................................... 31

Tabel 2.4. Nilai Kc Untuk Berbagai Nilai DTabel 2.3. Koefisien Hazen – Williams. ............................................................ 30Tabel 2.2. Koefisien Manning Untuk Beberapa Jenis Pipa. ........................ 29

  Limbah Cair Kegiatan Pabrik Kelapa Sawit. .................................... 83

  

DAFTAR GAMBAR.

Gambar 2.1. Skema Pengolahan Limbah dengan Sistem Kolam. ........................ 14Gambar 2.2. Sistem Saluran Terpisah. ............................................................ 18Gambar 2.3. Sistem Penyaluran Tercampur. ................................................ 19Gambar 2.4. Garis Tenaga dan Tekanan. ............................................................ 20Gambar 2.5. Pipa dengan Pompa. ........................................................................ 21Gambar 2.6. Pipa Hubungan Seri. ............................................................ 22Gambar 2.7. Penurunan Rumus Darcy – Weisbach. .................................... 25Gambar 2.8. Diagram Moody. ........................................................................ 28Gambar 2.9. Pipa Menuju Kolam ........................................................................ 32Gambar 2.10. Perbesaran penampang berangsur – angsur .................................... 32Gambar 2.11. Belokkan pada pipa ........................................................................ 33Gambar 2.12. Perbandingan nilai R/D untuk nilai K .................................... 33Gambar 3.1. Tampak Depan PKS Tg. Seumentoh. .................................... 35Gambar 3.2. Fat – Pit. .................................................................................... 37Gambar 3.3. Kolam Anaerobik I. ........................................................................ 38Gambar 3.4. Kolam Anaerobik II. ........................................................................ 39Gambar 3.5. Kolam Fakultatif. ........................................................................ 40Gambar 3.6. Kolam Aerobik. ........................................................................ 41Gambar 3.7. Final Pond. .................................................................................... 42Gambar 4.1. Bagan alir pengolahan limbah PKS Tg. Seumentoh ........................ 47Gambar 4.2. Dimensi kolam Fat - fit. ................................................ 47Gambar 4.3. Pipa penyaluran dengan pompa dari kolam fat – fit. ........................ 50Gambar 4.4. Grafik Karakteristik pompa Grundfous. .................................... 51Gambar 4.5. Vertikal multistage centrifugal pump. .................................... 51Gambar 4.6. Dimensi kolam Anaerobik I. ................................................ 52Gambar 4.7. Pipa penyaluran pada kolam Anaerobik I. .................................... 54Gambar 4.8. Dimensi kolam Anaerobik II. ................................................ 55Gambar 4.9. Pipa penyaluran pada kolam anaerobik II .................................... 57Gambar 4.10. Dimensi kolam Aerobik. ................................................ 59Gambar 4.11. Pipa penyaluran pada kolam Aerobik. .................................... 60Gambar 4.12. Pipa penyaluran dari kolam Aerobik ke Fakultatif. ........................ 62Gambar 4.13. Dimensi kolam Fakultatif. ................................................ 65Gambar 4.14. Pipa penyaluran pada kolam Fakultatif. .................................... 67Gambar 4.15. Dimensi kolam Sirkulasi (Aerator pond). ........................ 68Gambar 4.16. Pipa penyaluran pada kolam sirkulasi. .................................... 70Gambar 4.17. Aerator pump. ........................................................................ 70Gambar 4.18. Pompa Sirkulasi. ........................................................................ 71Gambar 4.19. Dimensi Final Pond. ........................................................................ 73Gambar 4.20. Pipa penyaluran dari Final Pond ke sungai. .................................... 76Gambar 4.21. Grafik Karakteristik pompa Grundfous. .................................... 76Gambar 4.20. Pompa Sentrifugal. ........................................................................ 77

DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL.

  BOD = Biochemichal Oxygen Demand. COD = Chemical Oxygen Demand. TSS = Total Suspended Solid. TBS = Tandan Buah Segar. PKS = Pabrik Kelapa Sawit. LC = Limbah Cair.

  IPAL = Instalasi Pengolahan Air Limbah. BPAB = Bangunan Pengolahan Air Buangan. KEPMEN = Keputusan Menteri. LH = Lingkungan Hidup. Q = Debit (m

  3 /det).

  V = Kecepatan Aliran (m/s). Tr = Waktu tinggal (jam). D = Diameter Pipa (inch). hf = Kehilangan Tenaga Akibat Gesekan. H = Tinggi Tekanan Efektif (m). Hs = Tinggi Statis (m). P = Daya Pompa (hp). η = Efisiensi Pompa (%).

  Le = Panjang Saluran (m). Hb = Kehilangan tenaga akibat belokkan pipa (m). Hs = Kehilangan tenaga akibat sambungan pipa (m). ∑h

  = Kehilangan tenaga total (major dan minor loss)