Kinerja Sistem Instalasi Pengolahan Air

ISBN 978-602-9092-64-6

KINERJA SISTEM INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH
DENGAN SERI UNIT ANAEROBIC BAFFLED REACTOR (ABR) DAN
ANAEROBICBIOFILTER PADA RUSUNAWA
1.

Didik Bambang Supriyadi 1) dan Nieke Karnaningroem2)
2. Jurusan Teknik Lingkungan , Institut Teknologi Sepuluh Nopember
E-mail : 1)ddk@enviro.its.ac.id dan 2)nieke@enviro.its.ac.id
ABSTRAK
Unit pengolahan air limbah (IPAL) yang diterapkan pada Rusunawa menggunakan unit anaerobic
baffled reactor (ABR) dan anaerobic biofilter bermedia batu koral.Unit tersebut, sejak dibangun sampai
dioperasikan belum pernah dipantau atau dimonitor kinerja instalasinya. Untuk memonitor kinerja setiap unit
pada IPAL apakah sudah optimal atau belum, perlu dianalisis parameter kualitas pada masing- masing unit
IPAL tersebut. Hasil penilaian kinerja masing-masing unit dilihat dari % removal ABR: BOD mencapai 28,774,3%, COD 29,3-74,4%, dan TSS 55,5-86,4%, sedangkan % removal pada unit anaerobic biofilter: untuk
minyak dan lemak telah mencapai 39,5-93,2%, BOD 3,4-24,1%, COD 2,5-23,9%, dan TSS 12,8-29,1%,
hasilnya cukup tinggi.Akan tetapi hasil tersebut masih belum bisa menggambarkan kinerja unit IPAL, sehingga
diperlukan analisis air limbah yang dilakukan dengan pengambilan sampel pada titik inlet dan outlet pada
setiap unit IPAL. Selanjutnya, hasil analisis parameter tersebut harus dibandingkan dengan baku mutu air
limbah domestik berdasarkan pada Peraturan Gubernur Jatim No. 72 tahun 2013. Dan akhirnya hasil

perbandingan tersebut dijadikan sebagai dasar perbaikan sistem pengolahan.Berdasar pada hasil uji kualitas
efluen IPAL Rusunawa yang dilakukan pada unit anaerobic baffled reactor (ABR) dan anaerobic biofilter
bermedia batu koral untuk parameter BOD, COD, TSS, serta minyak dan lemak, ternyata menunjukkan bahwa
kinerja IPAL Rusunawa belum efektif . Hal ini, karena hasil uji terhadap parameter BOD, COD, pada efluen
yang dihasilkan masih melebihi nilai atau belum memenuhi baku mutu berdasarkan Peraturan Gubernur Jatim
No. 72 tahun 2013.

Kata kunci:Kinerja, ABR, Anaerobic Biofilter, Rusunawa

ABSTRACK
Wastewater treatment plant (WWTP) is applied to the Rusunawa using anaerobic baffled reactor units
(ABR) and anaerobic biofilter mediated coral. The unit, since it was built to be operated has not been observed
or monitored the performance of the installation. To monitor the performance of each unit at the WWTP whether
optimal or not, needs to be analyzed parameters on the quality of each unit of the WWTP. The results of the
performance assessment of each unit seen from the% removal ABR: BOD reach 28.7 to 74.3%, COD from 29.3
to 74.4%, and TSS from 55.5 to 86.4%, while the% removal of the unit anaerobic biofilter: for oils and fats has
reached 39.5 to 93.2%, BOD from 3.4 to 24.1%, COD 2.5 to 23.9%, and TSS 12.8 to 29.1%, the results is quite
large. However, these results still have not been able to describe the performance of wastewater treatment unit,
so that the necessary waste water analysis conducted by sampling at the point of inlet and outlet on each unit of
the WWTP. Furthermore, the results of the ana lysis of these parameters should be compared with domestic

waste water quality standard based on Java Governor Regulation No. 72 in 2013. And finally the results of such
comparisons serve as a basis for improvement of the processing system. Based on WWTP effluent quality test
results conducted on the unit Rusunawa anaerobic baffled reactor (ABR) and anaerobic biofilter mediated coral
for the parameters BOD, COD, TSS, oil and grease, it shows that the performance of the WWTP Rusunawa yet
effective. This, because the test results of the parameters BOD, COD, the resulting effluent still exceeds the value
or do not meet quality standard by East Java Governor Regulation No. 72 in 2013.

Keywords: Performance, ABR, anaerobic biofilter, Rusunawa
rumah secara vertikal yang bertujuan menghemat
luas lahan, mengingat harga lahan di perkotaan
sangat mahal. Hal ini juga dilakukan oleh
Pembangunan
Rumah
Susun
Sewa
Pemerintah Kota Surabaya dengan membangun
(Rusunawa) merupakan alternatif pembangunan
Rusunawa di kota Surabaya. Rusunawa ini terdiri
Proceeding Seminar Nasional Teknik Lingkungan ULM 2014
“Teknologi Praktis dalam Upaya Konservasi Air dan Energi” |92

1.

PENDAHULUAN

ISBN 978-602-9092-64-6
dari 2 twin blok dengan jumlah satuan rumah 24 unit
pada tiap lantai. Untuk menjaga kualitas lingkungan,
maka pada Rusunawa tersebut dilengkapi Instalasi
Pengolahan Air Limbah (IPAL).Pembangunan IPAL
pada umumnya bertujuan untuk mengolah air limbah
agar tidak mencemari lingkungan. Hasil pengolahan
air limbah (efluen) sebelum dibuang ke badan air
harus memenuhi syarat Peraturan Menteri Negara
Lingkungan Hidup Nomor 112 tahun 2003 dan
peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 tahun
2013.
IPAL pada Rusunawa tersebut digunakan
untuk mengolah limbah domestik, baik limbah tinja
(blackwater ) maupun limbah buangan dari kamar

mandi dan dapur (greywater ).Unit IPAL yang ada
meliputi unit Anaerobic Baffled Reactor (ABR) dan
unit Anaerobic Biofilter . Proses pengolahan limbah
tinja dan limbah yang berasal dari kamar mandi serta
dapur pada Rusunawa itu disalurkan melalui
perpipaan menuju unit ABR yang terdiri dari 5
kompartemen. Setelah mengalami pengolahan di
unit ABR selama waktu tertentu, selanjutnya
dialirkan menuju ke unit Anaerobic Biofilter .Efluen
dari unit Anaerobic Biofilter selanjutnya dibuang
langsung ke saluran drainase di kawasan sekitar
Rusunawa.
Kinerja suatu IPAL akan bekerja secara
efektif (efisiensi tinggi) dalam mengolah air limbah
jika efluen memenuhi syarat baku mutu yang
ditetapkan peraturan. Oleh karena itu, Badan
Lingkungan Hidup (BLH) Kota Surabaya yang
berkompeten di bidang lingkungan telah melakukan
uji kualitas efluen IPAL Rusunawa tersebut. Hasil
uji kualitas efluen (% removal) di unit ABR

menunjukkan konsentrasi BOD bervariasi antara
28,7 – 74,3 %, konsentrasi COD bervariasi antara
29,3 – 74,4 %, dan konsentrasi TSS bervariasi antara
55,5 – 86,4 % sedangkan di unit Anaerobic Biofilter :
menunjukkan konsentrasi minyak dan lemak
bervariasi antara 39,5 – 93,2 %, konsentrasi BOD
bervariasi antara 3,4 – 24,1 %, konsentrasi COD
bervariasi antara 2,5 – 23,9 %, dan konsentrasi TSS
bervariasi antara 12,8 – 29,1 %.
Evaluasi terhadap kinerja IPAL Rusunawa
belum pernah dilaksanakan sejak IPAL dioperasikan
pada tahun 2009. Oleh karena itu, studi terkait
kinerja IPAL Rusunawa perlu dilakukan untuk
mengetahui seberapa besar efektifitas kinerja IPAL
beserta alternatif solusinya. Penelitian ini bertujuan
untuk mengevaluasi penyebab kinerja IPAL
Rusunawa belum bekerja secara efektif.

2.

METODE

Metodologi dalam evaluasi kinerja IPAL
Rusunawa dirinci sebagai berikut:
1. Permohonan surat izin pada instansi terkait.
2. Survei lapangan dan wawancara dengan
Pengelola Rusunawa tentang: lokasi IPAL,
jumlah blok, jumlah penghuni, dan jumlah
kebutuhan air bersih.

3. Melakukan pengukuran dimensi (panjang, lebar,
kedalaman) unit ABR dan unit Anaerobic
Biofilter .
4. Melakukan sampling air limbah pada inlet dan
outlet ABR dan outlet Anaerobic Biofilter
dengan rincian sebagai berikut:
 Kode A pada inlet ABR blok 1
 Kode B pada outlet ABR blok 1
 Kode C pada outlet Anaerobic Biofilter blok
1

 Kode D pada inlet ABR blok 2
 Kode E pada outlet ABR blok 2
 Kode F pada outlet Anaerobic Biofilter blok 2
Adapun jumlah sampling masing-masing
sebanyak 4 kali dengan jadwal pengambilan
sampel sbb:
 Pengukuran ke-I pada 15 April 2014
 Pengukuran ke-II pada 22 April 2014
 Pengukuran ke-III pada 29 April 2014
 Pengukuran ke-IV pada 6 Mei 2014
5. Menghitung debit air limbah.
6. Membandingkan parameter-parameter hasil
sampling (BOD, COD, TSS, Minyak dan
Lemak) dengan baku mutu dari peraturan.
7. Menghitung efisiensi removal unit ABR dan unit
Anaerobic Biofilter .
8. Membandingkan parameter kinerja unit ABR
dan unit Anaerobic Biofilter dengan kriteria
desain. Parameter kinerja yang digunakan
meliputi efisiensi removal, beban organik (OLR),

hydraulic retention time (HRT), dan kecepatan
up flow (V-up).
Prosedur analisis kualitas sampel pada
penelitian ini disesuaikan dengan metode standar
seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Metode Analisis Parameter Uji
No.

Parameter

Metode

Instrumen

1
2

BOD
COD

Winkler
Buret

3

TSS

Winkler
Refluks
tertutup
Gravimetri

4

Minyak
dan
Lemak

Soxhlet

Neraca
analitik
Labu
soxhlet

ABR merupakan salah satu unit pengolahan
limbah yang menggunakan prinsip pengolahan
biologis sistem tersuspensi.Setiap kompartemen
ABR, dibatasi oleh dinding sekat (baffle) yang
menggantung secara vertikal (Nguyen et al., 2010).
Pola letak baffle ini berfungsi menciptakan aliran ke
atas (upflow), sehingga air limbah mengalir dari
bawah ke atas pada setiap kompartemen (Dama et
al., 2002). Parameter kinerja unit ABR dapat
diketahui secara keseluruhan melalui kriteria desain
pada Tabel 2.
Proceeding Seminar Nasional Teknik Lingkungan ULM 2014
“Teknologi Praktis dalam Upaya Konservasi Air dan Energi” |93

ISBN 978-602-9092-64-6

Mengacu pada kriteria desain unit
pengolahan, rumus perhitungan parameter kinerja
yang ditinjau meliputi:

Tabel 2.Kriteria Desain Unit ABR

No.
1
2
3

Parameter
Removal
BOD
Removal
COD
Removal
TSS

Nilai

Satuan

Sumber

70-95
65-90

Sasse,
1998

%

Purwanto
, 2004

40-70

4

OLR

8
8 jam
< 2 m/jam

Sesuai
Sesuai

sisa makanan dan minyak penggorengan diduga ikut
terbuang pada bak cuci piring. Kondisi inilah yang
menyebabkan tingginya konsentrasi minyak dan
lemak pada unit pengolahan yang mana justru
berperan sebagai kontaminan bagi mikroorganisme
(Aymong, 2007). Aktivitas mikroorganisme dalam
mendegradasi polutan organik akan terhambat,
sehingga mengurangi efisiensi removal. Oleh karena
itu, upaya pencegahan yang dapat dilakukan
penghuni Rusunawa adalah memastikan bahwa tidak
ada sisa minyak dan makanan yang ikut terbuang
pada saluran bak cuci piring. Pihak pengelola
Rusunawa juga dapat mengupayakan hal serupa
dengan membangun unit penangkap minyak dan
lemak (grease trap) untuk air limbah greywater pada
setiap blok Rusunawa.

Unit Anaerobik Biofilter
Resume perhitungan analisis parameter kinerja unit Anaerobic Biofilter terdapat pada Tabel 12.

Tabel 12. Resume Hasil Analisis Kinerja Unit Anaerobic Biofilter
No.

Parameter

1

Removal BOD

2

Removal TSS

Kondisi Eksisting
Biofilter Anaerobik blok 1
11-57%
Biofilter Anaerobik blok2
12-13%
Biofilter Anaerobik blok 1
55-73%

Kriteria Desain

Ket.
Sesuai

50-90%
Belum sesuai
50-80%

Sesuai

Proceeding Seminar Nasional Teknik Lingkungan ULM 2014
“Teknologi Praktis dalam Upaya Konservasi Air dan Energi” |96

ISBN 978-602-9092-64-6
No.

3

4

Parameter

Beban organik

HRT

Kondisi Eksisting
Biofilter Anaerobik blok2
21-53%

Biofilter Anaerobik blok 1
2,62-6,29 kg COD/m3.hari
Biofilter Anaerobik blok 2
2,13-2,84 kg COD/m3.hari
Biofilter Anaerobik blok 1
0,81-0,83 hari
Biofilter Anaerobik blok2
0,84-0,86 hari

Hasil analisis parameter kinerja pada kondisi
eksisting unit anaerobic biofilter secara umum telah
memenuhi
kriteria
desain.
Hanya
saja
ketidaksesuaian terhadap kriteria desain terjadi pada
removal BOD di blok 2 dan beban organik di kedua
blok. Nilai efisiensi removal yang tidak sesuai
dengan kriteria desain diduga karena menurunnya
kemampuan biofilm dalam mendegradasi pencemar
organik. Sedangkan beban organik pada kedua blok
cenderung under design . Pembangunan unit
anaerobic biofilter dapat dipastikan telah memenuhi
kriteria desain.Adapun ketidaksesuaian beban
organik diduga karena pencemar organik sebagian
besar telah terurai sebelumnya di unit ABR.
Sebanyak 25-40% dari total COD pada air limbah
terukur sebagai senyawa minyak dan lemak
(Quemeneur dan Marty, 1994).Dengan demikian,
keberadaan konsentrasi minyak dan lemak
sebagaimana mestinya ikut berkontribusi terhadap
jumlah konsentrasi COD total.
Efisiensi removal pencemar organik dapat
ditingkatkan dengan memperbesar volume media
biofilter, sehingga beban organik mengalami
penurunan.Peningkatan volume media biofilter dapat
dilakukan dengan menambah area pelekatan
mikroorganisme. Dengan demikian, mikroorganisme
yang melekat pada media filter akan bertambah dan
meningkatkan efektifitas proses degradasi. Kondisi
anaerobik di dalam reaktor akan menghasilkan gas
CH4 dan H2S sebagai hasil samping proses
pengolahan. Oleh karena itu, pemasangan pipa vent
pada reaktor perlu dilakukan untuk menyalurkan gas
yang terbentuk keluar dari reaktor.
Kinerja anaerobic biofilter tergantung pada
biomassa yang melekat di permukaan media filter
(Chaudhary et al., 2003). Perbedaan jenis media
filter
akan
menghasilkan
perbedaan
laju
pertumbuhan biomassa dan kapasitas biomassa yang
tertinggal. Dalam proses filtrasi, efek penyumbatan
yang disebabkan oleh penumpukan lumpur organik
lambat laun pasti terjadi. Sebagai akibatnya, aliran
singkat (short pass) di dalam reaktor akan
menurunkan efektifitas kinerja mikroorganisme.
Selanjutnya jumlah aliran akan menurun, sehingga
kapasitas pengolahan pun menjadi berkurang secara
drastis. Oleh karena itu, proses pencucian media

Kriteria Desain

Ket.
Sesuai

Belum sesuai
4-5 kg COD/m3.hari
Belum sesuai
Sesuai
0,7-1,5 hari
Sesuai
filter perlu dilakukan secara rutin sekalipun secara
manual harus sering dilakukan. Apabila penggantian
media filter tidak dapat dilaksanakan, maka langkah
pemeliharaan secara rutin dapat dipilih oleh pihak
pengelola IPAL Rusunawa. Peningkatan efisiensi
removal dapat dilakukan dengan menambah tinggi
tumpukan media filter, sehingga aliran air limbah
menjadi lebih lambat dan memperpanjang proses
degradasi pencemar organik. Tinggi bed media filter
dapat dicapai pada kisaran 0,9-1,5 m (Said, 2000).
Penggunaan
media
filter
berlapis
dapat
meningkatkan efisiensi removal dengan kedalaman
susunan minimum 0,8-1,2 m (Sperling dan
Chernicharo, 2005).

4.

KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasar pada hasil uji kualitas efluen IPAL
Rusunawa yang dilakukan pada unit anaerobic
baffled reactor (ABR) dan anaerobic biofilter
bermedia batu koral untuk parameter BOD, COD,
TSS, serta minyak dan lemak, ternyata menunjukkan
bahwa kinerja IPAL Rusunawa belum efektif . Hal
ini, karena hasil uji terhadap parameter BOD, COD,
pada efluen yang dihasilkan masih melebihi nilai
atau belum memenuhi baku mutu berdasarkan
Peraturan Gubernur Jatim No. 72 tahun. Saran yang
dapat diberikan untuk peningkatan kinerja IPAL
adalah antara lain dengan pembuatan unit penangkap
lemak untuk memisahkan minyak dan lemak dengan
air limbah, melakukan perawatan secara rutin pada
unit ABR (pengurasan lumpur) dan unit anaerobic
biofilter (pencucian media filter).

DAFTAR PUSTAKA
Nguyen, H., Turgeon, S., dan Matte, J. (2010).The
Anaerobic Baffled Reactor: A Study of
The Wastewater Treatment Process Using
The Anaerobic Baffled Reactor. Borchester
Polytechnic Institute, USA.
Dama, P., Bell, J., Foxon, K. M., Brouckaert, C. J.,
Huang, T., Buckley, C. A., Naidoo, V., dan
Stuckey, D. C. (2002). Pilot Scale Study of
Proceeding Seminar Nasional Teknik Lingkungan ULM 2014
“Teknologi Praktis dalam Upaya Konservasi Air dan Energi” |97

ISBN 978-602-9092-64-6
An Anaerobic Baffled Reactor for The
Treatment of Domestic Wastewater. Water
Science & Technology, 46 (9), pp. 263-270.
Sasse, L. (1998). Dewats: Decantralised
Wastewater Treatment in Developing
Countries.Borda. Delhi.
Purwanto, B. (2004). Sistem Pengolahan Air Limbah
Rumah Tangga di Kota Tangerang.Percik,
Vol. 5 tahun 1.
Herlambang, A., dan Said, N. I. (2002).Penurunan
Kadar Zat Organik dalam Air Sungai
dengan Biofilter Tercelup Struktur Sarang
Tawon.BPPT.
Polprasert,
C.
(1989).Organic
Waste
Recycling.Asian Institute of Technology.
Bangkok.
Morel, A., dan Diener, S. (2006).Greywater
Management in Low and Middle-Income
Countries, Review of Different Treatment
Systems
for
Households
or
Neighboorhoods.
Duebendorf:
Swiss
Federal Institute of Aquatic Science
(EAWAG).Department of Water and
Sanitation
in
Developing
Countries
(SANDEC).
Quemeneur, M., dan Marty, Y. (1994).Fatty Acids
and Sterols in Domestic Wastewater.Water
Res. 28 (5), 1217-1226.
Noutsopoulos, C., Mamais, D., Antoniou, K.,
Avramides, C., Oikonomopoulos, P.,
Fountoulakis, I. (2013). Anaerobic CoDigestion of Grease Sludge and Sewage
Sludge: The Effect of Organic Loading and
Grease Sludge Content. Bioresource
Technology. 131, 452-459.
Ledin, A., Eriksson, E., dan Henze, M. (2001).
Aspects of Groundwater Recharge Using
Grey Wastewater. In: P. Lens, G. Zeemann
and G. Lettinga (Editors). Decentralized
Sanitation and Reuse. London. 650 pp.
Aymong, G. G. (2007). Controlling FOG with
Automatic Electrical/ Mechanical Grease
Removal Devices.Water online.The Waste
Water Solutions Update 7/11/2007.
Chaudhary, D. S., Vigneswaran, S., Ngo, H., Shim,
W. G., dan Moon, H. (2003).Biofilter in
Water and Wastewater Treatment.Korean
Journal of Chemistry Engineering, 20 (6),
1054-1065.
Said, N. (2000). Teknologi Pengolahan Air Limbah
dengan Proses Biofilm Tercelup.Jurnal
Teknologi Lingkungan, Vol.1 No.2: 101113.
Sperling, M. von, dan Chernicharo, L. C. A.
de.(2005).
Biological
Wastewater
Treatment in Warm Climate Regions
Volume 1.London: International Water
Association (IWA) Publishing.

Proceeding Seminar Nasional Teknik Lingkungan ULM 2014
“Teknologi Praktis dalam Upaya Konservasi Air dan Energi” |98

ISBN 978-602-9092-64-6

Proceeding Seminar Nasional Teknik Lingkungan ULM 2014
“Teknologi Praktis dalam Upaya Konservasi Air dan Energi” |99