STUDI KINERJA INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH … · suspensi menghasilkan lumpur aktip. Bak pengendap berfungsi mengendapkan “cell tissue” yang terbentuk dan flok lumpur aktip

STUDI KINERJA INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI MINUMAN

(STUDI KASUS: INDUSTRI MINUMAN PQR, PT XYZ)

MUHAMMAD ALBASHIR

3306.100.005

DOSEN PEMBIMBING

Dr. Ir. Nieke Karnaningroem, MSc.JURUSAN TEKNIK LINGKUNGANJURUSAN TEKNIK LINGKUNGANJURUSAN TEKNIK LINGKUNGANJURUSAN TEKNIK LINGKUNGANFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010SURABAYA 2010SURABAYA 2010SURABAYA 2010

TUGAS AKHIR

Kamis, 14 Januari 20102

LATAR BELAKANGLATAR BELAKANG

2. Dibutuhkan suatu instalasi pengolahan air limbah untuk mereduksi air limbah hasil produksi Minuman PQR sebelum dibuang ke badan air sekitar.

3. Sejak IPAL dioperasikan pada tahun 2005 hingga sekarangtahun 2009 belum pernah ada studi khusus untuk mengkajikinerja proses dan sistem IPAL Minuman PQR

1. Proses produksi Minuman PQR menghasilkan limbah cair yang mengandung kadar limbah organik rata-rata yang tinggi. Berdasarkan hasil uji kualitas air limbah bulan Oktober 2009,

– TSS sebesar 953 mg/L– BOD sebesar 8773 mg/L – COD sebesar 18299 mg/L

TSS sebesar 200 mg/LBOD sebesar 150 mg/LCOD sebesar 300 mg/L .

Hasil Baku Mutu

Kamis, 14 Januari 20103

RumusanRumusan MasalahMasalah

1. Apakah kinerja unit-unit IPAL sudah efektifatau belum.

2. Bagaimanakah meningkatkan efektifitas kinerja dari unit-unit IPAL Industri Minuman PQR.

Kamis, 14 Januari 20104

BatasanBatasan MasalahMasalah

1. Lokasi penelitian di IPAL Industri Minuman PQR, PT. XYZ, Pandaan, Jawa Timur

2. Data sekunder meliputi: data laporan kuantitas dan kualitas air limbah serta manual book IPAL Industri Minuman PQR.

3. Data primer meliputi uji parameter TSS, BOD dan COD.

4. Objek yang dikaji adalah kinerja pada tiap unit IPAL (Bak Ekualisasi, UASB, Oxidation Ditch dan Bak Clarifier) dan sistem yang diterapkan pada IPAL Industri Minuman PQR.

Kamis, 14 Januari 20105

TujuanTujuan PenelitianPenelitian

1. Mengetahui efektifitas kinerja unit-unit IPAL dengan cara menganalisis parameter kinerja unit- unit IPAL.

2. Meningkatkan efektifitas kinerja dari unit-unit IPAL.

ManfaatManfaat PenelitianPenelitian1. Memberikan kontribusi ilmiah terhadap peningkatan

kinerja sistem IPAL Minuman PQR agar effluen yang dihasilkan sesuai dengan baku mutu.

2. Memberikan rekomendasi rencana perbaikan setiap unit dan proses pada IPAL Minuman PQR untuk meningkatkan kinerja unit-unit IPAL Minuman PQR.

Kamis, 14 Januari 20106

TINJAUAN PUSTAKATINJAUAN PUSTAKA

(Cakir & Stenstrom, 2005)Pada umumnya, sistem pengolahan dengan proses aerobik sangat cocok untuk mengolah air limbah berkekuatan rendah (konsentrasi COD < 1000 mg/l), sedangkan sistem pengolahan dengan proses anaerobik sangat cocok untuk mengolah air limbah berkekuatan tinggi (konsentrasi COD > 4000 mg/l). Untuk nilai BOD influent air limbah antara 300-700 mg/l merupakan range yang efektif untuk meningkatkan efektifitas proses pengolahan air limbah dengan sistem pengolahan aerobik.

Kamis, 14 Januari 20107

LanjutanLanjutan……

Gambar 2.4 Reaktor Anaerobik Jenis UASB(Sumber: Metcalf & Eddy, 2003)

Kamis, 14 Januari 20108

LanjutanLanjutan……

� Oxidation ditch berfungsi sebagai reaktor, dimana bakteri aerobik dipelihara dalam suspensi menghasilkan lumpur aktip.

� Bak pengendap berfungsi mengendapkan “cell tissue” yang terbentuk dan flok lumpur aktip yang biasanya langsung dikembalikan ke dalam reaktor, untk memelihara kesinambungan dari proses. (Hindarko, 2003)

Kamis, 14 Januari 2010 9

METODOLOGI PENELITIANMETODOLOGI PENELITIAN

PERUMUSAN MASALAH

IDE TUGAS AKHIRStudi Kinerja Instalasi Pengolahan Air Limbah Industri Minuman

(Stusi Kasus: Industri Minuman PQR, PT XYZ)

Survei lapangan

Pengumpulan Data Primer-Paraneter kualitas air limbah(TSS, BOD, COD, total N, total P, dan Alkaliniti) tiap unitIPAL

-Beban air limbah tiap unit IPAL

Analisis dan Pembahasan-Analisis Kinerja setiap unit IPAL Minuman PQR

-Analisis Mass balance-Alternatif peningkatan kinerja tiap unit IPAL Minuman PQR

Kesimpulan dan Saran

Pengumpulan Data Sekunder-Data eksisting IPAL

-Data proses pengolahan air limbahMinuman PQR-Detail tiap unit bangunan IPAL-Data debit dan analisa kualitas limbah 3 bulan terakhir

Studi Literatur

YESNO

Kamis, 14 Januari 2010 10

KONDISI EKSISTING IPAL

Kamis, 14 Januari 201011

ANALISIS DAN PEMBAHASANANALISIS DAN PEMBAHASANANALISIS DAN PEMBAHASANANALISIS DAN PEMBAHASANANALISIS DAN PEMBAHASANANALISIS DAN PEMBAHASANANALISIS DAN PEMBAHASANANALISIS DAN PEMBAHASAN

Kamis, 14 Januari 2010 12

BakBak EkualisasiEkualisasi

Qave =14,92 m3/hari

Panjang = 3,6 m

Lebar = 3,6 m

Kedalaman = 3,0 m

td = 2,6 hari

MUNCUL LAPISAN BIOFILM SETEBAL 3 CM

MIXERMIXER

KRITERIA DESAIN UNTUK TD BAK EKUALISASI < 10 MENITKRITERIA DESAIN UNTUK TD BAK EKUALISASI < 10 MENITKRITERIA DESAIN UNTUK TD BAK EKUALISASI < 10 MENITKRITERIA DESAIN UNTUK TD BAK EKUALISASI < 10 MENIT

TD LAMA + MIXER TIDAK OK PROSES ANAEROB DI DASAR BAK

PERBEDAAN SUHU

Kamis, 14 Januari 2010 13

UASBUASB

1 – 3 2,30,810,63Upflow velocity (m/jam)6

4 – 8 7,32127Td (jam)5

15 – 2419,276,735,23Volumetric loading (kg COD/m3.d)4

12– 2017,7617,2817,01COD loading (kg COD/m3.d)3

6 – 10 --8,3Tinggi reaktor (m)2

90 – 95 --81,36Efisiensi removal (%)1

Q Desain

Q PeakQ Ave

Kriteriadesain

Kondisi Lapangan

ParameterNo

HASIL ANALISA

RECYCLE KONSENTRASI DAN BEBAN , Q SRT LEBIH CEPAT

EFLUEN MASIH TERDAPAT VFAEFISIENSI REMOVAL

Kamis, 14 Januari 2010 14

OXIDATION DITCHOXIDATION DITCH

VOLATIL FATTY ACID (VFA) PADA EFLUEN UASB (INLET OD)

VOLATIL FATTY ACID (VFA) PADA EFLUEN UASB (INLET OD) SETELAH DIBERSIHKAN

Kamis, 14 Januari 2010 15

OXIDATION DITCHOXIDATION DITCH

OK0,75 – 1,50,86Return sludge (Qr/Q)7

OK8 – 369,15HRT (hari)6

OK15 – 3015,33SRT (hari)5

OK3000 – 60003241MLSS (mg/l)4

No OK0,06 – 0,480,058

VolumetrikOrganik Loading (kgBOD5/m3.hari)3

No OK0,04 – 0,100,02F/M rasio2

No OK90 – 9785,77Removal BOD (%) 1

Koment

Kriteriadesain

(Range)Kondisi

lapanganParameterNoKESIMPULAN

-BOD loading yg masukke OD melebihi kriteria

-F/M kecil (food kurang) perlu penambahannutrien yaitu urea (unsur N) dan TSP (unsur P)

-Efisiensi removal menurun

Kamis, 14 Januari 2010 16

1,5 - 2,5desain = 1,6

1,5 - 2,5peak = 4,5

1,5 - 2,5ave = 5,8

td (jam)2

30 - 50desain = 39,3

30 - 50peak =13,71

30 - 50ave = 10,66

OFR (m3/m2.hari)1

Kriteriadesain

(Range)KondisilapanganParameterNo

CLARIFIER

OFR kecilTERJADI CLOGGING PADA TUBE SETTLER

TD lama

ADANYA LUMPUR AKTIF YANG MENGAPUNG

TERJADI KONDISI UNDER DESAIN

Kamis, 14 Januari 201017

CLARIFIERCLARIFIERLANJUTANLANJUTAN……

CLOGGINGCLOGGINGCLOGGINGCLOGGING

LUMPUR AKTIF YANG MENGAPUNG LUMPUR AKTIF YANG MENGAPUNG LUMPUR AKTIF YANG MENGAPUNG LUMPUR AKTIF YANG MENGAPUNG

Kamis, 14 Januari 201018

CLARIFIERCLARIFIERLANJUTANLANJUTAN……

Kamis, 14 Januari 201019

Analisa Mass Balance

1111 33332222

KETERANGAN:KETERANGAN:KETERANGAN:KETERANGAN:

1.1.1.1. KONDISI AWAL KONDISI AWAL KONDISI AWAL KONDISI AWAL

(INFLUEN DARI BAK (INFLUEN DARI BAK (INFLUEN DARI BAK (INFLUEN DARI BAK

EKUALISASI EKUALISASI EKUALISASI EKUALISASI

DENGAN EFLUEN DENGAN EFLUEN DENGAN EFLUEN DENGAN EFLUEN

100%)100%)100%)100%)

2.2.2.2. KONDISI INFLUEN KONDISI INFLUEN KONDISI INFLUEN KONDISI INFLUEN

DARI BAK DARI BAK DARI BAK DARI BAK

EKUALISASI EKUALISASI EKUALISASI EKUALISASI

DENGAN EFLUEN DENGAN EFLUEN DENGAN EFLUEN DENGAN EFLUEN

12,5%12,5%12,5%12,5%

3.3.3.3. KONDISI INFLUEN KONDISI INFLUEN KONDISI INFLUEN KONDISI INFLUEN

DARI BAK DARI BAK DARI BAK DARI BAK

EKUALISASI+ HASIL EKUALISASI+ HASIL EKUALISASI+ HASIL EKUALISASI+ HASIL

RECYCLE 87,5%RECYCLE 87,5%RECYCLE 87,5%RECYCLE 87,5%

Kamis, 14 Januari 201020

HASIL ANALISIS MASS BALANCE…

Kamis, 14 Januari 2010 21

KESIMPULANKESIMPULAN

� KINERJA UNIT BAK EKUALISASI BELUM OPTIMUM KARENA KINERJA MIXER TIDAK EFEKTIF.

� KINERJA UNIT UASB BELUM OPTIMUM JIKA EFLUEN UASB LANGSUNG DI RECYCLE TANPA DIENDAPKAN DULU.

� KINERJA UNIT OD MASIH BELUM OPTIMUM KARENA VOL KECIL F/M KECIL.

� KINERJA CLARIFIER MASIH BELUM OPTIMUM KARENA TD TERLALU LAMA SEHINGGA TERJADI CLOGGING PADA TUBE SETTLER

Kamis, 14 Januari 2010 22

SARANSARAN……

� PADA BAK EKUALISASI PERLU MENGOPTIMALKAN SUPLAI OKSIGEN DENGAN CARA MENGGANTI MIXER YANG MEMILIKI JANGKAUAN ½ - 2/3 KEDALAMAN

� PADA UNIT UASB, RECYCLE EFLUEN SEBAIKNYA DIENDAPKAN DULU SEBELUM DIRECYCLE.

� PADA OD PERLU ADANYA PENAMBAHAN NUTRIEN,TAMBAHAN UNSUR N = 0,24 KG/HARI (UREA = 0,52 kg/hari) dan UNSUR P = 0,047 (TSP = 2 kg/hari)

� PADA CLARIFIER: Mempercepat waktu tinggal lumpur di bak sedimentasi dengan mempercepat interval/rentang waktu pembukaan valve pembuangan lumpur dari bak sedimentasi ke sludge drying bed agar tidak terbentuk lumpur yang mengapung di permukaan bak clarifier

Kamis, 14 Januari 2010Kamis, 14 Januari 2010 2323