Belajar › Konsep dasar
Baku mutu dan penyisihan
Rujukan buku: Buku 3, Bab 8
IPAL dinilai dari air yang keluar, bukan dari ukuran bangunannya. Halaman ini menjelaskan batas yang harus dipenuhi dan bagaimana simulasi memperkirakan mutu keluaran.
Dari mana baku mutu berasal
Baku mutu air limbah domestik di Indonesia diatur dalam Peraturan Menteri LHK No. 68 Tahun 2016. Parameter yang diatur antara lain pH (6 sampai 9), BOD 30 mg/L, COD 100 mg/L, TSS 30 mg/L, minyak dan lemak, amonia, dan total koliform. Pemerintah daerah boleh menetapkan baku mutu yang lebih ketat, dan izin pembuangan suatu IPAL dapat mencantumkan angka sendiri. Studio IPAL memeriksa dua parameter utama, BOD dan TSS, karena keduanya paling menentukan ukuran unit.
Menghitung mutu keluaran
Setiap unit menyisihkan sebagian pencemar yang masuk. Kadar keluaran satu unit menjadi kadar masuk unit berikutnya:
C_keluar = C_masuk x (1 - E1) x (1 - E2) x ... x (1 - En)
E_total = 1 - C_keluar / C_masuk
C_masuk= kadar masuk IPAL (mg/L);C_keluar= kadar keluar unit terakhir (mg/L)E1 ... En= efisiensi penyisihan tiap unit (pecahan 0 sampai 1)E_total= efisiensi gabungan seluruh rangkaian
Efisiensi tidak dijumlahkan. Dua unit masing-masing 50 persen menghasilkan 75 persen, bukan 100 persen.
Baku mutu sebagai sasaran
Baku mutu BOD keluar
Baku mutu BOD keluar adalah kadar BOD tertinggi yang boleh ada dalam air olahan yang dibuang ke badan air (mg/L). Angka ini menjadi sasaran rancangan: mutu BOD keluaran dibandingkan dengannya. Baku mutu yang diisi terlalu longgar membuat rancangan tampak lulus padahal melanggar izin; terlalu ketat membuat semua rangkaian anaerob gagal dan memaksa pilihan aerob yang mahal. Nilai baku dari Permen LHK No. 68 Tahun 2016 adalah 30 mg/L; isilah angka yang lebih kecil bila izin atau peraturan daerah menetapkannya. Angka ini juga dipakai lahan basah untuk menetapkan sasaran keluar (70 persen dari baku mutu). Kalau mutu BOD keluaran berstatus PERIKSA, yang diubah adalah rangkaian atau unitnya, bukan baku mutunya.
Baku mutu TSS keluar
Baku mutu TSS keluar adalah kadar padatan tersuspensi tertinggi yang boleh ada dalam air olahan (mg/L). Padatan yang lolos membuat air keruh, mengendap di saluran penerima, dan membawa bakteri yang melindunginya dari klor. Angka yang terlalu longgar menyembunyikan masalah lumpur yang terbawa keluar; yang terlalu ketat sulit dipenuhi tanpa pengendap akhir atau penyaringan. Nilai baku Permen LHK No. 68 Tahun 2016 adalah 30 mg/L. Kalau mutu TSS keluaran berstatus PERIKSA, tambahkan unit pemisah padatan (pengendap awal, filter, atau pengendap akhir) atau pilih rangkaian lain.
Mutu keluaran hasil simulasi
Mutu BOD keluaran
Mutu BOD keluaran adalah perkiraan kadar BOD air olahan di titik buang, hasil perkalian kadar masuk dengan sisa tiap unit (1 - E). Angka inilah yang dibandingkan dengan baku mutu. Keluaran di atas baku mutu berarti pelanggaran izin dan pencemaran sungai; keluaran jauh di bawah baku mutu bisa berarti rangkaian lebih mahal dari yang perlu. Rentang wajar: paling besar sama dengan baku mutu BOD keluar (baku 30 mg/L). Ini perkiraan pra-rancangan; mutu sebenarnya harus dibuktikan dengan uji laboratorium setelah IPAL beroperasi stabil. Kalau muncul PERIKSA: pilih rangkaian dengan penyisihan lebih tinggi, atau perpanjang waktu tinggal ABR (efisiensinya naik dengan waktu tinggal sampai 80 persen). Memperbesar desinfeksi tidak menurunkan BOD.
Mutu TSS keluaran
Mutu TSS keluaran adalah perkiraan kadar padatan tersuspensi air olahan di titik buang, dihitung dengan cara yang sama seperti BOD tetapi memakai efisiensi TSS tiap unit. Keluaran di atas baku mutu membuat sungai keruh dan sering menjadi tanda lumpur tidak dikuras. Rentang wajar: paling besar sama dengan baku mutu TSS keluar (baku 30 mg/L). Unit yang paling banyak menahan padatan di simulasi adalah pengendap awal (60 persen), tangki septik (65 persen), ABR (70 persen), lahan basah (80 persen), dan pasangan aerasi dengan pengendap akhir (92 persen). Kalau muncul PERIKSA: tambahkan atau ganti unit pemisah padatan; untuk rangkaian tangki septik, pertimbangkan pengendap awal + ABR.
Penyisihan dan suhu
Efisiensi penyisihan
Efisiensi penyisihan adalah bagian pencemar yang dihilangkan suatu unit, E = 1 - C_keluar / C_masuk. Angka ini menentukan seberapa jauh kadar turun di setiap tahap. Efisiensi yang terlalu kecil membuat keluaran melampaui baku mutu; angka yang terlalu optimistis membuat IPAL tampak lulus di atas kertas tetapi gagal di lapangan. Efisiensi di simulasi (BOD / TSS):
| Unit | BOD | TSS |
|---|---|---|
| Saringan kasar | 0 | 5 % |
| Pengendap awal | 30 % | 60 % |
| Tangki septik | 45 % | 65 % |
| ABR | 60 sampai 80 % | 70 % |
| Filter anaerobik | 70 % | 60 % |
| Biofilter aerob | 80 % | 70 % |
| Aerasi + pengendap akhir | 92 % | 92 % |
| Lahan basah | sampai 85 % | 80 % |
| Desinfeksi | 5 % | 5 % |
Efisiensi ABR naik dengan waktu tinggal: E = 0,60 + 0,02 x (HRT - 8), paling besar 0,80, dikali 0,9 bila suhu di bawah 25 C. Kalau muncul PERIKSA pada mutu keluaran, ganti atau tambah unit; efisiensi tidak dapat diketik langsung.
Suhu air limbah
Suhu air limbah adalah suhu rata-rata air di dalam unit pengolahan (derajat C), biasanya sedikit di atas suhu udara bulan terdingin. Bakteri bekerja lebih cepat pada air hangat, sehingga suhu memengaruhi pengolahan biologis. Di simulasi suhu dipakai di tiga tempat: efisiensi BOD ABR dikurangi 10 persen bila suhu di bawah 25 C; tetapan laju lahan basah dihitung kT = k20 x 1,06^(T - 20); dan perhitungan daya blower memakai angka yang sama sebagai suhu udara masuk. Suhu terlalu tinggi dari kenyataan membuat penyisihan terlalu optimistis. Dataran rendah Indonesia umumnya 25 sampai 30 C; dataran tinggi bisa di bawah 20 C. Simulasi tidak membatasi angka ini. Kalau muncul PERIKSA pada mutu keluaran di lokasi dingin, perpanjang waktu tinggal ABR atau pilih rangkaian aerob.
Hal yang perlu diwaspadai
Kesalahan yang sering terjadi
- Menjumlahkan efisiensi unit (50 % + 50 % = 100 %), padahal yang benar dikalikan sisanya.
- Memakai efisiensi brosur pabrikan tanpa memeriksa apakah waktu tinggal dan beban unit sama dengan kondisi uji brosur.
- Lupa bahwa desinfeksi membunuh bakteri tetapi hampir tidak menurunkan BOD dan TSS.
- Mengambil suhu siang hari, bukan suhu rata-rata air pada musim terdingin.
Studi kasus: mutu keluaran Griya Asri
Studi kasus
Rangkaian R1 (pengendap awal + ABR + filter anaerobik), BOD masuk 400 mg/L, TSS 300 mg/L, suhu 27 C.
| Unit | E BOD | BOD keluar (mg/L) | E TSS | TSS keluar (mg/L) |
|---|---|---|---|---|
| Saringan | 0 | 400,0 | 5 % | 285,0 |
| Bak pengumpul | 0 | 400,0 | 0 | 285,0 |
| Pengendap awal | 30 % | 280,0 | 60 % | 114,0 |
| ABR (HRT 15,21 jam) | 74,4 % | 71,7 | 70 % | 34,2 |
| Filter anaerobik | 70 % | 21,5 | 60 % | 13,7 |
| Desinfeksi | 5 % | 20,4 | 5 % | 13,0 |
Efisiensi ABR = 0,60 + 0,02 x (15,21 - 8) = 0,744 (suhu 27 C, tanpa pengurangan). Mutu keluaran BOD 20,4 mg/L dan TSS 13,0 mg/L, keduanya OK terhadap baku mutu 30 mg/L. Penyisihan total BOD 94,9 % dan TSS 95,7 %.
Bandingkan dengan R2 (tangki septik + filter anaerobik): BOD 400 -> 220,0 -> 66,0 -> 62,7 mg/L dan TSS keluar 37,9 mg/L. Keduanya PERIKSA. Tangki septik hanya menyisihkan 45 % BOD, sehingga satu filter anaerobik tidak cukup. Lihat R2 dan R1.
Rujukan
- Peraturan Menteri LHK No. 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik.
- Buku 3, Bab 8.
- Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries.
- Kadlec, R. H., & Wallace, S. D. (2009). Treatment Wetlands.
- Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.