Pedoman Perencanaan Teknik Terinci IPLT buku A

Edisi Pertama 2017
PEDOMAN PERENCANAAN TEKNIK
TERINCI INSTALASI PENGOLAHAN
LUMPUR TINJA
BUKU A
PANDUANPERHITUNGANBANGUNAN
PENGOLAHANLUMPURTINJA
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT
DIREKTORAT JENDERAL CIPTA KARYA
DIREKTORAT PENGEMBANGAN PENYEHATAN LINGKUNGAN PERMUKIMAN

PEDOMAN PERENCANAAN TEKNIK
TERINCI INSTALASI PENGOLAHAN
LUMPUR TINJA
BUKU A
PANDUANPERHITUNGANBANGUNAN
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT
DIREKTORAT JENDERAL CIPTA KARYA
DIREKTORAT PENGEMBANGAN PENYEHATAN LINGKUNGAN PERMUKIMAN
Edisi Pertama 2017

BUKU A
PANDUANPERHITUNGAN BANGUNAN
5
Kata Pengantar
Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik Setempat
(SPALD-S) merupakan sistem pengolahan air limbah
domestik di lokasi sumber menggunakan unit
pengolahan setempat yang selanjutnya lumpur hasil
olahandiangkutdengansaranapengangkutkeInstalasi
Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT). Pengelolaan air
limbah domestik melalui SPALD-S merupakan sistem
yang umumnya diterapkan di Kabupaten/Kota di
Indonesia. Berdasarkan data Riskerdas 2014 cakupan
pelayanan air limbah domestik mencapai 61,04%
dimana 59,04% telah dilayani melalui SPALD-S.
Sesuai Kebijakan dan Strategi Kementerian Pekerjaan
Umum dan Perumahan Rakyat Tahun 2015-2019,
untuk mencapai 100% pelayanan air limbah domestik
ditargetkan pembangunan IPLT sebanyak 222 unit di
Indonesia.PembangunanIPLTtersebutmembutuhkan
perencanaan yang baik dan terstruktur untuk
menjamin keandalan dan keberlanjutan infrastruktur
terbangun. Dalam rangka pembinaan perencanaan air
limbah domestik, Direktorat Pengembangan PLP telah
menyusun Pedoman Penyusunan Perencanaan Teknik
Terinci IPLT, sebagai pelaksanaan dari Peraturan
Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat
Nomor 04/PRT/M/2017 tentang Penyelenggaraan
Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik.
Penyusunan pedoman ini telah melalui tahapan
pembahasan dengan pemangku kepentingan di
bidang air limbah domestik. Namun demikian, buku
pedoman ini masih bersifat dinamis sesuai dengan
kebutuhan dan perkembangan di lapangan. Untuk itu,
masukan sangat kami harapkan untuk perbaikan dan
penyempurnaan buku pedoman ini ke depannya.
Kami mengucapkan terima kasih kepada para pihak
yang telah membantu dalam penyusunan materi
pedoman. Semoga buku ini dapat digunakan sebagai
acuan dalam perencanaan teknik terinci IPLT, baik di
tingkat Pusat maupun Daerah.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.,
Jakarta, April 2018
Ir. Sri Hartoyo, Dipl. SE, ME
Direktur Jenderal Cipta Karya
Assalamu’alaikum Wr. Wb.,
Salam sejahtera untuk kita semua,

BUKU A
6
Daftar Isi
KATA PENGANTAR............................................................................................................................................................ 5
DAFTAR ISI........................................................................................................................................................................... 6
DAFTAR BAGAN................................................................................................................................................................. 8
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................................................................................. 8
DAFTAR TABEL.................................................................................................................................................................. 10
BAB I Pendahuluan.............................................................................................................................................................. 13
1.1 Proses Pengolahan Lumpur Tinja............................................................................................................ 15
1.1.1 Proses Pengolahan Fisik................................................................................................................ 15
1.1.2 Proses Pengolahan Biologis.......................................................................................................... 16
1.1.3 Proses Pengolahan Kimia.............................................................................................................. 18
BAB II Unit Pengolahan Pendahuluan............................................................................................................................. 21
2.1 Unit Penerima dan Manual Bar Screen................................................................................................... 22
2.2 Grit Chamber............................................................................................................................................... 27
2.3 Grease Trap.................................................................................................................................................. 31
2.4 Bak Ekualisasi.............................................................................................................................................. 33
BAB III Unit Pemekatan dan Stabilisasi Lumpur............................................................................................................ 39
3.1 Unit Pemekatan Lumpur........................................................................................................................... 40
3.1.1 Gravity Thickener............................................................................................................................ 40
3.2 Unit Pemekatan dan Stabilisasi Lumpur................................................................................................. 44
3.2.1 Anaerobic Digester.......................................................................................................................... 44
3.2.2 Tangki Imhoff.................................................................................................................................. 52
3.2.3 Solid Separation Chamber.............................................................................................................. 60
BAB IV Unit Stabilisasi Cairan........................................................................................................................................... 67
4.1 Unit Pengolahan Anaerobik..................................................................................................................... 68
4.1.1 Kolam Anaerobik........................................................................................................................... 68
4.1.2 Anaerobic Baffled Reactor.............................................................................................................. 73
4.1.3 Upflow Anaerobic Baffled Filter (UABF)..................................................................................... 80
4.2 Unit Pengolahan Aerobik.......................................................................................................................... 84
4.2.1 Lumpur Aktif: Kolam Aerasi........................................................................................................ 84
4.2.2 Lumpur Aktif: Oxydation Ditch................................................................................................... 90
4.2.3 Trickling Filter.................................................................................................................................. 97
4.2.4 Cascade Aerator............................................................................................................................... 102
4.2.5 Ammonia Stripping......................................................................................................................... 106
4.3 Unit Pengolahan Kombinasi (Anaerobik dan Aerobik)....................................................................... 109
4.3.1 Kolam Fakultatif............................................................................................................................. 110
4.4 Unit Penghilangan Organisme Patogen.................................................................................................. 115

BUKU A
7
4.4.1 Kolam Maturasi/Polishing............................................................................................................. 115
4.4.2 Constructed Wetland...................................................................................................................... 119
BAB V Unit Pengeringan Lumpur..................................................................................................................................... 129
5.1 Sludge Drying Bed....................................................................................................................................... 130
5.2 Belt Filter Press............................................................................................................................................. 136
5.3 Filter Press.................................................................................................................................................... 141
BAB VI Contoh Rangkaian Pengolahan Lumpur Tinja................................................................................................. 149
6.1 Debit Desain Kecil (10 m3
/hari)............................................................................................................... 150
6.1.1 Detail Perhitungan Unit Pengolahan.......................................................................................... 150
6.1.2 Neraca Massa Sistem Pengolahan................................................................................................ 178
6.1.3 Kebutuhan Lahan........................................................................................................................... 178
6.2 Desain Debit Sedang (40 m3
/hari)........................................................................................................... 180
6.2.3 Kebutuhan Lahan........................................................................................................................... 199
6.3 Desain Debit Besar (150 m3
/hari)............................................................................................................ 201
6.3.3 Kebutuhan Lahan........................................................................................................................... 236
Daftar Pustaka....................................................................................................................................................................... 238

BUKU A
8
DAFTAR BAGAN
Bagan 1.1 Teknologi Pengolahan Lumpur Tinja...................................................................................................... 14
Bagan 6.1 Neraca Massa Sistem Pengolahan pada IPLT A.................................................................................... 179
Bagan 6.2 Neraca Massa Sistem Pengolahan pada IPLT B..................................................................................... 200
Bagan 6.3 Neraca Massa Sistem Pengolahan pada IPLT C.................................................................................... 239
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Unit Penerima dan Penyaring Manual di IPLT Gampong Jawa, Kota Banda Aceh........................ 22
Gambar 2.2 Manual Bar Screen (Aliran dari Kiri ke Kanan).................................................................................... 23
Gambar 2.3 Unit Grit Chamber di IPLT Karangasem, Bali....................................................................................... 27
Gambar 2.4 Skema Parshall Flume................................................................................................................................ 29
Gambar 2.5 Koefisien n Parshall Flume........................................................................................................................ 30
Gambar 2.6 Koefisien C Parshall Flume....................................................................................................................... 30
Gambar 2.7 Skema Unit Grease Trap............................................................................................................................ 31
Gambar 2.8 Unit Bak Ekualisasi..................................................................................................................................... 33
Gambar 2.9 Volume Kumulatif Influen Lumpur Tinja.............................................................................................. 35
Gambar 3.1 Unit Gravity Thickener di IPLT Suwung, Bali........................................................................................ 40
Gambar 3.2 Unit Anaerobic Digester di IPLT Gampong Jawa, Kota Banda Aceh.................................................. 44
Gambar 3.3 Unit Tangki Imhoff Terbuka..................................................................................................................... 52
Gambar 3.4 Skema Unit Tangki Imhoff ....................................................................................................................... 53
Gambar 3.5 Desain Skema Tangki Imhoff Tampak Atas........................................................................................... 57
Gambar 3.6 Desain Skema Tangki Imhoff Tampak Samping (Bawah)................................................................... 58
Gambar 3.7 Potongan Desain Tangki Imhoff.............................................................................................................. 58
Gambar 3.8 Unit Solid Separation Chamber di IPLT Buleleng, Bali........................................................................ 60
Gambar 3.9 Desain Sludge Separation Chamber Tampak Samping......................................................................... 62
Gambar 3.10 Desain Sludge Separation Chamber Tampak Atas................................................................................. 63
Gambar 4.1 Unit Kolam Anaerobik di IPLT Tabanan, Bali....................................................................................... 68
Gambar 4.2 Skema Unit Kolam Anaerobik.................................................................................................................. 68
Gambar 4.3 Rangkaian Pipa Cadangan pada Kolam Anaerobik.............................................................................. 69
Gambar 4.4 Skema Unit Anaerobic Baffled Reactor.................................................................................................... 73
Gambar 4.5 Faktor Penyisihan COD terhadap Waktu Pengendapan pada Unit Anaerobic Baffled Reactor.... 77
Gambar 4.6 Faktor Efisiensi Penyisihan BOD terhadap Konsentrasi BOD influen.............................................. 78
Daftar Bagan dan Gambar

BUKU A
9
Gambar 4.7 Faktor Efisiensi Penyisihan BOD terhadap Beban Organik BOD..................................................... 78
Gambar 4.8 Faktor Efisiensi Penyisihan COD terhadap Suhu dalam Reaktor Anaerobik.................................. 78
Gambar 4.9 Persentase Efisiensi Penyisihan BOD terhadap Waktu Tinggal Hidraulik pada unit Anaerobic
Baffled Reactor............................................................................................................................................. 79
Gambar 4.10 Skema Unit Upflow Anaerobic Baffled Fillter......................................................................................... 80
Gambar 4.11 Unit Kolam Aerasi di IPLT Pulo Gebang, Jakarta................................................................................. 84
Gambar 4.12 Unit Oxydation Ditch di IPLT Keputih, Kota Surabaya....................................................................... 90
Gambar 4.13 Contoh Desain Unit Oxidation Ditch Tampak Atas (Atas) dan Tampak Samping (Bawah)......... 93
Gambar 4.14 Unit Trickling Filter..................................................................................................................................... 97
Gambar 4.15 Unit Cascade Aerator.................................................................................................................................. 102
Gambar 4.16 Jenis Aliran pada Sistem Cascade Aerator: (a) Nappe Flow; (b) Transition Flow;
dan (c) Skimming Flow............................................................................................................................... 103
Gambar 4.17 Unit Ammonia Stripping Tower................................................................................................................ 106
Gambar 4.18 Skema Unit Ammonia Stripping Tower................................................................................................... 107
Gambar 4.19 Unit Kolam Fakultatif di IPLT Tabanan, Bali......................................................................................... 110
Gambar 4.20 Unit Kolam Maturasi di IPLT Tabanan, Bali.......................................................................................... 115
Gambar 4.21 Unit Constructed Wetland di IPLT Buleleng, Bali................................................................................. 119
Gambar 4.22 Skema Free Water Surface Contsructed Wetland.................................................................................... 120
Gambar 4.23 Skema Subsurface Horizontal Flow Constructed Wetland................................................................... 120
Gambar 4.24 Skema Vertical Flow Constructed Flow.................................................................................................... 121
Gambar 5.1 Unit Sludge Drying Bed di IPLT Gampong Jawa, Kota Banda Aceh.................................................. 130
Gambar 5.2 Skema Unit Sludge Drying Bed................................................................................................................. 131
Gambar 5.3 Detail Susunan Batu Bata pada Lapisan Pendukung Unit Sludge Drying Bed................................ 131
Gambar 5.4 Unit Belt Filter Press di IPLT Suwung, Kota Denpasar......................................................................... 136
Gambar 5.5 Skema Unit Belt Filter Press....................................................................................................................... 136
Gambar 5.6 Unit Filter Press........................................................................................................................................... 141
Gambar 5.7 Skema Unit Filter Press............................................................................................................................... 142

BUKU A
10
Tabel 2.1 Kriteria Desain Unit Manual Bar Screen ...................................................................................................... 23
Tabel 2.2 Nilai Koefisien Kekasaran Manning .............................................................................................................. 25
Tabel 2.3 Kriteria Desain Batang pada Unit Penyaringan .......................................................................................... 25
Tabel 2.4 Kriteria Desain Unit Horizontal-Flow Grit Chamber ................................................................................. 28
Tabel 2.5 Dimensi Parshall Flume .................................................................................................................................. 29
Tabel 2.6 Kriteria Desain Bak Ekualisasi ....................................................................................................................... 34
Tabel 3.1 Kriteria Desain Unit Gravity Thickener ........................................................................................................ 41
Tabel 3.2 Kriteria Desain Unit Anaerobic Digester ...................................................................................................... 45
Tabel 3.3 Kriteria Desain Unit Tangki Imhoff .............................................................................................................. 53
Tabel 3.4 Nilai Faktor Kemiringan Sudut terhadap Horizontal ................................................................................ 56
Tabel 3.5 Kriteria Desain Unit Solid Separation Chamber ......................................................................................... 61
Tabel 4.1 Kriteria Desain Unit Kolam Anaerobik ....................................................................................................... 70
Tabel 4.2 Nilai Desain Beban BOD Volumetrik dan Persentase Penyisihan BOD dalam Kolam Anaerobik
pada Berbagai Kondisi Suhu .......................................................................................................................... 70
Tabel 4.3 Kriteria Desain Unit Anaerobic Baffled Reactor .......................................................................................... 74
Tabel 4.4 Kriteria Desain Upflow Anaerobic Baffled Reactor ..................................................................................... 81
Tabel 4.5 Kriteria Desain Unit Kolam Aerasi ............................................................................................................... 86
Tabel 4.6 Kelarutan Oksigen dalam Air Terdistilasi pada Ketinggian dari Permukaan Laut (Altitude)
dalam Berbagai Variasi Suhu ......................................................................................................................... 88
Tabel 4.7 Kriteria Desain Unit Oxidation Ditch ........................................................................................................... 91
Tabel 4.8 Kriteria Desain Unit Trickling Filter .............................................................................................................. 99
Tabel 4.9 Persentase Efisiensi Perpindahan Gas Berdasarkan Tinggi Undakan..................................................... 103
Tabel 4.10 Kriteria Desain Unit Cascade Aerator .......................................................................................................... 103
Tabel 4.11 Koefisien Distribusi kD
.................................................................................................................................... 105
Tabel 4.12 Persentase Efisiensi Satu Anak Tangga Berdasarkan Tinggi Undakan ................................................... 105
Tabel 4.13 Kriteria Desain Ammonia Stripping Tower .................................................................................................. 107
Tabel 4.14 Tekanan Parsial Ammonia terhadap Suhu .................................................................................................. 108
Tabel 4.15 Kriteria Desain Unit Kolam Fakultatif ......................................................................................................... 111
Tabel 4.16 Kriteria Desain Kolam Maturasi ................................................................................................................... 116
Tabel 4.17 Proses Penyisihan Polutan pada Unit Constructed Wetland ..................................................................... 121
Tabel 4.18 Spesifikasi Desain Unit Constructed Wetland ............................................................................................. 121
Tabel 4.19 Kriteria Desain Unit Constructed Wetland .................................................................................................. 122
Tabel 4.20 Koefisien Suhu untuk Laju Konstanta Orde Pertama Penyisihan BOD, NH4
, NO3
, dan Patogen ..... 123
Daftar Tabel

BUKU A
11
Tabel 5.1 Kriteria Desain Unit Sludge Drying Bed ....................................................................................................... 132
Tabel 5.2 Nilai Koefisien Tipikal untuk Lumpur yang Telah Diolah Secara Aerobik ............................................ 133
Tabel 5.3 Kriteria Desain Unit Belt Filter Press.......................................................................................................... 137
Tabel 5.4 Jenis dan Dosis Bahan Kimia untuk Pengkondisian Lumpur dalam Filter Press .................................. 142
Tabel 5.5 Kriteria Desain Unit Filter Press .................................................................................................................... 142
Tabel 6.1 Kebutuhan Lahan IPLT A ............................................................................................................................... 179
Tabel 6.2 Kebutuhan Lahan IPLT B ............................................................................................................................... 200
Tabel 6.3 Kebutuhan Lahan IPLT C ............................................................................................................................... 238

BUKU A
14
Lumpur tinja memiliki karakteristik tertentu sehingga membutuhkan pengolahan khusus. Lumpur tinja tidak dapat
langsung dibuang ke badan air atau diolah seperti air limbah non kakus (grey water) karena konsentrasi polutannya
yang sangat tinggi, tidak dapat diolah dengan sistem landfill seperti pengolahan sampah karena kandungan
kadar airnya yang tinggi, dan tidak dapat langsung digunakan sebagai pupuk tanaman karena kandungan bakteri
patogennya yang sangat tinggi. Hal tersebut menyebabkan dibutuhkannya pengolahan lumpur tinja sehingga dapat
dibuang ke lingkungan dengan aman.
Pengolahan lumpur tinja diawali dengan proses stabilisasi lumpur dan pemisahan fase padatan dan cairan dalam
lumpur. Setelah kedua proses tersebut, pengolahan untuk masing-masing fase dilakukan secara terpisah. Supernatan
hasil proses pemisahan diolah menggunakan teknologi pengolahan air limbah hingga memenuhi baku mutu yang
ditetapkan dan hasilnya dapat dibuang ke badan air. Sedangkan lumpur dengan kandungan padatan yang lebih
pekat dikeringkan dan hasilnya dapat dimanfaatkan kembali. Bagan berikut ini menggambarkan prinsip alternatif
teknologi yang dapat diterapkan dalam sebuah Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT).
Bagan 1.1 Teknologi Pengolahan Lumpur Tinja
a. Unit Penyaringan
Unit penyaringan merupakan unit yang berfungsi untuk menyaring benda atau sampah yang masih terkandung
di dalam lumpur tinja. Unit penyaringan ditempatkan di awal pengolahan untuk menghindari gangguan pada
unit pengolahan selanjutnya (contoh: penyumbatan, kerusakan pompa).
b. Unit Ekualisasi
Unit ekualisasi berfungsi untuk menyamakan konsentrasi lumpur tinja sebelum diolah ke unit stabilisasi
lumpur dan mengatur debit lumpur tinja yang masuk ke unit pengolahan. Hal ini penting, terutama bagi IPLT
berkapasitas besar, karena sistem pengolahan biologis rentan terhadap fluktuasi, baik karakteristik maupun debit
lumpur tinja yang masuk.

BUKU A
15
c. Unit Pemisahan Partikel Diskrit
Unit pemisahan partikel diskrit merupakan unit yang berfungsi untuk menyaring partikel diskrit (contoh: pasir
atau kerikil) yang terkandung di dalam lumpur tinja. Unit pemisahan partikel diskrit umumnya digunakan pada
IPALD, tetapi juga dapat digunakan pada IPLT yang memiliki kapasitas besar.
d. Unit Penangkap Lemak
Unitpenangkaplemakberfungsiuntukmenyisihkanminyakdanlemakdalamairlimbahagartidakmengganggu
sistem pengolahan selanjutnya.
e. Unit Pemekatan
Unitpemekatanmerupakanunityangberfungsiuntukmeningkatkankonsentrasipadatandalamlumpurdengan
cara memisahkan padatan dan cairan. Tahap pemekatan dalam pengolahan lumpur tinja di IPLT merupakan
tahapan yang penting untuk mengoptimalkan pengolahan padatan dan pengolahan cairan lumpur selanjutnya.
f. Unit Stabilisasi
Unit stabilisasi merupakan unit yang berfungsi untuk mengolah padatan dan cairan lumpur sehingga
menghasilkan efluen yang memenuhi baku mutu air limbah domestik. Proses stabilisasi padatan pada umumnya
dilakukan melalui pengeringan, dan stabilisasi cairan pada umumnya dilakukan melalui pengolahan biologis
anaerobik dan aerobik, yang dikombinasikan dengan pengolahan fisik dan/atau kimia.
g. Unit Pengeringan Lumpur
Unit pengeringan lumpur merupakan unit yang berfungsi untuk mengeringkan lumpur yang telah diolah
sehingga dapat dimanfaatkan kembali.
1.1 Proses Pengolahan Lumpur Tinja
1.1.1 Proses Pengolahan Fisik
Pengolahan fisik merupakan tahap pertama dalam pengolahan lumpur tinja. Pengolahan ini umumnya
bertujuan untuk mempermudah proses pengolahan pada tahap selanjutnya. Salah satu pengolahan fisik dalam
proses pengolahan lumpur tinja adalah pemisahan cairan dan padatan lumpur (dewatering). Pemisahan cairan
dan padatan lumpur di awal tahap pengolahan dapat mengurangi beban pencemar, baik dalam cairan maupun
dalam padatan lumpur, sehingga meningkatkan efisiensi dan efektifitas pengolahan.
a. Penyaringan
Penyaringan merupakan proses di mana lumpur tinja mengalir melalui saringan dan menahan sampah/
padatan berukuran besar yang ikut terbawa dalam lumpur tinja. Efisiensi proses penyaringan tergantung
pada desain dan lebar bukaan saringan. Unit penyaringan yang umumnya diterapkan di IPLT berupa bar
screen.
b. Pengendapan (secara gravitasi)
Proses pengendapan menerapkan sistem gravitasi di mana partikel-partikel yang memiliki massa jenis
lebih besar dari air akan mengendap. Proses ini efektif untuk menyisihkan partikel-partikel berukuran
kecil. Namun, waktu proses pengendapan dapat berlangsung lama, tergantung ukuran partikel, konsentrasi
solid tersuspensi, dan flokulasi. Pada IPLT, proses pengendapan umumnya dilakukan melalui rangkaian
tangki atau kolam pengendap.
c. Pengeringan dengan energi panas (heat energy)
Pengeringan dengan energi panas (heat energy) dapat dilakukan melalui pemanfaatan proses konveksi,
konduksi, radiasi, atau kombinasi dari ketiga proses tersebut. Proses ini dapat mengurangi volume lumpur

BUKU A
16
yang dihasilkan karena kadar air berkurang melalui proses penguapan. Sludge drying bed merupakan unit
pengeringan yang memanfaatkan energi panas
d. Sentrifugasi
Sentrifugasi dalam pengolahan lumpur tinja berfungsi untuk memisahkan padatan dan cairan dalam
lumpur secara mekanik dengan gaya sentrifugal sehingga proses pemisahan padatan-cairan berlangsung
lebih cepat. Proses ini pada umumnya menggunakan bahan kimia, seperti polimer dan flokulan, untuk
meningkatkan efektivitas pemisahan padatan dan cairan.
1.1.2 Proses Pengolahan Biologis
Pengolahan biologis merupakan tahap penting dalam pengolahan lumpur tinja untuk menghasilkan efluen
yang sesuai dengan baku mutu air limbah domestik. Pengolahan biologis memanfaatkan laju metabolisme dan
pertumbuhan mikroorganisme yang didukung dengan kondisi lingkungan yang optimal bagi masing-masing
mikroorganisme. Namun, kondisi lingkungan dalam unit pengolahan akan selalu mengalami perubahan
secara dinamis seiring dengan modifikasi bentuk materi organik dan proses melepas-mengikat nutrien
oleh mikroorganisme yang memengaruhi efektivitas pengolahan yang dihasilkan, sehingga dibutuhkan
pemantauan selama proses pengolahan berlangsung.
Faktor-faktor yang dapat memengaruhi kondisi pengolahan biologis, antara lain:
a. Suhu
Suhu memengaruhi laju reaksi dan pertumbuhan mikroorganisme. Setiap mikroorganisme memiliki
suhu pertumbuhan optimum, minimum, dan maksimum. Suhu optimum merupakan suhu di mana
laju reaksi mikroorganisme berlangsung pada laju reaksi tertinggi dan pertumbuhan mikroorganisme
sangat baik. Sedangkan suhu minimum dan maksimum, merupakan suhu terendah dan tertinggi di mana
mikroorganisme tidak dapat tumbuh.
Berdasarkan rentang suhu optimum pertumbuhannya, mikroorganisme dikelompokkan menjadi empat
jenis, yaitu psychrophilic (suhu optimal 15o
C atau lebih rendah), mesophilic (suhu optimal 20-45o
C),
thermophilic (suhu optimal 45-80o
C), dan hyperthermophilic (suhu optimal 80o
C atau lebih tinggi).
Aktivitas mikroorganisme seringkali meningkat dua kali lipat setiap kenaikan suhu 10o
C dalam rentang
suhu optimum pertumbuhan masing-masing.
b. pH
Proses pengolahan biologis memiliki sensitivitas terhadap kondisi pH. Hal ini dikarenakan sebagian
besar pengolahan mikroorganisme dalam mengolah air limbah domestik berlangsung secara optimum
pada rentang pH 6,5 sampai 8,5. Walaupun terdapat beberapa mikroorganisme yang dapat mendegradasi
nutrien pada kondisi asam, salah satunya Fungi.
c. Jenis mikroorganisme
Dalam pengolahan lumpur tinja, mikrorganisme yang dibutuhkan umumnya berupa mikroorganisme
eukariota yang terdiri dari protozoa, fungi, dan alga.
- Protozoa merupakan organisme eukariotik uniselular yang bersifat motil (dapat bergerak), berukuran
kurang dari 50 μm, dan umumnya tidak memiliki klorofil dan dinding sel. Dalam pengolahan air limbah
domestik, protozoa berperan sebagai predator bagi bakteri dan protozoa patogen (seperti parasit dan
telur cacing), seperti yang terjadi pada kolam stabilisasi dan kolam maturasi.
- Fungi merupakan bagian dari organisme eukariotik yang dapat ditemukan dalam bentuk jamur, ragi,
maupun lumut. Fungi bersifat chemoorganotroph (mengoksidasi ikatan kimia dalam senyawa organik
sebagai sumber energi) dan dapat bertahan hidup pada kondisi lingkungan yang berbeda-beda.

BUKU A
17
- Algae bersifat photoautotroph yang memiliki klorofil untuk melakukan fotosintesis untuk memperoleh
sumber energi dengan mengkonversi senyawa anorganik menjadi senyawa organik. Algae merupakan
mikroorganisme yang penting pada proses pengolahan di kolam stabilisasi dan kolam maturasi.
- Virus memiliki ukuran lebih kecil dari bakteri (20-300 nm). Virus dapat menginfeksi tanaman, binatang
dan bakteri. Virus tidak dapat berkembang biak tanpa inangnya. Pada pengolahan lumpur tinja, virus
dikategorikan sebagai mikroorganisme patogen.
d. Kadar oksigen
Jenis pengolahan biologis dapat dikelompokkan berdasarkan kadar oksigen yang ada dalam sistem
pengolahan. Jenis pengolahan biologis terdiri dari pengolahan aerobik, pengolahan anaerobik, dan
pengolahan anoksik.
- Pengolahan aerobik
Pengolahan aerobik dikarakteristikan dengan keberadaan oksigen di dalam sistem pengolahan. Unit
pengolahan air limbah yang menggunakan sistem aerobik diantaranya lumpur aktif, trickling filter,
kolam fakultatif, dan kolam maturasi. Unit-unit pengolahan tersebut memanfaatkan bakteri aerobik
dalam mendegradasi konsentrasi polutan. Sistem aerobik juga berlangsung dalam proses pengolahan
padatan, misalnya pada unit drying bed dan pengomposan. Reaksi yang terjadi pada lingkungan aerob
berupa:
organik + oksigen → CO + H2
O + energi
- Pengolahan anaerobik
Kondisi anaerobik merupakan kondisi di mana tidak terdapat konsentrasi oksigen di dalam sistem.
Contoh pengolahan biologis dengan kondisi anaerobik antara lain anaerobic digester, kolam anaerobik,
dan anaerobic baffled reactor. Unit pengolahan anaerobik berpotensi menghasilkan biogas yang dapat
digunakan sebagai sumber energi terbarukan. Reaksi yang terjadi pada lingkungan anaerob berupa:
organik + NO3
-
→ CO2
+ N2
+ energi
organik + SO4
2-
→ CO2
+ H2
S + energi
- Pengolahan anoksik
Pengolahan anoksik merupakan kondisi pengolahan lumpur tinja oleh bakteri heterotroph yang
memanfatkan senyawa oksida nitrogen, seperti nitrat, nitrit, dan oksida sulfat sebagai akseptor elektron
dalam proses metabolismenya.
e. Nutrien
Nutrien yang terkandung dalam lumpur tinja memiliki kadar nitrogen, fosfor dan kalium yang
membutuhkan pengolahan agar lebih aman untuk dilepaskan ke lingkungan.
- Siklus nitrogen
Pengolahan nitrogen pada lumpur tinja memanfaatkan siklus nitrogen. Nitrogen merupakan salah satu
nutrien penting yang dibutuhkan dalam pengolahan biologis, namun juga berpotensi sebagai polutan
bagi lingkungan.
Nitrifikasi
Ammonia nitrogen terbentuk pada proses mineralisasi. Ammonia dapat dioksidasi menjadi nitrat
melalui proses nitrifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengoksidasi ammonia menjadi nitrit, selanjutnya
bakteri Nitrobacter mengoksidasi nitrit menjadi nitrat, seperti yang dapat dilihat pada persamaan reaksi
berikut.
2NH3
+ 3O2
+ Nitrosomonas → 2NO2
+ 2H2
O +2H+
2NO2
+ O2
+ Nitrobacter → 2NO3

BUKU A
18
Proses nitrifikasi merupakan proses pengolahan biologis yang sensitif dan dapat dipengaruhi oleh
konsentrasi total nitrogen, BOD, alkalinitas, pH, suhu, dan senyawa polutan dalam lumpur tinja. Suhu
optimal untuk proses nitrifikasi berada pada 28°C, dan proses menjadi tidak efisien ketika suhu di bawah
10°C. pH optimal berada pada rentang 7,5-8,0. Nitrifikasi berlangsung dalam kondisi aerobik, maka
perlu dipastikan bahwa konsentrasi oksigen terlarut lebih besar dari 1 mg/L. Selain itu, proses nitrifikasi
membutuhkan 7,14 gram CaCO3
untuk setiap gram ammonia nitrogen yang dikonversi menjadi nitrat.
Denitrifikasi
Denitrifikasi merupakan proses penyisihan nitrogen secara biologis yang berlangsung dalam lingkungan
anoksik dengan mereduksi nitrat menjadi gas nitrogen yang dilepaskan ke lingkungan. Konsentrasi
oksigen terlarut yang lebih dari 0,1-0,5 mg/L dapat menghambat proses anoksik. Proses denitrifikasi
akan optimum pada kondisi pH 7,0-8,0. Proses denitrifikasi berlangsung melalui rangkaian proses
perubahan oksida nitrogen sebagai berikut.
NO3
→ NO2
→ NO → N2
O → N2
Dalam mendesain sistem pengolahan lumpur tinja yang mencakup proses nitrifikasi dan denitrifikasi,
pentinguntukmemastikanjumlahkonsentrasiBODuntukmendukungprosesdenitrifikasi.Konsentrasi
BOD yang dibutuhkan untuk proses denitrifikasi sejumlah 4 gram BOD untuk setiap gram nitrat yang
direduksi. Apabila bakteri Anammox (anaerobic ammonium oxidation) dapat mengoksidasi nitrat
(NO3
) menjadi nitrogen (N2
), proses nitrifikasi dan denitrifikasi dapat berlangsung secara simultan pada
kondisi anaerobik tanpa konsentrasi BOD.
Siklus fosfor
Seperti nitrogen, fosfor merupakan nutrien yang dapat dimanfaatkan, tapi juga berpotensi sebagai
polutan yang tidak dapat langsung dibuang ke lingkungan. Selama proses pengolahan biologis, 10-
30% fosfor diolah oleh mikroorganisme. Fosfor dalam lumpur tinja dan ekskreta (feses dan urin) pada
umumnya hadir dalam bentuk fosfat atau gugusan fosfor yang berikatan secara organik (contoh: asam
nukleat, fosfolipid). Penyisihan fosfor terbesar selama pengolahan lumpur tinja terjadi melalui proses
sedimentasi,prosesadsorpsikimiadanpenyerapanbiologisolehtumbuhandanalga(Reddyet al.,1999).
1.1.3 Proses Pengolahan Kimia
Bahan kimia dapat dicampur dengan lumpur tinja untuk meningkatkan proses pengolahan fisik (contoh:
penambahanpolimerkationuntukmeningkatkanefisiensiflokulasidanpengendapan),atauuntukmematikan
bakteri patogen dan stabilisasi lumpur tinja. Namun, penambahan bahan kimia dapat menambah biaya
pengolahan yang signifikan sehingga penggunaannya perlu dipertimbangkan kembali dan diperhitungkan
secara menyeluruh.
Jenis pengolahan kimia yang umum diterapkan dalam proses pengolahan lumpur tinja, antara lain:
a. Stabilisasi dengan Alkalin
Senyawa alkalin, seperti kapur, dapat digunakan untuk menstabilkan lumpur tinja, sebelum atau setelah
proses dewatering.
b. Koagulasi dan flokulasi
Proses flokulasi dan koagulasi dapat digunakan untuk mengendapkan partikel koloid yang tidak dapat
diendapkan secara gravitasi. Proses ini mendestabilisasikan partikel koloid dengan membentuk koloid
menjadi flok-flok sehingga dapat mengendap. Pemilihan zat aditif yang digunakan berdasarkan pada
karakteristik partikel, yaitu hidrofobik atau hidrofilik.

BUKU A
19
c. Pengkondisian (conditioning)
Untuk memilih jenis bahan kimia yang tepat, aspek-aspek penting yang perlu dipertimbangkan antara lain
umur lumpur, pH, sumber, konsentrasi padatan, dan alkalinitas lumpur. Pada umumnya, dosis ditentukan
berdasarkan hasil jar test di laboratorium.
d. Desinfeksi
Desinfeksi dilakukan untuk mereduksi mikroorganisme patogen. Proses desinfeksi dapat dilakukan
dengan metode klorinasi, ozonasi, dan penyinaran menggunakan sinar UV. Proses desinfeksi juga dapat
dilakukan secara mekanis, misalnya dengan menggunakan filter atau membran. Klorinasi merupakan
metode yang paling banyak digunakan dalam proses desinfeksi. Hal-hal yang penting untuk diperhatikan
dalam proses desinfeksi, antara lain: waktu kontak, konsentrasi klorin, beban mikroorganisme patogen,
suhu, dan konstituen lain yang terkandung dalam efluen.

BUKU A
22
Pengolahan pendahuluan (preliminary treatment) merupakan tahap pertama dalam pengolahan lumpur tinja yang
bertujuan untuk mengkondisikan karakteristik lumpur tinja agar dapat diterima oleh unit pengolahan selanjutnya.
Pada umumnya, pengolahan pendahuluan terdiri dari unit penyaringan, grit chamber, grease trap, dan/atau bak
ekualisasi.
2.1 Unit Penerima dan Manual Bar Screen
Gambar 2.1 Unit Penerima dan Penyaring Manual di IPLT Gampong Jawa, Kota Banda Aceh
Fungsi : Menyaring sampah berukuran besar yang terdapat dalam lumpur tinja.
Kelebihan : - Mudah dioperasikan;
- Tidak membutuhkan operator dengan keahlian khusus.
Kekurangan : - Dapatmenimbulkanbaudanmengundanglalatakibatsampahyangtertahanpadapenyaring;
- Pembersihan harus dilakukan secara manual dan berkala.
Desain : Manual bar screen terdiri dari rangkaian batang baja yang disusun berjajar dan ditempatkan
pada suatu saluran. Jarak antar batang berkisar antara 20-50 mm dengan kemiringan 45-60o
.
Batang yang digunakan biasanya memiliki ketebalan 10 mm dan lebar 25 mm. Bagian dasar
saluran dapat dirancang rata atau dengan kemiringan tertentu. Selain itu, perancangan manual
bar screen perlu memperhatikan kemudahan akses untuk membersihkan berbagai jenis sampah
yang tertahan.
Penyaringan merupakan unit yang penting untuk digunakan pada tahap awal proses pengolahan lumpur tinja.
Unit ini bertujuan untuk menahan sampah/benda-benda padat besar yang terbawa dalam lumpur tinja agar
tidak mengganggu dan mengurangi beban pada sistem pengolahan selanjutnya. Sampah/benda padat besar
yang biasa ditemukan dalam lumpur tinja, diantaranya plastik, kain, kayu, dan kerikil.
Pada IPLT yang menangani lumpur tinja dengan kapasitas debit influen relatif kecil, tahap penyaringan
umumnya menggunakan manual bar screen. Manual bar screen juga dapat digunakan pada instalasi
pengolahan dengan debit influen besar, tetapi hanya digunakan sebagai by-pass sebelum air limbah disaring
menggunakan penyaring mekanis. Sampah-sampah yang tertahan pada bar screen harus sering dibersihkan
karena apabila menumpuk dapat menyumbat dan mengganggu proses penyaringan. Pembersihan manual bar
screen seringkali dilakukan menggunakan sikat besi dengan gigi-gigi yang disesuaikan dengan jarak antar bar.

BUKU A
23
Tabel 2.1 Kriteria Desain Unit Manual Bar Screen
Parameter Satuan Nilai
Kecepatan aliran lewat bukaan, v m/detik 0,3-0,6
Jarak bukaan, b mm 25-50
Kemiringan thd. horizontal, θ derajat 45-60
Kehilangan tekanan lewat bukaan, HLbukaan mm 150
Kehilangan tekanan maks. (clogging), HLmax mm 800
A. Kriteria Desain
Perancangan unit penyaringan dengan manual bar screen dilakukan berdasarkan kriteria desain sebagai
berikut:
B. Contoh Desain
Karakteristik influen
Pada perhitungan unit penerima dan unit penyaringan, debit desain yang digunakan berdasarkan total
kapasitas truk tinja dan waktu pembuangan yang dibutuhkan untuk satu kali pembuangan. Dalam
perhitungan desain unit penyaring ini, dirancang setiap satu kali pembuangan mampu menerima dua truk
tinja berkapasitas maksimum 4 m3
dan waktu pembuangan yang dibutuhkan selama 5 menit (=300 detik).
Dengan demikian, debit desain yang digunakan dalam perhitungan desain ini sebesar (2 x 4 m3
)/300 detik
= 0,027 m3
/detik.
Kriteria desain digunakan
- Lebar batang, w = 10 mm = 0,01 m
- Tebal batang, L = 30 mm = 0,03 m
- Jarak bukaan, b = 30 mm = 0,03 m
- Kemiringan, θ = 60°
- Kecepatan aliran, v = 0,3 m/detik

Gambar 2.2 Manual Bar Screen (Aliran dari Kiri ke Kanan)

BUKU A
24
Perhitungan desain
Tahap A: Menghitung dimensi saringan
- Luas bukaan (A) saringan
=
debit puncak
kecepatan aliran lewat saringan
=
0,027 m3
/detik
= 0,09 m2
0,3 m/detik
- Lebar bukaan dibutuhkan
= luas bukaan/kedalaman aliran
= 0,09 m2
/0,1 m = 0,9 m
- Dengan lebar satu bukaan = 30 mm, maka jumlah bukaan = 0,9 m/0,03 m = 30 bukaan

- Jumlah batang dibutuhkan
= jumlah bukaan - 1
= 30 - 1 = 29 batang
- Lebar saluran = lebar saringan
maka
= (jumlah bukaan x lebar bukaan) + (jumlah batang x lebar batang)
= (30 x 0,03 m) + (29 x 0,01 m) = 1,19 ≈ 1,2 m
- Dirancang tinggi saluran = 1 m dan kemiringan saringan terhadap horizontal = 60o
maka
tinggi saringan = 1 m/sin 60o
= 0,8 m/0,866
= 1,2 m
Tahap B: Menghitung kecepatan aliran setelah melewati saringan
- Kecepatan setelah melalui saringan
v2
=
1
R2/3
S1/2
n
di mana: v2
= kecepatan saluran aliran penuh, m/detik
n = koefisien kekasaran yang digunakan dalam persamaan Manning
R = rerata radius hidraulik = A/P, m
A = luas penampang basah, m2
P = panjang penampang basah, m
S = kemiringan energi, m/m
maka
A = lebar saluran x tinggi air
= 1,2 m x 0,1 m = 0,12 m2
P = lebar saluran + (2 x tinggi air)
= 1,2 m + (2 x 0,1 m) = 1,4 m
R =
A
=
0,12 m2
= 0,09 m
P 1,4 m

BUKU A
25
S =
(Qd
n)2
A2
R4/3

=
(0,027 m3
/detik x 0,015)2
= 2,75 x 10-4
m/m
(0,12 m2
)2
(0,09 m)4/3

V2
=
1
(0,09 m)2/3
(2,75 x 10-4
m/m)1/2
= 0,22 m/detik
0,015
Tabel 2.2 Nilai Koefisien Kekasaran Manning
Material Rentang (Nilai tipikal desain)
Beton 0,012-0,018 (0,015)
Besi tuang (cast iron) 0,012-0,015 (0,013)
Batu bata 0,012-0,017 (0,015)
Pipa logam bergelombang 0,021-0,026 (0,022)
Semen asbestos 0,011-0,015 (0,013)
Saluran alam 0,022-0,030 (0,025)
Sumber: ASCE, Water Pollution Control Federation (1969); Qasim (1999)
Tahap C: Menghitung head loss
1. Head loss ketika penyaringan tidak tersumbat
hL
= β(
w
)4/3
hv
sin θ
b
di mana: hL
= head loss, m
β = faktor tipe batang
w = lebar batang, m
b = lebar bukaan
hv
= velocity head aliran melalui bukaan (v1
2
/2g), m
θ = sudut kemiringan batang terhadap horizontal
Tabel 2-3 Kriteria Desain Batang pada Unit Penyaringan
Tipe Batang Nilai β
Persegi panjang 2,42
Rectangular dengan semi rectangular pada sisi muka 1,83
Circular 1,79
Rectangular dengan semi rectangular pada sisi muka dan belakang 1,67
Tear shape 0,67
maka
hL
= 2,42 (
29 x 10 mm
)
4/3
[
(0,3 m/detik)2
] sin(60)
30 x 30 mm 2 x 9,81 m/detik2
= 0,0021 m = 2,1 mm

BUKU A
26
2. Head loss penyaringan tersumbat 45%
hL
=
V'2
- V2
(
1
)
2g 0,7
di mana: hL
= head loss, m
V’ = kecepatan aliran lewat bukaan tersumbat, m/detik
v = kecepatan maksimum pada saluran, m/detik
g = percepatan akibat gravitasi, 9,81 m/detik2
- Kecepatan aliran lewat bukaan tersumbat
Karena saringan tersumbat 45%, maka luas bukaan yang berfungsi hanya 55%.
V’ = (1/0,55) x 0,3 m/detik = 0,545 m/detik
- Head loss penyaringan tersumbat
maka

hL
=
(0,55 m/detik)2
- (0,22 m/detik)2
x
1
= 0,0184 m = 18,4 mm
2 x 9,81 m/detik2
0,7
Tahap D: Menentukan dimensi bak penerima
- Untuk menghindari terjadinya head loss yang berlebih dan lumpur tinja yang mencurat, bak penerima
harus didesain memiliki sistem pengaliran yang lancar.
- Kapasitas bak penerima mengikuti kapasitas satu tahap penerimaan lumpur tinja, dalam contoh
perhitungan ini sebesar 8 m3
(4 m3
x 2 truk tinja).
- Dengan ketinggian bak penerima 1 m (mengikuti ketinggian saluran bar screen), luas permukaan bak
penerima yang dibutuhkan:
= kapasitas bak penerima ⁄ ketinggian bak
= 8 m3
/1 m = 8 m2
- Permukaan bak penerima dirancang berbentuk trapesium (seperti pada Gambar 2.1) dengan panjang
dua sisi sejajar = 1,2 m (mengikuti lebar saluran) dan 4,8 m, maka lebar bak penerima:
=
8
= 2,6 m
0,5 (1,2 m + 8 m)
- Agar aliran lumpur tinja dari unit penerima ke unit penyaringan dapat mengalir dengan lancar, bagian
dasar bak penerima dirancang memiliki kemiringan 10:1, sehingga kedalaman bak yang miring = 0,3 m.
C. Contoh Standar Operasional Prosedur
Standar Operasional Prosedur Unit Penerima
1. Memeriksa bak penerima setelah penuangan lumpur tinja.
2. Membersihkan dan membilas dinding unit penerima dengan air bersih agar tidak menimbulkan bau.
3. Melakukan perbaikan dengan segera apabila terdapat kerusakan.
Standar Operasional Prosedur Manual Bar Screen
1. Memeriksa dan membersihkan sampah yang tertahan pada penyaring secara berkala.
2. Membersihkan bar pada penyaring dari kotoran yang menempel.
3. Melakukan perbaikan apabila terdapat kerusakan.

BUKU A
27
2.2 Grit Chamber
Gambar 2.3 Unit Grit Chamber di IPLT Karangasem, Bali
Fungsi : Untuk memisahkan material anorganik (grit) sekaligus mencegah terjadinya akumulasi grit
pada akhir pengolahan, menghindari penggunaan pompa berlebih, dan meningkatkan efisiensi
unit pemisahan padatan dan cairan lumpur.
Kelebihan : Konstruksi tidak rumit
Kekurangan : - Sulit untuk menjaga kecepatan aliran; dan
- Head loss yang ditimbulkan besar
Desain : Nilai kriteria desain yang umum digunakan dalam mendesain grit chamber untuk grit
berdiameter 0,21 mm pada parameter waktu detensi, kecepatan horizontal, dan kecepatan
pengendapan masing-masing adalah 60 detik, 0,3 m/detik, dan 1,2 m/menit. Head loss yang
ditimbulkan dari grit chamber cukup besar, yaitu sekitar 30-40% dari kedalaman maksimum
air dalam saluran.
Grit chamber merupakan unit operasi yang dirancang untuk memisahkan partikel diskrit dan partikel
anorganik (grit) yang memiliki specific gravity lebih besar dari padatan tersuspensi dalam air limbah. Dalam
lumpur tinja, jenis grit yang biasa ditemukan diantaranya pasir, kerikil, bebatuan, tanah, biji-bjian, dan material
lain yang tidak terdekomposisi. Grit chamber memiliki beberapa jenis, antara lain aerated grit chamber, vortex
grit chamber, dan horizontal flow grit chamber.
a. Aerated grit chamber
Pada aerated grit chamber, udara dipasok dari diffuser ke dalam tangki dan membentuk pola aliran spiral
yang diatur kecepatannya, sehingga memungkinkan partikel dengan massa jenis lebih berat keluar dari
pola aliran tersebut dan mengendap ke dasar tangki, sedangkan partikel dengan massa jenis lebih ringan
akan tersuspensi dan ikut terbawa ke luar tangki.
b. Vortex-type grit chamber
Vortex-type grit chamber terdiri dari suatu tangki berbentuk silinder, di mana aliran tangensial masuk ke
dalam sistem dan membentuk pola aliran (vortex). Grit akan mengendap secara gravitasi ke dasar tangki
(dalam suatu bak pengumpul) dan dibersihkan secara berkala menggunakan pompa.
c. Horizontal Flow Grit Chamber
Partikel-partikel disisihkan dengan cara mengontrol kecepatan horizontal dalam sistem yang dinilai ideal
untuk mengendapkan grit dan menjaga partikel organik ringan tetap tersuspensi dalam aliran. Untuk grit
chamber berukuran kecil, pembersihan grit yang telah mengendap dapat dilakukan secara manual.

BUKU A
28
Tabel 2.4 Kriteria Desain Unit Horizontal-Flow Grit Chamber
Specific gravity material grit - 1,3-2,7
Waktu detensi, td detik 45-90
Kecepatan horizontal, vs m/detik 0,24-0,4
Kecepatan pengendapan, vs
- Diameter 0,21 mm
- Diameter 0,15 mm
m/menit
m/menit
1,0-1,3
0,6-0,9
Persentase head loss dalam bak kontrol terhadap
kedalaman saluran
% 30-40
Overflow rate debit maksimum, OR m3
/m2
.detik 0,021-0,023
Sumber: Metcalf & Eddy (2003)
A. Kriteria Desain
Unit grit chamber dirancang berdasarkan kriteria desain berikut ini:
B. Contoh Desain
Pada perhitungan unit grit chamber, debit desain yang digunakan mengikuti debit puncak dalam desain
manual bar screen = 0,027 m3
/detik.
- Waktu detensi = 90 detik
Perhitungan desain
Tahap A: Menentukan dimensi grit chamber
- Volume grit chamber dibutuhkan
=
debit desain
waktu detensi
=
0,027 m3
/detik
= 2,4 m3
90 detik
- Dirancang grit chamber memiliki lebar = 1 m dan kedalaman 1 m (rasio lebar : kedalaman = 1:1,5) dan
(rasio panjang : lebar = 2.5 :1), maka
panjang kolam =
volume chamber
lebar x kedalaman
=
2,43 m2
= 2,4 m = 2,5 m
1 m x 1 m
Tahap B: Menentukan dimensi Parshall flume
- Dimensi Parshall flume
Parshall flume merupakan saluran terbuka yang terletak terletak pada outlet unit grit chamber dan
berfungsi untuk mengontrol kecepatan aliran dari unit tersebut. Dimensi parshall flume ditentukan
berdasarkan debit yang melalui saluran dan dapat dilihat pada Tabel 2.5. Dalam perancangan ini, debit
desain yang digunakan berada dalam rentang 5-300 m3
/jam, maka dimensi yang dibutuhkan adalah:

BUKU A
29
Tabel 2.5 Dimensi Parshall Flume
Minimum
flow rate,
m3
/jam
Maximum
flow rate,
m3
/jam
W, m A, m B, m C, m D, m E, m F, m G, mm N, mm x, mm
5 300 0,15 0,61 0,61 0,40 0,40 0,30 0,61 76 114 51
10 520 0,23 0,88 0,86 0,38 0,57 0,30 0,46 76 114 51
40 1630 0,30 1,37 1,34 0,61 0,84 0,61 0,91 76 229 51
50 2450 0,46 1,45 1,42 0,76 1,03 0,61 0,91 76 229 51
70 2260 0,61 1,52 1,5 0,91 1,21 0,61 0,91 76 229 51
100 5100 0,91 1,68 1,64 1,22 1,57 0,61 0,91 76 229 51
130 6900 1,22 1,83 1,79 1,52 1,94 0,61 0,91 76 229 51
Sumber: Mackenzie L. Davis, 2010
- W = 0,15 m - E = 0,30 m
- A = 0,61 m - F = 0,61 m
- B = 0,61 m - G = 76 mm
- C = 0,40 m - N = 114 mm
- D = 0,40 m - x = 51 mm
- Kedalaman air dalam saluran
Ha
= (
Q
)
1/n
C
di mana: Ha
= kedalaman air, m
Q = debit aliran, m3
/detik
C, n = koefisien yang ditentukan berdasarkan Gambar 2.5 dan Gambar 2.6
Nilai n didapatkan dari Gambar 2.5 dan C dari Gambar 2.6. Dengan garis lebar saluran W di sumbu x
pada nilai 0,15, dapat diketahui besar nilai n = 1,54 dan C = 2, maka kedalaman air:
Ha
= (
0,027
)
1/1,54
= 0,06 m
2
Gambar 2.4 Skema Parshall Flume

BUKU A
30
Gambar 2.5 Koefisien n Parshall Flume
Gambar 2.6 Koefisien C Parshall Flume
Standar Operasional Prosedur Grit Chamber
1. Memeriksa dan memastikan aliran pada horizontal grit chamber sesuai dengan kecepatan perencanaan
(aliran laminer/tenang). Apabila aliran tidak laminer (turbulen) yang disebabkan oleh menumpuknya
grit/padatan lain, maka segera lakukan pembersihan.
2. Membuang grit secara rutin dari kolam, dikeringkan, dicuci, dan dibuang ke tempat pembuangan
secara rutin
3. Membersihkan dinding, saluran, dan bak dari sampah.
4. Melakukan perbaikan apabila terdapat kerusakan.

BUKU A
31
2.3 Grease Trap
Gambar 2.7 Skematik Grease Trap
Sumber: www.sswm.info
Fungsi : Menyisihkan minyak dan lemak dalam air limbah agar tidak mengganggu sistem pengolahan
selanjutnya.
Kelebihan : Mencegah penyumbatan dan gangguan unit selanjutnya yang diakibatkan oleh minyak dan
lemak.
Kekurangan : - Diperlukan pembersihan scum secara berkala;
- Menambah kebutuhan lahan.
Desain : Grease trap umunya terdiri dari dua kompartemen, yaitu kompartemen pertama (2/3 dari total
panjang) dan kompartemen kedua (1/3 dari total panjang). Grease trap dilengkapi dengan
lubang kontrol (manhole) dengan diameter minimum 0,6 m.

Penyisihan minyak dan lemak menggunakan grease trap dilakukan di awal sistem pengolahan untuk
mencegah terjadinya gangguan pada unit pengolahan selanjutnya. Pada umumnya, grease trap terdiri dari
dua kompartemen. Kompartemen pertama berfungsi untuk menyisihkan berbagai jenis padatan dalam
lumpur tinja: padatan dengan berat jenis lebih berat dari air akan mengendap sedangkan padatan dengan
berat jenis lebih ringan dari air (seperti minyak dan lemak) akan mengapung di permukaan air. Selanjutnya,
kompartemen kedua berfungsi untuk memastikan bahwa minyak dan lemak tetap tertahan di dalam sistem
dan tidak ikut terbawa air limbah mengalir menuju unit pengolahan selanjutnya. Minyak dan lemak yang
tertahan tersebut harus dibersihkan secara berkala untuk menjaga kebersihan unit dan mencegah terjadinya
penyumbatan. Beberapa penelitian menyebutkan bahwa grease trap mampu menyisihkan hingga 80% minyak
dan lemak (EPA, 1998), serta 50-80% BOD dan TSS (DPH, 1998).
A. Kriteria Desain
Belum ada kriteria desain untuk unit grease trap. Namun, disarankan kecepatan aliran dalam grease trap
2-6 m/jam dan waktu tinggal 5-20 menit.
B. Contoh Desain
Pada perhitungan unit grease trap, debit desain yang digunakan mengikuti debit puncak yang digunakan
dalam desain manual bar screen.
- Debit puncak manual bar screen = 0,027 m3
/detik.
- Minyak dan lemak = 1.100 mg/l.

BUKU A
32
- Kecepatan aliran, v = 5 m/jam = 0,0014 m/detik
- Waktu detensi, Td
= 5 menit = 300 detik
Perhitungan desain
1. Volume dibutuhkan
= debit influen x waktu detensi
= 0,027 m3
/detik x 300 detik = 8 m3

2. Luas area dibutuhkan
=
debit influen
kecepatan aliran
=
0,027 m3
/detik
= 19,29 m2
0,0014 m/detik
3. Rasio P:L adalah 3:1,
maka
(3L)(L) = 19,29 m2
3L2
= 19,29 m2
L = 2,5 m
P = 3L = 7,5 m
 Panjang kompartemen 1 = 2/3P = 1,7 m
 Panjang kompartemen 2 = 1/3P = 0,8 m
A’ = 2,5 m x 7,5 m = 18,75 m2
→ Periksa kecepatan aliran
v =
debit influen
luas permukaan

=
0,027 m3
/detik
= 0,0014 m/detik = 5,2 m/jam (OK, 2-6 m/jam)
18,75 m2
4. Kedalaman tangki
Kedalaman aktif (V/A’) = 0,5 m
Tinggi area pengendapan = 0,3 m
Tinggi = 0,2 m
Freeboard = 0,3 m +
Tinggi total = 1,3 m
5. Volume tangki
= luas area tangki x kedalaman tangki
= 18,75 m2
x 1,3 m = 24,38 m3
Efisiensi unit pengolahan
Tangki grease trap mampu menangkap lemak hingga 80%, dalam perhitungan ini diasumsikan efisiensi
penyisihan sebesar 76%.
- Konsentrasi lemak dan minyak dalam efluen
= (1-0,76) x 1.100 mg/l = 264 mg/l

BUKU A
33
Standar Operasional Prosedur Grease Trap
1. Membersihkan grease trap secara rutin.
2. Membersihkan grease trap sesegera mungkin dari limpahan minyak dan lemak yang melimpah ke luar.
2.4 Bak Ekualisasi
Gambar 2.8 Bak Ekualisasi
Sumber: Akar Impex
Fungsi : Untuk meratakan konsentrasi lumpur tinja sebelum diolah ke unit stabilisasi lumpur
menurunkan fluktuasi debit influen yang masuk.
Kelebihan : - Meningkatkan efektivitas pengolahan dengan meratakan konsentrasi dan debit influen;
- Menyamakan nilai pH sehingga mengurangi kebutuhan bahan kimia (apabila menggunakan
bahan kimia pada proses selanjutnya).
Kekurangan : - Menambah kebutuhan lahan;
- Menambah kebutuhan biaya pengadaan, operasi, dan pemeliharaan;
- Berpotensi menimbulkan bau.
Desain : Kebutuhan volume bak ekualisasi ditentukan berdasarkan grafik akumulasi variasi debit influen
yang diterima selama waktu operasional IPLT.

Lumpur tinja yang masuk ke dalam IPLT memiliki konsentrasi polutan yang berbeda-beda dan debit influen
yang masuk ke IPLT berfluktuasi, khususnya pada IPLT dengan kapasitas debit influen yang besar. Bak
ekualisasi berfungsi untuk menyamakan debit dan karakteristik influen lumpur tinja yang masuk sehingga
mengoptimalkan waktu yang dibutuhkan untuk proses pengolahan sekunder dan lanjutan. Bak ekualisasi
umumnya diletakan setelah unit grit chamber dan sebelum bak sedimentasi primer.
Proses pemerataan konsentrasi air limbah dalam bak ekualisasi dapat dilakukan menggunakan baffle pada
titik influen, turbin, aerasi dengan diffuser atau aerator, untuk mencegah terbentuknya padatan tersuspensi
pada dasar bak. Selain itu, proses tersebut berpotensi meningkatkan konsentrasi DO dan mengurangi beban
organik (BOD) dalam lumpur tinja.

BUKU A
34
A. Kriteria Desain
Perancangan unit bak ekualisasi dilakukan berdasarkan kriteria desain sebagai berikut:
Waktu
Jumlah
Truk
(buah)
Debit
Influen
(m3
/jam)
Rerata
Konsentrasi BOD5
(mg/l)
Akumulasi Volume
Setiap Akhir Waktu
(m3
)
Beban BOD5
(kg/jam)
8-9 2 6 2.750 6 17
9-10 2 7 3.100 13 22
10-11 5 17 2.860 30 49
11-12 10 33 3.420 63 113
12-13 9 34 3.850 97 131
13-14 7 25 4.200 122 105
14-15 3 11 3.530 133 39
15-16 2 7 2.440 140 17
Rerata 17,50 61
Tabel 2.6 Kriteria Desain Bak Ekualisasi
Kedalaman air minimum m 1,5-2
Kemiringan - 3:1 sampai 2:1
- Untuk air limbah dengan konsentrasi padatan tersuspensi ≥ 210 mg/l, diperlukan
pengaduk 0,004-0,008 kW/m3
- Untuk menjaga kondisi aerobik, dibutuhkan suplai udara 0,01-0,015 m3
/m3
.menit
Sumber: Metcalf & Eddy, 2003
B. Contoh Desain
Perhitungan desain
Tahap A: Menentukan volume bak ekualisasi dibutuhkan berdasarkan volume kumulatif influen lumpur
tinja pada setiap jam operasional IPLT.

Dalam contoh perhitungan ini, IPLT A yang memiliki kapasitas 150 m3
/hari beroperasi selama 8 jam
(mulai pukul 08.00 sampai 16.00) dan jumlah truk tinja yang membuang lumpur tinja sebanyak 50 buah.
Berikut merupakan data jumlah truk tinja yang masuk beserta volume lumpur tinja yang dibawa dan
konsentrasi BOD5
-nya pada setiap jam.
Berdasarkan data di atas, dibuat grafik volume akumulasi lumpur tinja setiap periode satu jam, seperti
tertera pada Gambar 2.9.
Cara menentukan volume bak ekualisasi yang dibutuhkan adalah dengan menggambarkan garis tangen
titik terendah dan tertinggi pada diagram akumulasi volume influen dan sejajar dengan garis tangen rerata
volume influen. Dengan demikian, volume bak ekualisasi yang dibutuhkan sebesar 30 m3
(90 m3
– 60 m3
)
dan dimensi bak ekualisasi adalah:
- Kedalaman bak = 2 m
- Luas permukaan = 15 m2
- Rasio panjang : lebar = 3:1

BUKU A
35
(3L)(L) = 15 m2
3L2
= 15 m2
L = 2,24 ≈ 2,5 m
P = 7,5 m
- Freeboard = 0,3 m
- Volume bak ekualisasi = 2,5 m x 7,5 m x 2,3 m = 43,1 m3
Gambar 2.9 Volume Kumulatif Influen Lumpur Tinja

Tahap B: Menentukan pengaruh bak ekualisasi terhadap laju beban BOD5
.
Dengan kapasitas bak sebesar 43,1 m3
, diperkirakan bak akan kembali kosong pada pukul 11.30. Maka,
perhitungan pengaruh dari ekualisasi lumpur tinja dimulai pada periode waktu pukul 11.00-12.00.
1. Menghitung volume lumpur tinja dalam bak ekualisasi
Vsc
= Vsp
+ Vic
- Voc
di mana: Vsc
= volume dalam bak ekualisasi pada suatu periode waktu, m3
Vsp
= volume dalam bak ekualisasi pada akhir periode waktu sebelumnya, m3
Vic
= volume influen selama suatu periode waktu, m3
Voc
= volume efluen selama suatu periode waktu, m3
maka
- Periode pukul 11.00-12.00
Vsc
= 0 + 33 m3
– 17,5 m3
= 15,5 m3
- Periode periode pukul 12.00-13.00
Vsc
= 15,5 m3
+ 34 m3
– 17,5 m3
= 32 m3
Vsc
= 32 m3
+ 25 m3
– 17,5 m3
= 39,5 m3
Vsc
= 39,5 m3
+ 11 m3
– 17,5 m3
= 33 m3
Vsc
= 33 m3
+ 7 m3
– 17,5 m3
= 22,5 m3

BUKU A
36
Vsc
= 22,5 m3
+ 6 m3
– 17,5 m3
= 11 m3
Vsc
= 11 m3
+ 7 m3
– 17,5 m3
= 0,5 m3
Vsc
= 0,5 m3
+ 17 m3
– 17,5 m3
= 0 m3
2. Menghitung konsentrasi rerata BOD5
dalam lumpur tinja yang keluar dari bak ekualisasi
Xoc
=
(Vic
) (Xic
) + (Vsp
) (Xsp
)
Vic
+ Vsp
di mana: Xoc
= rerata konsentrasi BOD5
efluen setelah proses ekualisasi selama suatu periode waktu,
mg/l
Vic
= volume air limbah influen selama suatu periode waktu sebelumnya, m3
Xic
= rerata konsentrasi BOD5
influen, mg/l
Vsp
= volume air limbah dalam bak ekualisasi pada akhi periode waktu, m3
Xsp
= konsentrasi BOD5
air limbah dalam bak ekualisasi pada akhir periode waktu
sebelumnya, mg/l
maka,
Xoc
=
(33 m3
x 3.420 mg/l)
= 3.420 mg/l
33 m3
- Periode periode pukul 12.00-13.00
Xoc
=
(34 m3
x 3.850 mg/l) + (15,5 m3
x 3.420 mg/l)
= 3.715 mg/l
34 m3
+ 15,5 m3
Xoc
=
(25 m3
x 4.200 mg/l) + (32 m3
x 3.715 mg/l)
= 3.928 mg/l
25 m3
+ 32 m3
Xoc
=
(11 m3
x 3.530 mg/l) + (39,5 m3
x 3.928 mg/l)
= 3.841 mg/l
11 m3
+ 39,5 m3
Xoc
=
(7 m3
x 2.440 mg/l) + (33 m3
x 3.841 mg/l)
= 3.596 mg/l
7 m3
+ 33 m3
Xoc
=
(6 m3
x 2.750 mg/l) + (22,5 m3
x 3.596 mg/l)
= 3.418 mg/l
6 m3
+ 22,5 m3
Xoc
=
(7 m3
x 3.100 mg/l) + (11 m3
x 3.418 mg/l)
= 3.294 mg/l
7 m3
+ 11 m3
Vsc
=
(17 m3
x 2.680 mg/l) + (0,5 m3
x 3.294 mg/l)
= 2.872 mg/l
17 m3
+ 0,5 m3

BUKU A
37
Standar Operasional Prosedur Bak Ekualisasi
1. Memasukkan lumpur tinja ke dalam bak penyaring.
2. Mengamati aliran air yang mengalir ke dalam bak ekualisasi. Apabila aliran tidak lancar, penyaring
harus segera dibersihkan dari kotoran yang menyumbat.
3. Menempatkan hasil buangan kotoran dan pasir ke dalam bak khusus.
4. Menggelontorkan air untuk memperlancar aliran dan membersihkan permukaan penyaring.
Waktu
Volume Influen
(m3
)
Volume dalam Bak
(m3
)
Rerata
Konsentrasi
BOD5
(mg/l)
Konsentrasi BOD5
Setelah Ekualisasi
(mg/l)
Beban BOD5
Setelah
Ekualisasi
(kg/jam)
11-12 33 15,5 3.420 3.420 60
12-13 34 32 3.850 3.715 65
13-14 25 39,5 4.200 3.928 69
14-15 11 33 3.530 3.841 67
15-16 7 22,5 2.440 3.596 63
8-9 6 11 2.750 3.418 60
9-10 7 0,5 3.100 3.294 58
10-11 17 0 2.860 2.872 50
Rerata 17,5 61

3
Unit Pemekatan dan
Stabilisasi Lumpur

BUKU A
40
Unitpemekatanlumpurbertujuanuntukmeningkatkankonsentrasipadatandalamlumpurdengancaramemisahkan
fase padatan dan cairan. Sedangkan pada unit pemekatan dan stabilisasi lumpur, selain untuk memisahkan kedua
fase tersebut, juga bertujuan untuk mereduksi bakteri patogen dan mengontrol proses pembusukan materi organik.
Stabilisasilumpurdapatdilakukansecarabiologis,kimia,dan/ataufisik.Terdapatberbagaiteknologiyangdigunakan
untuk proses pemekatan dan proses pemekatan sekaligus stabilisasi lumpur, diantaranya gravity thickener, anaerobic
sludge digester, tangki Imhoff, dan solid separation chamber. Pada bab ini akan didiskusikan mengenai unit-unit
pengolahan tersebut, berikut dengan tahap-tahap perhitungan desain.
3.1 Unit Pemekatan Lumpur
3.1.1 Gravity Thickener
Gambar 3.1 Unit Gravity Thickener di IPLT Suwung, Bali
Fungsi : Memekatkan lumpur untuk mendapatkan konsentrasi padatan dalam lumpur yang lebih tinggi
dan mengurangi volume residu yang dihasilkan.
Kelebihan : - Sederhana dalam pengoperasian dan pemeliharaan;
- Memungkinkan penggunaan ruang penyimpan lumpur yang lebih kecil.
Kekurangan : - Lumpur terendapkan cenderung masih mengandung kadar air yang tinggi sehingga
membutuhkan proses dewatering lanjutan;
- Penyisihan bakteri patogen tidak signifikan;
- Berpotensi menimbulkan bau akibat proses anaerobik dan akumulasi scum.
Desain : Kriteria desain untuk gravity thickener meliputi luas permukaan minimum berdasarkan beban
hidraulik dan solid, kedalaman thickener, dan kemiringan dasar tangki. Pada umumnya, sludge
thickener didesain memiliki kedalaman 3-4 m dengan waktu detensi selama 24 jam. Laju beban
hidraulik yang dapat diterima oleh thickener untuk memekatkan lumpur yang belum diolah
(primary sludge) sebesar 16-32 m3
/m2
.hari. Gravity thickener dapat dilengkapi dengan penutup
dan alat pengukur bau karena unit ini berpotensi menimbulkan bau.
Gravity sludge thickener merupakan unit pemekatan berupa tangki berbentuk lingkaran dengan dasar tangki
berbentuk kerucut yang dilengkapi bak pengumpul lumpur dan/atau scraper. Padatan akan mengendap ke
dasar tangki dengan memanfaatkan sistem gravitasi, dan scraper secara perlahan mendorong hasil endapan
menuju pipa pembuangan yang ada di dasar tangki. Dalam menentukan waktu retensi padatan, perlu
memperhatikan potensi pembentukan gas metan yang terjadi di dasar tangki. Selanjutnya, supernatan yang

BUKU A
41
dihasilkan akan mengalir keluar melalui v-notch weir yang terletak pada sisi atas tangki menuju clarifier.
Beberapa unit thickener dilengkapi skimmer untuk mengumpulkan dan menyisihkan scum (terutama lemak)
yang terakumulasi pada permukaan tangki.
Proses pemekatan pada unit ini terjadi melalui tiga proses, yang terdiri dari pengendapan secara gravitasi,
pengendapan perlahan (hindered settling), dan pemadatan hasil endapan. Proses pengendapan secara gravitasi
dimulai ketika partikel padatan yang memiliki densitas yang lebih besar dari cairan mengendap. Selanjutnya
proses pengendapan untuk partikel-partikel dengan densitas/ukuran sedang terjadi akibat pembentukan flok-
flok partikel, peningkatan konsentrasi padatan dalam proses pembentukan flok-flok partikel akan membantu
terjadinya pengendapan, proses tersebut yang disebut sebagai pengendapan perlahan (hindered settling).
Proses selanjutnya yang terjadi pada gravity thickener merupakan proses pemadatan endapan, di mana
padatan yang telah mengendap pada dasar tangki akan mengalami pemadatan akibat tekanan dari padatan
di atasnya (Metcalf & Eddy, 2003). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Sharrer et al. (2010), gravity
sludge thickener mampu menyisihkan hingga 92% TSS dan 80% COD.
A. Kriteria Desain
Unit gravity thickener dirancang berdasarkan kriteria desain berikut ini:
B. Contoh Desain
- Penduduk dilayani = 80.000 jiwa
- Debit influen rerata, Qavg
= 40 m3
- Debit puncak, Qpeak
= 48 m3
- BOD5
= 3.000 mg/l
- COD = 8.200 mg/l
- TSS = 16.000 mg/l
- Specific gravity lumpur = 1,03
- Beban solid = 50 kg/m2
.hari
- Kedalaman aktif = 3 m
Perhitungan desain
Tahap A: Menghitung luas permukaan dibutuhkan berdasarkan beban solid
1. Luas area dihitung berdasarkan beban solid
- Beban massa TSS dalam influen
= konsentrasi TSS x Qavg
= 16.000 g/m3
x 40 m3
/hari
= 640 kg/hari
1.000 g/kg
Tabel 3.1 Kriteria Desain Unit Gravity Thickener
Kedalaman m 3-4
Waktu detensi maksimum jam 24
Kemiringan dasar tangki - (2:12)-(3:12)
Sumber: Qasim (1999)

BUKU A
42
- Luas permukaan dibutuhkan
=
beban massa TSS influen
densitas lumpur x total debit
=
640 kg/hari
= 12,8 m2
50 kg/m2
.hari
2. Dimensi thickener dengan kedalaman aktif 3 m
- Diameter, D
=
4
x 12,8 m2
= 4 m
√ π
- Volume aktif
= luas area x kedalaman
= 12,8 m2
x 3 m = 38,4 m3
Tahap B: Menghitung beban hidraulik dan total konsentrasi solid
- Beban hidraulik
=
Qavg
luas permukaan
=
40 m3
/hari
= 3,13 m3
/m2
hari
12,8 m2

- Total konsentrasi solid
=
beban massa TSS influen
x 100%
densitas lumpur x total debit
=
640 kg/hari
x 100% = 1,6%
1.030 kg/m3
x 40 m3
/hari
Tahap C: Menghitung debit debit lumpur terpekatkan dalam thickener dan debit supernatan dari thickener.
1. Debit lumpur terpekatkan
- Beban TSS dalam lumpur efluen
Lumpur efluen mengandung beban TSS yang nilainya sama dengan efisiensi penyisihan TSS
dikali beban TSS dalam lumpur influen. Untuk pengolahan primer menggunakan unit gravity
thickener, umumnya efisiensi penyisihan TSS yang tercapai berada dalam rentang yang dalam sistem
pengolahan ini berfungsi sebagai unit pengolah primer, mampu menyisihkan TSS antara 85% dan
92%. Pada contoh ini, diestimasikan kemampuan gravity thickener dalam menyisihkan TSS sebesar
85%, maka:
 Beban TSS dalam lumpur efluen
= efisiensi penyisihan TSS x beban solid influen
= 0,85 x 640 kg/hari = 544 kg/hari
- Volume lumpur terpekatkan
Lumpur yang telah dipekatkan dalam unit gravity thickener memiliki karakteristik konsentrasi
kandungan solid kering 4-8% dan densitas lumpur 1.020-1.030 kg/m3
. Berdasarkan rentang nilai
tersebut, diestimasiikan lumpur terpekatkan memiliki konsentrasi TSS dalam lumpur terpekatkan =
6%dandensitaslumpurterpekatkan=1.030kg/m3
,makaestimasidebitvolumelumpurterpekatkan:

BUKU A
43
 Volume lumpur terpekatkan
=
beban TSS efluen
konsentrasi solid kering x densitas lumpur
= 544 kg/hari
= 10,6 m3
/hari
5% x 1.030 kg/m3

- Konsentrasi TSS dalam lumpur terpekatkan
=
beban TSS lumpur terpekatkan
debit lumpur terpekatkan
=
544 kg/hari x 1.000 g/kg
= 51.320 g/m3
= 51.320 mg/l
0,6 m3
/hari

2. Debit supernatan
- Beban TSS dalam supernatan dari thickener
= beban TSS influen - beban TSS lumpur efluen
= 640 kg/hari - 544 kg/hari = 96 kg/hari

- Debit supernatan dari thickener
= debit influen - debit lumpur efluen
= 40 m3
/hari - 10,6 m3
/hari = 29,4 m3
/hari

- Konsentrasi TSS dalam supernatan dari thickener
=
beban TSS supernatan
debit supernatan
=
= 3.265 g/m3
= 3.265 mg/l
9,4 m3
/hari
1. BOD
- Estimasi efisiensi penyisihan = 40%
- BOD efluen = (1-0,4) x 3.000 mg/l = 1.800 mg/l

2. COD
- COD efluen = (1-0,7) x 8.200 mg/l = 2.460 mg/l
3. TSS
- Estimasi TSS efluen = 3.265 mg/l
- Efisiensi penyisihan
= TSS influen - TTS efluen
TSS influen
= 16.000 mg/l - 3.265 mg/l
x 100% = 80%
16.000 mg/l

BUKU A
44
Standar Operasional Prosedur Gravity Thickener
1. Membersihkan seluruh dinding vertikal dan saluran dengan penyemprotan rutin.
2. Membersihkan limpahan lumpur sesegera mungkin.
3. Memantau ketinggian lumpur secara rutin. Memantau ketinggian lumpur dilakukan untuk menjaga
terbentuknya sludge blanket yang dibutuhkan.
4. Menghentikanpengoperasianthicknerapabilaterdapatbendajatuhkedalamtangkidanmenghentikan
pengoperasian thickener apabila terdapat sampah atau barang yang tidak seharusnya masuk ke dalam
pipa pembuangan underflow.
5. Memeriksa kapasitas pompa underflow secara berkala. Pompa underflow berfungsi untuk membuang
lumpur hasil pengolahan secara cepat dan terus menerus.
6. Memantau dan memeriksa motor untuk keseluruhan pengoperasian.
7. Memantau dan memeriksa minyak pelumas pada motor atau gear setiap satu minggu, dan melakukan
penambahan minyak pelumas apabila dibutuhkan. Mengganti minyak pelumas setiap 4 bulan sekali
dan melumasi gear yang telah usang setiap satu minggu
8. Memeriksa peralatan mekanis dari korosi dan melakukan pengecatan secara rutin untuk mencegah
terjadinya korosi.
9. Melakukan pengurasan thickener setiap satu tahun sekali.
3.2 Unit Pemekatan dan Stabilisasi Lumpur
3.2.1 Anaerobic Digester
Fungsi : Mendegradasi material biologis menggunakan mikroorganisme dalam kondisi anaerob.
Kelebihan : - Efisien, higienis, dan ramah lingkungan, karena bangunan memiliki penutup dan berpotensi
menghasilkan energi (dalam bentuk gas metan);
- Dapat digunakan untuk mengolah lumpur dengan laju beban organik yang tinggi;
- Kebutuhan lahan tidak terlalu besar.
- Kebutuhan energi rendah karena tidak membutuhkan aerasi;
- Biaya operasional rendah.
Kekurangan : - Membutuhkan desain dan konstruksi dari insinyur yang ahli dan berpengalaman;
- Proses seeding pada awal operasi membutuhkan waktu yang lama;
- Penyisihan bakteri patogen belum sempurna sehingga membutuhkan pengolahan lanjutan.
Gambar 3.2 Unit Anaerobic Digester di IPLT Gampong Jawa, Kota Banda Aceh

BUKU A
45
Desain : Anaerobic sludge digester dapat dibangun di atas atau di bawah tanah, tergantung pada
ketersediaan lahan, karakteristik tanah, dan jumlah volume air limbah yang diolah.
Anaerobic digestion (AD) merupakan proses pengolahan biologis dalam tangki kedap udara (biasa disebut
digester) di mana mikroorganisme anaerobik menstabilisasi materi organik dan menghasilkan biogas. AD
biasanya beroperasi dalam rentang suhu mesofilik (35-40o
C) sehingga pengolahan ini cocok digunakan pada
daerah tropis.
Proses biologis dalam sistem AD terbagi dalam tiga fase, yaitu: hidrolisis, asidogenesis, dan metanogenesis.
Pada fase hidrolisis, molekul kompleks seperti protein, selulosa, lipid, dan molekul organik lainnya dilarutkan
menjadi glukosa, asam amino, dan asam lemak. Selanjutnya, fase asidogenesis, organisme pembentuk asam
fakultatif menggunakan energi dari materi organik terlarut untuk membentuk asam organik sehingga terjadi
perubahan jumlah material organik dalam sistem dan penurunan nilai pH.
Pada fase terakhir, metanogenesis, terjadi konversi asam organik volatil menjadi gas metan dan karbon
dioksida. Pembentukan gas metan sangat sensitif terhadap kondisi pH, komposisi substrat, dan suhu. Jika pH
turun kurang dari 6,0, pembentukan metan akan terhenti, meningkatkan jumlah asam yang terakumulasi, dan
menyebabkan terhentinya proses digestion. Oleh karena itu, pengukuran pH dan asam merupakan parameter
penting dalam operasional AD.
TerdapatduajenisAD,yaituStandard-RateDigestiondanHigh-RateDigestion.Standard-RateDigestionbiasanya
berlangsung tanpa pemanasan dan pengadukan sehingga akan terbentuk lapisan scum, supernatan, padatan
yang sedang melalui proses digestion, dan padatan yang telah melalui proses digestion. Untuk mempermudah
proses pengendapan, bagian dasar tangki dirancang berbentuk kerucut (cone). Sedangkan High-Rate Digestion
biasanya berlangsung dengan pemanasan dan pengadukan merata. Sistem ini membutuhkan waktu untuk
proses digestion yang lebih singkat dan dapat menerima beban padatan yang lebih besar dari Standard-Rate
Digestion.
A. Kriteria Desain
Perancangan unit bak pengendap primer dilakukan berdasarkan kriteria desain sebagai berikut:
B. Contoh Desain
= 40 m3
/hari
= 48 m3
/hari
- BOD5
= 3.000 mg/l
- COD = 8.200 mg/l
Tabel 3.2 Kriteria Desain Unit Anaerobic Digester
Parameter Satuan Standard-Rate High-Rate
Waktu retensi padatan, SRT hari 30-60 10-20
Beban solid kgVS/m3
.hari 0,64-1,60 2,40-6,41
Dimensi
- Kedalaman
- Diameter
- Kemiringan dasar
m
m
-
7-14
6-40
4:1

BUKU A
46
- TSS = 16.000 mg/l
- TVS = 0,71 TSS

Anaerobic digester yang direncanakan yaitu jenis standard-rate berbentuk silinder dengan bagian dasar
berbentuk kerucut.
- Waktu retensi padatan = 60 hari
- Kemiringan kerucut = 4:1
- Kedalaman zona akumulasi grit = 0,8 m
- Kedalaman zona scum = 0,4 m
- Freeboard untuk pembersihan = 0,6 m
Perhitungan desain
Tahap A: Menentukan kapasitas digester
- Volume digester dibutuhkan
= debit influen rerata x waktu retensi padatan
= 40 m3
/hari x 60 hari = 2.400 m3
Tahap B: Menentukan dimensi digester
1. Dimensi digester
Dirancang kebutuhan kapasitas digester dibagi menjadi 4 tangki dan diasumsikan kedalaman tangki
sebesar 7 m.
- Debit influen tiap digester
=
40 m3
= 10 m3
/tangki
4 tangki
- Volume tiap digester
=
volume tangki
jumlah tangki
=
2.400 m3
= 600 m3
/tangki
4 tangki
- Luas permukaan tiap digester
=
volume tiap tangki
kedalaman tangki
=
600 m3
= 85 m2
7 m
- Diameter tiap digester
=
4
x 85 m2
= 10,5 m
√ π
Diameter tutup digester dibuat 1,5 m lebih panjang dari badan tangki, maka diameter tiap tangki
digester = 9 m
→ Cek kesesuaian diameter digester hasil perhitungan dengan kriteria desain
Diameter tiap digester = 9 m (OK, rentang: 6-40 m)

BUKU A
47
- Kedalaman tiap digester setelah koreksi
=
600 m3
= 9,5 m
(π/4) x (9 m)2
Dengan kemiringan dasar kerucut 4:1, maka kedalaman zona kerucut = 1,2 m dan zona silinder =
8,3 m.

→ Cek kesesuaian kedalaman digester hasil perhitungan dengan kriteria desain
Kedalaman tiap digester = 9,5 m (OK, rentang: 7-14 m)
2. Efisiensi volume digester
- Volume aktif digester
= volume silinder + volume kerucut - bagian akumulasi grit
= [π
(9 m2
) x 8,3 m ]+
[1( π )
(9 m2
) x 1,2 m ]-
[1 ( π )
(6 m2
) x 0,8 m]4 3 4 3 4
= 528 m3
+ 25,5 m3
– 7,6 m3
= 546,2 m3
- Volume aktif empat digester
= 4 x volume aktif digester
= 4 x 546,2 m3
= 2.184,8 m3
- Volume inaktif empat digester
= 4 (volume akumulasi scum dan pembersihan + volume akumulasi grit)
= 4 [{
π
(14,5 m2
) x (0,4 + 0,6) m }+ 7,6 m3
]4
= 4 x (63,7 m3
+ 7,6 m3
) = 285,2 m3
- Total volume aktif dan inaktif
= 2.184,8 m3
+ 285,2 m3
= 2.470 m3
- Rasio volume aktif dan total volume
=
volume aktif
total volume
=
2.184,8 m3
= 0,88
2.470 m3
→ Cek efisiensi volume tangki melalui rasio volume aktif terhadap volume total. Digester sudah
memiliki desain volume yang efisien apabila nilai rasio tersebut lebih dari 0,85.
Rasio = 0,88 (OK, >0,85)
→ Periksa kesesuaian waktu digestion padatan pada debit rerata terhadap kriteria desain.
=
total volume aktif
Qinfluen

=
2184,8 m3
= 54,6 hari (OK, rentang: 30-60 hari)
40 m3
/hari

BUKU A
48
TahapC:Mengestimasidestruksivolatilesolid,sertadebitlumpurtercerna(digestedsludge)dansupernatan.
1. Destruksi volatile solid dalam digester
- Beban TSS tiap digester
= konsentrasi TSS influen x debit tiap digester
= 16.000 g/m3
x 10 m3
/hari = 160 kg/hari
1.000 g/kg
- Estimasi destruksi volatile solid
Vd
= 13,7 ln(SRT) + 18,9
di mana: Vd
= persentase volatile solids terdestruksi, %
SRT = waktu retensi padatan, hari
maka
VS = 13,7 ln(54,6) + 18,9 = 74%
- Konsentrasi TVSinfluen
= 0,71TSSinfluen
= 11.360 mg/l
- Beban TVS terdestruksi tiap digester
= beban TVSinfluen
x persentase TVS terdestruksi
= (11,36 kg/m3
x 10 m3
/hari) x 74%
= 113,6 kg/hari x 74% = 84 kg/hari

- Beban TVS tersisa dalam tiap digester
= beban TVSinfluen
- TVS setelah terdestruksi
= 113,6 kg/hari - 84 kg/hari = 29,6 kg/hari
- Beban TSS tersisa dalam tiap digester
= nonvolatile solid + TVS tersisa
= (160 - 113,6) kg/hari + 29,6 kg/hari = 76 kg/hari
- Total TSS tersisa dalam empat digester
= 4 x 76 kg/hari = 304 kg/hari
2. Debit lumpur tercerna dari digeseter
Lumpur yang telah tercerna (digeseted) dalam pengolahan primer menggunakan unit anaerobic
digester memiliki karakteristik kandungan solid kering 4-8% dan densitas lumpur 1.020-1.030 kg/
m3
(Andreoli, von Sperling, & Fernandes, 2007). Berdasarkan rentang nilai tersebut, diestimasikan
konsentrasi TSS dalam lumpur terpekatkan = 6% dan densitas lumpur terpekatkan = 1.030 kg/m3
,
maka estimasi debit lumpur dari tiap digester:
 Debit lumpur tercerna
=
beban TSS tersisa dalam digester
=
304 kg/hari
= 5 m3
/hari
6% x 1.030 kg/m3
 Konsentrasi TSS dalam lumpur tercerna

=
beban TSS tersisa dalam digester
debit lumpur tercerna

BUKU A
49

=
= 60.800 g/m3
= 60.800 mg/l
5 m3
hari

3. Debit supernatan dari digester
- Beban TSS dalam supernatan dari digester
= beban TSSinfluen
- beban TSS lumpur efluen
= (4 x 160 kg/hari) - 304 kg/hari = 336 kg/hari
- Debit supernatan dari digester
= debit influen - debit lumpur efluen
= 40 m3
/hari - 5 m3
/hari = 35 m3
/hari
- Konsentrasi TSS dalam supernatan dari digester
=
debit supernatan
=
336 kg/hari
x 1.000 g/kg = 9.600 g/m3
= 9.600 mg/l
35 m3
/hari
Tahap D: Menghitung produksi gas
1. Total massa sel diproduksi

Px
=
Y(So
-S)
1+ kd
θc
di mana: Px
= total massa sel diproduksi, kg/hari
Y = koefisien pembentukkan biomassa (rasio perbandingan massa sel yang terbentuk
dengan massa susbtrat yang dikonsumsi), g/g (untuk lumpur air limbah domestik:
0,04-0,1/hari)
So
= beban massa bCOD influen
, kg/hari
S = beban massa bCOD efluen
, kg/hari
kd
= koefisien endogen, /hari (untuk lumpur air limbah domestik: 0,02-0,04/hari)
θc
= waktu tinggal rerata biomassa, hari (sama dengan waktu digestion)
- bCODinfluen
(konsentrasi COD yang dapat didegradasi secara biologis)
= 1,6 BODinfluen
= 1,6 x 3.000 mg/l = 4.800 mg/l
- Beban massa bCODinfluen
tiap tangki
= 4,8 kg/m3
x 10 m3
/hari = 48 kg/hari
- bCODefluen
Efisiensi penyisihan konsentrasi BOD pada unit anaerobic digester berkisar 60% sampai 90%. Dalam
perhitungan ini, efisiensi penyisihan BOD diasumsikan sebesar 75%, maka:
bCODefluen
= 1,6 BODefluen
= 1,6 x [(1-0,75) x 3.000 mg/l))
= 1,6 x 750 mg/l = 1.200 mg/l
- Beban massa bCODefluen
tiap tangki
= 1,2 kg/m3
x 10 m3
/hari = 12 kg/hari

BUKU A
50
- Total massa sel diproduksi tiap tangki
Px
=
0,08 x (48 kg/hari - 12 kg/hari)
=1,1 kg/hari
1 +(0,03/hari x 54,6 hari
2. Volume gas metan
- Volume gas tiap tangki
V = 0,35 m3
/kg {(So
-S)-1,42(Px
)}
di mana: V = volume gas, m3
/hari
So
= beban massa bCOD influen, kg/hari
S = beban massa bCOD efluen, kg/hari
Px
= total massa sel diproduksi, kg/hari
0,35 = faktor konversi teoritis untuk jumlah metan yang diproduksi dari konversi 1 kg
bCOD
1,42 = faktor konversi untu material sel menjadi BODL
maka
V = 0,35 m3
/kg x {(48-12) kg/hari - (1,42 x 1,1 kg/hari)}
= 12,1 m3
/hari
- Volume gas metan tiap tangki
Estimasi kandungan gas metan dalam digester sebesar 66%, maka
VCH4
= 12,1 m3
/hari x
1
= 18,4 m3
/hari
0,66
1. BOD
- BOD efluen
= (1-0,75) x 3.000 mg/l = 750 mg/l
2. COD
- COD efluen
= (1-0,7) x 8.200 mg/l = 2.300 mg/l
3. TSS
- Estimasi TSS efluen = 9.600 mg/l
- Efisiensi penyisihan
= TSS infuen - TSS efluen
TSS influen
=
16.000 mg/l - 9.600 mg/l
x 100% = 40%
16.000 mg/l

BUKU A
51
Catatan mengenai suspended solid (TSS) dan total solid (TS). TSS merupakan padatan yang tertahan
pada saringan 0,45 μm (mikro meter). Sedangkan TS mencakup padatan tersuspensi (lebih besar dari
0,45 μm), partikel-partikel lain yang lebih kecil (seperti koloid), dan semua padatan terlarut (disolved
solid, DS). Untuk lumpur, rasio TSS terhadap TS sangat tinggi sehingga biasanya diasumsikan 100% dalam
perhitungan.
Catatan mengenai destruksi fixed solid (FS) dan volatile solid (VS) dalam proses digestion. FS tidak
terpengaruh oleh proses digestion sehingga konsentrasinya tidak mengalami perubahan, sedangkan VS
mengalami destruksi dan terkonversi menjadi biogas. Oleh karena itu, konsentrasi TS dalam lumpur yang
telah mengalami proses digestion merupakan jumlah dari FS dan VS yang tidak terdestruksi.
Sumber:
Doran, Michael D. 2013. Primer: Working with Total Solids, Fixed Solids, and Volatile Solids in Sludge and Biosolids.
University of Wisconsin-Madison.
Standar Operasional Prosedur Anaerobic Digester
a. Seeding dan aklimatisasi
1. Mengisi digester dengan lumpur tinja.
2. Memasukkan bibit bakteri ke dalam digester.
3. Mendiamkan selama ± 3 minggu.
4. Mengisi tangki dengan lumpur tinja.
5. Mendiamkannya selama waktu retensi perencanaan
6. Melakukan analisis pada digester meliputi parameter TVS, volatile acid dan rasio alkalinitas, pH,
suhu, produksi gas dan kandungan CO2
pada gas.
7. Apabila rasio alkalinitas meningkat hingga menjadi 0,8 atau lebih dan pH turun hingga di bawah
6,5, maka perlu menambahkan kapur.
8. Melakukan pengurasan lumpur dengan menyisakannya sebanyak 30 cm dari volume tangki dan
mengalirkan menuju ke unit pengeringan lumpur.
b. Pengoperasian
1. Mengisi tangki dengan lumpur tinja.
2. Mendiamkannya selama waktu retensi perencanaan.
3. Melakukan analisis pada digester meliputi parameter TVS, volatile acid dan rasio alkalinitas, pH,
suhu, produksi gas dan kandungan CO2
pada gas.
4. Apabila rasio alkalinitas meningkat hingga menjadi 0,8 atau lebih dan pH turun hingga di bawah
6,5, maka perlu menambahkan kapur.
5. Melakukan pengurasan lumpur dengan menyisakannya sebanyak 30 cm dari volume tangki dan
mengalirkan menuju ke unit pengeringan lumpur.
c. Pemeliharaan
1. Memeriksa manometer gas setiap hari.
2. Memeriksa tangki penyimpanan gas dari kebocoran dan bau.
3. Mencatat pembacaan gas meter pada digester.
4. Memeriksa munculnya scum melalui kaca.

BUKU A
52
5. Melakukan analisis laboratorium pada influen dan efluen untuk parameter:
■ volatile solid (VS) dan total alkalinitas (TA)
■ laju produksi dan komposisi gas (CH4
dan CO2
)
■ pH
■ penyisihan VS
■ suhu
■ volume dan VS dari lumpur tinja
■ volume supernatan, TSS, dan BOD
■ volume dan VS lumpur tercerna
■ visual warna gas
■ bau
6. Melakukan pengurasan lumpur pada akhir waktu tinggal dengan menyisakan lumpur sebanyak 30
cm pada unit. Mengalirkan lumpur yang telah dikuras tersebut ke sludge drying bed.
3.2.2 Tangki Imhoff
Fungsi : Memisahkan padatan dan cairan dalam lumpur tinja, serta proses digestion lumpur dalam satu
sistem.
Kelebihan : - Menyisihkan padatan untuk mengurangi potensi penyumbatan dan membantu mengurangi
dimensi pipa;
- Operasi dan pemeliharaan mudah sehingga tidak membutuhkan operator dengan keahlian
khusus;
- Mampu bertahan ketika aliran debit masuk yang sangat berfluktuasi.
Kekurangan : - Membutuhkan pemeliharaan yang teratur;
- Membutuhkan pengoperasian dan perawatan yang sesuai dengan SOP, untuk menghindari
maka resiko penyumbatan pada pipa pengaliran;
- Membutuhkan pengolahan lebih lanjut untuk efluen baik pada frasa cair maupun padatan
yang telah dipisahkan;
- Efisiensi penyisihan rendah.
Gambar 3.3 Unit Tangki Imhoff Terbuka
Sumber: www.sswm.info

BUKU A
53
Desain : - Ventilasi gas pada tangki Imhoff dibuat minimal 20% dari luas permukaan atau lebar bukaan
masing-masing (45-60) cm pada kedua sisi tangki.
Tangki Imhoff merupakan unit pengolahan primer dalam sistem pengolahan air limbah yang
mengkombinasikan dua jenis pengolahan dalam satu sistem, yaitu pengendapan dan digesti lumpur. Proses
pengendapan lumpur berlangsung pada kompartemen atas, sedangkan proses digesti lumpur berlangsung
pada kompartemen bawah (Gambar 3.4). Dinding tangki yang didesain miring bertujuan untuk mencegah
gelembung-gelembung gas hasil proses digesti anaerobik mengganggu proses pengendapan. Padatan yang
terendapkan pada dasar tangki akan distabilisasi melalui proses digesti dan pemekatan. Selanjutnya, lumpur
yang terdigesti dibersihkan secara berkala untuk kemudian diolah (pembersihan hanya dilakukan pada
lumpur yang telah terdigesti dan menyisakan lumpur aktif untuk menjaga aktivitas mikroba). Sedangkan
supernatan yang dihasilkan dialirkan ke unit stabilisasi cairan. Tangki Imhoff mampu mengolah air limbah
domestik dengan beban yang tinggi, kemampuan reduksinya mencapai 50-70% TSS, 25-50% COD, 10-40%
BOD, dan berpotensi menghasilkan stabilisasi lumpur yang baik (Tilley, Ulrich, Luthi, Reymond, & Zurbrugg,
2016; Mikelonis & Hodge, 2008).
Tabel 3.3 Kriteria Desain Tangki Imhoff
Total kedalaman m 7-9,5
Ruang Sediementasi
- Waktu detensi
- Rasio panjang:lebar
- Kemiringan thd. horizontal
- Lebar bukaan dasar
- Panjang yang dilebihkan pada
salah satu sisi menggantung
- Freeboard
jam
-
derajat
m
m
m
2-4
2:1-5:1
50-60
0,15-0,3
0,15-0,3
0,45-60
Ruang pencerna
- Waktu detensi
- Kemiringan thd. horizontal
- Kedalaman
hari
derajat
m
30-60
30-45
3-4,5
Ruang ventilasi
- Luas permukaan
- Lebar
% dari total luas permukaan
m
15-30
0,45-0,76
Gambar 3.4 Skema Unit Tangki Imhoff
Sumber: Tilley et al. (2013)

BUKU A
54
A. Kriteria Desain
Perancangan Tangki Imhoff dilaksanakan berdasarkan kriteria desain yang tertera pada Tabel 3.3.
B. Contoh Desain
= 10 m3
/hari
= 12 m3
/hari
- BOD5
= 3.000 mg/l
- COD = 89.200 mg/l
- TSS = 16.000 mg/l
- TVS = 0,71TSS
- Suhu, T = 26o
C
- Waktu detensi r. sedimentasi = 4 jam
- Waktu detensi r. pencerna, Td
= 30 hari
- Kedalaman tangki = 7,5 m
- Kemiringan r. sedimentasi = 55o
terhadap horizontal
- Kemiringan r. pencerna = 40o
terhadap horizontal
- Rasio SS/COD terendap = 0,42
Perhitungan desain
Tahap A: Menentukan dimensi tangki Imhoff
1. Kebutuhan kapasitas tangki Imhoff
- Volume tangki
= Qinfluen
x Td
= 10 m3
/hari x 30 hari = 300 m3
→ Periksa kebutuhan tangki per jiwa yang diperbolehkan
=
volume tangki
jumlah penduduk dilayani
=
200 m3
= 0,01 m3
/jiwa (OK,rentang: 0,0085-0,113 m3
/jiwa)
20.000 jiwa
- Dirancang total kedalaman tangki = 7,5 m, dengan kedalaman ruang pencerna = 3 m.
- Luas permukaan tangki
=
volume tiap tangki
kedalaman tangki
=
300 m3
= 40 m2
7,5 m
2. Dimensi ruang pengendapan
- Dirancang luas permukaan ruang ventilasi = 25% dari total luas permukaan, maka
Luas permukaan ruang sedimentasi = (1-0,25) x 40 m2
= 30 m2

BUKU A
55
- Rasio panjang : lebar = 4:1
(2L)(L) = 30 m2
3L2
= 30 m2
L = 2,74 ≈ 3 m
P = 12 m
A’ = 36 m2
→ Beban permukaan hidraulik
=
debit influen
luas permukaan
=
10 m3
/hari
= 0,28 m3
/m2
.hari
6 m2
- Dirancang kemiringan dinding = 55o
dan lebar bukaan dasar = 0,2 m
- Kedalaman:
Tinggi freeboard = 0,5 m
Tinggi H1b
= 1,4 m x tan(55) = 2 m
Tinggi H1a
= 7,5 m - 3 m - 0,5 m - 2 m = 2 m
- Volume ruang pengendapan
= volume rectangular + volume conical
= (12 m x 3 m x 2 m) + [0,5 x (0,2 + 3)m x 2 m x 12 m]
= 72 m3
+ 38,4 m3
= 110,4 m3
3. Dimensi ruang ventilasi
- Luas r. ventilasi = 25% dari total luas permukaan = 10 m2
- Panjang r. ventilasi = panjang r. pengendapan = 12 m
- Lebar r. ventilasi = 10 m2
/12 m = 0,83 ≈ 1 m
- Lebar masing-masing sisi = 0,8 m/2 = 0,4 m
→ Periksa kesesuaian lebar masing-masing sisi ruang ventilasi dengan kriteria desain
Lebar = 1 m/2 = 0,5 m (OK, rentang: 0,45-0,76 m)
4. Dimensi ruang pencerna
- Dirancang jumlah bak penampung lumpur pada dasar tangki (hopper) berbentuk prisma trapesium.
- Dirancang jumlah hopper = 2.
- Dirancang kemiringan dinding = 40o
dan lebar dasar hopper = 1 m, maka
 jarak antara dinding tangki dengan dasar hopper (Gambar 3.6)
= (lebar tangki Imhoff - lebar dasar hopper) /2
= [(lebar r. sedimentasi + lebar r. ventilasi) - lebar dasar hopper]/2
= [(3+1) m - 1 m]/2 = 1,5 m
 panjang dasar tiap hopper (Gambar 3.6)
= (lebar tangki Imhoff/jumlah hopper) - (2 x jarak antara dinding tangki dengan dasar hopper)
= (12/2) m - (2 x 1,5 m) = 3 m

BUKU A
56
 Volume 2 hopper
V=[(panjangatasxlebaratas)+(panjangatas-2xfaktorkemiringanhorizontalxkedalaman)
(lebar atas - 2 x faktor kemiringan horizontal x kedalaman) + 4(panjang atas - faktor
kemiringan horizontal x kedalaman)](kedalaman/6)
maka
= 2 x [(6 m x 4 m) + {6 m - (2 x 1,25 x 1,3 m)}{(4 m - (2 x 1,25 x 1,3 m)} + 4{6 m - (1,25 x
1,3 m)}] x (1,3 m/6)
= 2 x 9,86 m3
= 19,72 m3
- Kedalaman (Gambar 3.5):
Tinggi H2b
= 1,5 m x tan(40) = 1,3 m
Tinggi H2a
= 3 m - 1,3 m = 1,7 m
- Volume ruang pencerna
= volume rectangular + volume hopper
= (12 m x 4 m x 1,7 m) + (lihat perhitungan "Volume 2 hopper" di bawah ini)
= 81,6 m3
+ 19,72 m3
= 101,32 m3
Tabel 3.4 Nilai Faktor Kemiringan Sudut terhadap Horizontal
Kemiringan thd.
Horizontal
(derajat)
Faktor
Kemiringan
Kemiringan
thd. Horizontal
(derajat)
Faktor
Kemiringan
Kemiringan
thd. Horizontal
(derajat)
Faktor
Kemiringan
10 1,4 70 0,86 130 2,39
20 2,43 80 0,25 140 3,18
30 2,3 90 0,78 150 2,13
40 3,44 100 1,49 160 1,89
50 1,02 110 2,35 170 1,2
60 0,9 120 3,32 180 2,034
Sumber:ArcGIS Pro, 2017
Tahap B: Mengestimasi debit lumpur mengendap dalam tangki Imhoff dan debit supernatan dari tangki
Imhoff.
1. Debit lumpur mengendap dalam tangki Imhoff
- Beban TSS yang diterima tiap tangki
= debit influen x konsentrasi TSS
= 10 m3
/hari x 16.000 mg/l = 160.000 g/hari = 160 kg/hari
- Beban TSS dalam lumpur mengendap
= estimasi efisiensi penyisihan TSS x beban TSS influen
= 0,6 x 160 kg/hari = 96 kg/hari

BUKU A
57
- Debit lumpur mengendap
UntukprosesstabilisasilumpurpadatahappengolahanprimermenggunakantangkiImhoff,lumpur
yang telah melalui proses pencernaan dalam ruang pencerna memiliki karakteristik kandungan solid
kering 4-8% dan densitas lumpur 1.020-1.030 kg/m3
(Andreoli, et al., 2007). Berdasarkan rentang
nilai tersebut, diestimasikan konsentrasi TSS dalam lumpur terpekatkan = 6% dan densitas lumpur
terpekatkan = 1.030 kg/m3
, maka estimasi debit lumpur dari tiap digester:
=
beban TSS tertahan pada SDB
=
96 kg/hari
= 1,6 m3
/hari
6% x 1.030 kg/m3
- Konsentrasi TSS dalam lumpur mengendap pada ABR
=
debit supernatan
=
= 64.000 g/m3
= 64.000 mg/l
1,5 m3
/hari
2. Debit supernatan dari ABR
- Beban TSS dalam supernatan dari tiap SDB
= beban TSS influen - beban TSS efluen
= 160 kg/hari - 96 kg/hari = 64 kg/hari
- Debit supernatan dari tiap SDB
= 10 m3
/hari - 1,6 m3
/hari = 8,4 m3
/hari
- Konsentrasi TSS dalam supernatan dari ABR
=
debit supernatan
=
= 7.620 g/m3
= 7.620 mg/l
8,4 m3
/hari
Gambar desain tangki Imhoff
Gambar 3.5 Desain Skema Tangki Imhoff Tampak Atas

BUKU A
58
Gambar 3.6 Desain Skema Tangki Imhoff Tampak Samping
Gambar 3.7 Potongan Desain Tangki Imhoff

Pedoman Perencanaan Teknik Terinci IPLT buku A

Pedoman Perencanaan Teknik Terinci IPLT buku A

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Pedoman Perencanaan Teknik Terinci IPLT buku A

Similar to Pedoman Perencanaan Teknik Terinci IPLT buku A (20)

Pedoman Perencanaan Teknik Terinci IPLT buku A