Limbah tambak udang terdiri dari limbah cair dan padat yang dapat membahayakan lingkungan dan kesehatan jika tidak ditangani dengan baik. Limbah cair tambak udang mengandung bahan organik dan nutrien seperti nitrogen dan fosfor, sedangkan limbah padat akan mengalami proses dekomposisi yang dapat menghasilkan gas beracun seperti hidrogen sulfida. Rancangan sistem pengolahan limbah tambak harus mempertimbangkan variabel seperti debit limbah,

4. DEFINISI
Limbah adalah sisa dari suatu usaha maupun kegiatan yang mengandung
bahan yang karena sifat, konsentrasi, dan jumlahnya, baik yang secara
langsung maupun tidak langsung dapat membahayakan lingkungan,
kesehatan, kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya
(Mahida, 1984).
Limbah cair merupakan gabungan atau campuran dari air dan bahan-
bahan pencemaran (cair, gas dan padatan) yang terbawa oleh air, baik
dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi yang terbuang dari sumber
domestik (perkantoran, perumahan dan perdagangan), sumber industri,
dan pada saat tertentu tercampur dengan air tanah, air permukaan
(sungai, danau, laut) dan air hujan (Soeparman dan Suparmin, 2002).

5. KLASIFIKASI LIMBAH
• Limbah : cair - padat - gas
• Limbah : organik - anorganik
• Limbah : biodegradable - non biodegradable
• Limbah : hazardous - non hazardous

6. INTENSITAS KUALITAS LIMBAH
• Volume limbah
• Kandungan bahan pencemar
• Frekuensi pembuangan limbah

7. LIMBAH TAMBAK UDANG
• Karakteristik limbah cair tambak udang tidak terlalu tinggi dalam
konsentrasi polutannya, namun melibatkan volume air yang besar.
• Konsentrasi polutannya tergantung pula pada usia budidaya, kepadatan
tebar, substrat kolam dan konstruksi.
• Konsentrasi BOD < 100 ppm untuk effluent air buangan kolam saat
panen, namun dapat berada pada 100 -1000 ppm pada buangan lumpur
reguler / sifon, demikian halnya untuk TSS dan turbiditasnya.
• Retensi nutrien dari pakan di kolam udang hanya sebesar N 22% P 10%
dalam biomassa udang, berarti 78% N dan 90% P terbuang dari kolam.
Ini berarti polutan utama dari limbah tambak udang adalah pencemaran
nutrien terhadap lingkungan.

8. DAMPAK TERHADAP LINGKUNGAN
Input efluen dan sedimen buangan limbah tambak udang secara kontinyu
ke perairan laut akan berakibat :
• Pergeseran dominasi sistem alami photoautothroph (plankton sebagai
produsen primer laut) oleh sistem organothroph bacteria karena
kelimpahan bahan organik dalam air laut.
• Perluasan death zone area
• Penambahan lapisan anoxia dan euxinia di dasar laut
• Indikasi : naiknya konsentrasi total organic matter dan turunnya ORP
Resiko : saat terjadi purifikasi alami berupa upwelling (umbalan CO2, H2S,
toksin algae, germinasi spora).

9. DAMPAK TERHADAP BUDIDAYA UDANG
• Peningkatan kebutuhan sarana prasarana treatment air laut.
• Kelimpahan mikroorganisme patogen (bakteri, protozoa, virus).
• Peningkatan prevalensi penyakit udang.
• Fluktuasi alkalinitas.
• Peningkatan laju nitrifikasi.
• Peningkatan laju pelepasan posfat oleh sedimen.
• Gangguan healthy plankton bloom.
• Toksin algae.
• Azas Le Chatelier.
• Budidaya semakin hari semakin sulit.

11. KINETIKA PROSES

12. PROSES DEKOMPOSISI LIMBAH PADAT
Limbah padat yang mengendap di kolom air atau berupa slurry (kadar air
90%) jika ditiriskan akan melangsungkan proses peluruhan melalui
tahapan :
• Hidrolisis (1 minggu)
• Asidolisis / asidogenesis (1 minggu)
• Asetogenesis (1 minggu)
• Metanogenesis (4-8 minggu)

15. AMARAN DEKOMPOSISI LIMBAH PADAT
• Perlu diwaspadai saat limbah padat memasuki tahapan asidolisis &
asetogenesis, dimana CO2 dan H2S terbentuk dalam konsentrasi tinggi
dan terperangkap di dalam bubur/slurry limbah padat.
• Jika operator tambak terpapar langsung dengan gas yang keluar dari
bubur/slurry limbah padat ini akan berakibat keracunan dan kematian
cepat.
• CO2 mendorong percepatan larutnya H2S dalam darah, peracunan syaraf
berlangsung dalam waktu singkat dan tidak terdeteksi dalam darah saat
dianalisa.
• Toksisitas gas H2S 10 kali lebih mematikan dibanding HCN.
• Dimetilsulfida, dimetilsiloxan dan volatile toksin lysis plankton bersama
gas CO2 memberikan efek pingsan pada korban.

16. AMARAN DEKOMPOSISI LIMBAH PADAT
Penanganan P3K keracunan H2S sama persis dengan penanganan
keracunan karena sianida :
• Pemberian alat bantu pernafasan hiperbarik dengan oksigen murni.
• Injeksi Sodium Nitrit 3% 10 mL
• Injeksi larutan Sodium Thiosulfat 3% 50 mL
Jika pada kondisi tertentu operator tambak terpaksa turun ke lapisan
endapan bubur/slurry limbah padat tambak, lebih baik menyuntikan
terlebih dahulu larutan H2O2 ke dalam bubur sedimen limbah padat
tambak tersebut.
1 ppm H2S dioksidasi dengan cepat (Vr = 1/10 detik) oleh 1-3 ppm H2O2.
Atau operator tambak diberi tabung & masker oksigen selama bekerja di
lingkungan bubur/slurry limbah padat tambak udang tersebut.

17. PEMANFAATAN LIMBAH PADAT
• Bioremediasi (aerob : ORC & bakteri bioremediasi)
• Biocomposting (anaerob : fertilizer C/N rasio tinggi)
• Biogas (anaerob : metana & fertilizer C/N rasio rendah)
• Media pembiakan cacing tanah (Lumbricus sp) & cacing sutera (Tubifex
sp)
Reduksi volume padatan rata2 30% selama 1 bulan.

18. KINETIKA REAKSI LIMBAH CAIR TAMBAK UDANG
• Removal bahan organik
• Nitrifikasi
• Denitrifikasi
• Anammox
• Removal posfat
• Disinfeksi

19. REMOVAL BAHAN ORGANIK
• COD removal (aerasi) :
Bahan organik + Nutrien + O2 ------------> CO2 + H2O + NH3 + Biomassa
F M
F
• Reaksi oksidasi sempurna
• F/M rasio
• BOD : N : P = 100 : 5 : 1
Mikroba

20. NITRIFIKASI
• Nitrifikasi :
Nitritasi : 2NH4
+ + 3O2
Nitrosomonas 2NO2
- + 2H2O
Nitratasi : 2NO2
- + O2
Nitrobacter 2NO3
-
1 mol NH4
+ menghasilkan 2 mol H+, yang akan mengkonsumsi alkalinitas.
• Nitrosomonas :
55NH4
+ + 76O2 + 109HCO3
-C5H7O2N + 54NO2
- + 572H2O + 104H2CO3
• Nitrobacter :
400NO2
- + NH4
+ + 4H2CO3 + HCO3
- + 195O2  C5H7O2N + 400NO3
- + 3H2O
• Kebutuhan oksigen : 1 ppm NH4
+ memerlukan 4,57 ppm O2
• Kebutuhan alkalinitas : 1 ppm NH4
+- N memerlukan 7,14 ppm CaCO3
• COD/TKN : 4 - 10

21. DENITRIFIKASI
• Denitrifikasi :
NO3
-  NO2
-  NO  N2O  N2
6 NO3
- + 5 CH3OH  3N2 + 5CO2 + 7H2O + 6 OH-
• Kebutuhan CH3OH : 1 ppm NO3
- memerlukan 2,47 ppm CH3OH
• CH3OH/ NO3
- = 3 (rasio lebih rendah, denitrifikasi berjalan lebih lambat)
• Setiap 1 ppm NO3
- menghasilkan 3,6 ppm HCO3
-
• Bakteri denitrifikasi mempunyai kemampuan beradaptasi pada kondisi
aerob dan anaerob.
• Paracoccus denitrificans, Thiobacillus denitrificans. Bacillus sp dan
Pseudomonas sp.

22. ANAMMOX
• Reaksi :
2 NH4
+ + 3 O2 ---> 2 NO2
- + 4 H+ + 2 H2O ….. (1)
NH4
+ + NO2
- ---> N2 + 2 H2O ….. (2)
• Bakteri anammox melangsungkan reaksi nitrifikasi 2x lebih cepat dibandingkan
bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter.
• Bakteri anammox memotong rantai reaksi nirifikasi, mengoksidasi TAN (total
ammonium nitrogen) menjadi nitrit dan dengan enzim hydrazine oxygenase
yang dimilikinya mengubah ammonium dan nitrit menjadi gas nitrogen (N2).
• Nitrat hanya terbentuk 15% dari reaksi dan langsung dikonversi ke nitrit
kembali, otomatis mengatasi gangguan konsentrasi nitrat tinggi kepada udang.
• Sangat cocok untuk kolam IPAL tambak udang.

23. REMOVAL POSFAT
• Biologi : asimilasi poliposfat (biofilter/plankton/bakteri/rumput
laut/kerang)
2 HPO4
2− ⇌ P2O7
4− + H2O
• Kimia : pelindian Ca(OH)2 pH 10 -11
10 Ca2+ + 6 PO4
3- + 2 OH- ↔ Ca10(PO4)6(OH)2  Ca3(PO4)2 + H2O
Dosis Ca(OH)2 1,5 kali alkalinitas (sebagai CaCO3)
• Absorpsi dengan Lanthanum klorida (LaCl3) :
La3+ + PO4
3-  LaPO4

24. DISINFEKSI
• Kaporit - untuk efluen limbah cair dengan MPN Coliform > 100 /100 mL
• AOP (Advanced Oxidation Process) : Ozon, UV, H2O2 untuk water reuse

25. RANCANGAN VARIABEL

26. DASAR RANCANGAN IPAL TAMBAK
• Regulasi
• Asumsi debit limbah dan konsentrasi polutan
• Peralatan dan energi
• Ketersediaan lahan
• Cost
• Metode pengolahan
• Tujuan pengolahan : buang (discharge) atau daur ulang (reuse)

27. No
.
Parameter Air
Satuan Kisara
n
1.
Fisika
TSS (Total Suspended
Solid)
mg/l ≤ 200
2. Kekeruhan
Kimia
NTU (Nephelometer Turbidity
Unit)
≤ 50
1. pH - 6-9,0
2. BOD5 mg/l < 45
3. PO4
-3 mg/l < 0,1
4. H2S mg/l < 0,03
5. NO3 mg/l < 75
6. NO2 mg/l < 2,5
7. NH3
Biologi
mg/l < 0,1
1.
2.
Dinoflagellata
Gymnodinium
Peridinium
Bakteri Patogen
Individu/l
Individu/l
CFU (Calory Froming Unit)
< 8 x
102
< 8 x
102
< 102
PERMEN-KP RI 2014PERMEN-KP RI NO 75 2016

28. PERMEN-LH RI NO 5 TAHUN 2014PERMEN-TAN RI NO 70 TAHUN 2011

30. • Metode pengolahan limbah :
Primer - Sekunder - Tersier
Fisika - biologi, kimia - disinfeksi, ultrafiltrasi
• Tingkatan teknologi pengolahan limbah :
Sederhana - konvensional - standar industri
• Rule of thumb :
Limbah padat harus dipisahkan segera di awal proses pengolahan
limbah di IPAL.
Bak sedimentasi biasa untuk debit limbah cair kecil.
Bak settler RFS (radial flow settler) untuk debit limbah cair besar.

31. • Stabilization ponds
• Wetlands
• Aerated lagoon
• Oxidation ditch
• Activated sludge
• SBR (Sequencing Batch Reactor)
• MBBR (Moving Bead Bio Reactor)
• Filtrasi dan biofiltrasi

32. KOLAM SEDIMENTASI

33. KOLAM STABILISASI

34. KOLAM STABILISASI

35. AERATED LAGOON

37. ACTIVATED SLUDGE

38. MBBR

39. SBR

40. BIOFILTRASI : ROCK BIOFILTER

41. BIOFILTRASI : ROCK BIOFILTER

42. VARIABEL RANCANGAN IPAL TAMBAK UDANG
DEBIT
AIR
HRT
SISTEM DIMENSI
DESAIN

43. VARIABEL RANCANGAN 1 : DEBIT
• Asumsi pergantian air 10% per hari VS maksimum kolam panen per hari.
• Contoh :
- 4 kolam ukuran @ 2.500 M2 level air 1M
- Volume air kolam budidaya : 10.000 M3
- Q1 air buangan harian : 1.000 M3/hari
- Q2 air saat panen : 10.000 M3/hari
• Rancangan berdasar Q1 :
- Bak pengendapan : 1.000 M3 : 10 jam kerja = 100 M3/jam = 100 M3
• Rancangan berdasar Q2 :
- Bak pengendapan : 10.000 M3 : 8 jam kerja = 1250 M3/jam = 1.250 M3

44. VARIABEL RANCANGAN 2 : HRT
HRT untuk pengendapan :
• Q1 100 M3/jam - Vbp : 100 M3 - HRT = 1 jam
• Q2 1.250 M3/jam - Vbp : 1.250 M3 - HRT = 1 jam
HRT untuk aerasi :
• Sistem activated sludge / MBBR : 12 jam
• Aerated lagoon : 72 jam
HRT untuk pengendapan akhir dan stabilisasi :
• Sistem activated sludge / MBBR : 1-2 jam
• Aerated lagoon : 24 jam

45. VARIABEL : DIMENSI & SISTEM
ACTIVATED SLUDGE/MBBR
• Q1 : 100 M3/jam
V bak sedimentasi 1 : 100 M3
V bak aerasi : 1.200 M3
V bak sedimentasi 2 : 100 M3
V bak stabilisasi : 100 M3
Total : 1.500 M3
• Q2 : 1.250 M3/jam
V bak sedimentasi 1 : 1.250 M3
V bak aerasi : 15.000 M3
V bak sedimentasi 2 : 1.250 M3
V bak stabilisasi : 1.250 M3
Total : 18.750 M3
AERATED LAGOON
• Q1 : 100 M3/jam
V bak sedimentasi 1 : 100 M3
V bak aerasi : 7.200 M3
V bak sedimentasi 2 : 1.200 M3
V bak stabilisasi : 1.200 M3
Total : 9.700 M3
• Q2 : 1.250 M3/jam
V bak sedimentasi 1 : 1.250 M3
V bak aerasi : 90.000 M3
V bak sedimentasi 2 : 15.000 M3
V bak stabilisasi : 15.000 M3
Total : 121.250 M3

46. • Mengingat kebutuhan lahan IPAL yang sangat luas, diperlukan modifikasi
untuk mendapatkan desain IPAL yang realistis dan tepat guna.
• Desain IPAL dapat mengakomodasi buangan limbah saat peak load panen
berlangsung, mampu menahan limbah padat tidak keluar area tambak udang
dan paling tidak mereduksi kandungan polutan.
• Desain IPAL mampu mengolah limbah harian dengan efisiensi tinggi ( > 80%).
• Menggunakan azas radial flow settler, kolam pengendapan fakultatif, aerated
lagoon dan biofiltrasi rock filter.
• 3 skenario IPAL tambak yang dapat dipalikasikan :
- Kolam fakultatif
- Kolam fakultatif & aerated lagoon
- Kolam fakultatif, aerated lagoon & biofiltrasi
PERSPEKTIF

47. • Contoh lahan
tambak udang 10,5
hektar :
- 2,7 hektar : jalan,
bangunan,
tanggul, saluran
outlet.
- 8 hektar :
Kolam buidaya :
5,75 hektar (23
kolam @2500
M2)
Tandon
pengendapan :
0,575 hektar (2
kolam @2500
M2)
Tandon
treatment : 1,15
hektar (5 kolam
@2500 M2)
IPAL : 0,25 hektar
(1 kolam @2500
M2)

48. FAKULTATIF POND
• Menggunakan 1 kolam pengolahan sebagai kolam fakultatif anaerob.
• Ukuran kolam fakultatif seukuran dengan kolam budidaya terbesar.
• Atau volume kolam fakultatif 5 % dari volume air total kolam2 budidaya.
• Dilengkapi surface aerator 1 HP untuk luas 200 M2, dinyalakan 12 jam
siang hari dan dimatikan 12 jam malam hari.
• Lumpur dikeluarkan ke bak pasir dewatering sludge setiap hari.
• HRT :
- Flow through harian (ganti air 10%) : 4,3 jam
- Panen 1 kolam : 2 jam
- Panen 3 kolam bersamaan : 40 menit
2500
(23x2500x0,1) : 10
[ ]
(2500 : 2)
2500
[ ]
2500
(3x2500) : 2
[ ]X 60

49. GRAVITASI / POMPA
GRAVITASI
GRAVITASI / POMPA

50. • Contoh lahan
tambak udang 10,5
hektar :
- 2,45 hektar :
jalan, bangunan,
tanggul, saluran
outlet.
- 8 hektar :
Kolam buidaya :
5,75 hektar (23
kolam @2500
M2)
Tandon
pengendapan :
0,575 hektar (2
kolam @2500
M2)
Tandon
treatment : 1,15
hektar (5 kolam
@2500 M2)
IPAL : 0,575
hektar (2 kolam
@2500 M2)

51. FAKULTATIF & AERATED LAGOON
• Menggunakan 2 kolam IPAL : satu kolam fakultatif dan satu kolam
aerated lagoon.
• Volume IPAL 10% dari volume air total kolam2 budidaya.
• Masing2 kolam dilengkapi surface aerator 1 HP untuk luas 200 M2, untuk
kolam fakultatif dinyalakan 12 jam siang hari dan dimatikan 12 jam
malam hari dan untuk aerated lagoon full 24 jam.
• Lumpur dikeluarkan ke bak pasir dewatering sludge setiap hari.
• HRT :
- Flow through harian (ganti air 10%) : 8,6 jam
- Panen 1 kolam : 4 jam
- Panen 3 kolam bersamaan : 1,5 jam

53. • Contoh lahan
tambak udang 10,5
hektar :
- 2,2 hektar : jalan,
bangunan,
tanggul, saluran
outlet.
- 8 hektar :
Kolam buidaya :
5,75 hektar (23
kolam @2500
M2)
Tandon
pengendapan :
0,575 hektar (2
kolam @2500
M2)
Tandon
treatment : 1,15
hektar (5 kolam
@2500 M2)
IPAL : 0,75 hektar
(3 kolam @2500
M2)

54. FAKULTATIF, AERATED LAGOON & BIOFILTRASI
• Menggunakan 3 kolam IPAL : kolam fakultatif, kolam aerated lagoon dan kolam
biofiltrasi.
• Volume IPAL 15% dari volume air total kolam2 budidaya.
• Kolam fakultatif dan aerated lagoon dilengkapi surface aerator 1 HP untuk luas
200 M2, untuk kolam fakultatif dinyalakan 12 jam siang hari dan dimatikan 12
jam malam hari dan untuk aerated lagoon full 24 jam.
• Lumpur dikeluarkan ke drying bed dari kolam fakultatif setiap hari.
• Rock filter seperti anjuran FDA berfungsi sebagai media pelekatan bakteri
(biofilm) termasuk di dalamnya anammox bacteria, resirkulasi jika
memungkinkan dan volume batu yang diperlukan untuk filter removal
COD/BOD sesuai VTR (Volumetric TAN Rasio).
• HRT :
- Flow through harian (ganti air 10%) : 13 jam
- Panen 1 kolam : 6 jam
- Panen 3 kolam bersamaan : 2 jam