1. Dokumen tersebut membahas tentang operasional, perbaikan, dan tanggap darurat pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL).
2. Dijelaskan parameter operasi unit proses pengolahan seperti proses kimia-fisika, biologi, dan bak sedimentasi serta aerasi.
3. Memberikan contoh perhitungan dosis bahan kimia dan kapasitas pompa dosis.
3. Wajarkah Jumlah & Karakter Air Limbah Yang
Dihasilkan ??
IPAL Punya Keterbatasan baik Sistem maupun
Kapasitas
Dalam Pengoperasian IPAL harus mengetahui Karakter
air limbah baik secara Kualitas maupun kuantitas
Pahami Proses Produksi Penghasil Air Limbah
Seringkali Kerusakan Operasi IPAL
disebabkan oleh Kegagalan di
Proses Produksi??
4. Case Study
Pabrik Tekstil
Karakter air limbah yang sedikit komponen dan encer akan
menyederhanakan system pengolahan.
Sistem pengolahan yang diimplementasikan sangat tergantung karakteristik air limbah.
PVA dapat direcovery dengan dikembalikan ke industry weaving
5. Pengolahan Persiapan Pengolahan Awal
Pengolahan Lanjutan
Pengolahan Utama
SECARA FUNGSI UNIT PROSES PENGOLAHAN
DIKATEGORIKAN:
Cara unit proses pengolahan bisa berfungsi sebagai
pengelolaan awal atau sebagai pengolahan utama
pada kasus yang lain.
Contoh :
Proses kimia fisika untuk industri logam sebagai
proses utama tetapi untuk industri textile sebagai
pengolahan awal.
Note :
6. Proses Persiapan
Bertujuan untuk mengondisikan air limbah sehingga mempermudah unit
proses berikutnya
Contoh
Proses
Persiapan
Penurunan
Temperature
Proses
Equalisasi
Penyesuaian
pH
Pertimbangan :
• Memenuhi baku mutu olahan
• Memenuhi parameter operasi
Misal : adanya proses biologi, sehingga
Temp harus ada pada range 15-40oC
Pertimbangan :
• Untuk
menyeimbangkan /
meratakan aliran dan
kosentrasi air limbah
• Meminimalisir terjadinya
fluktuasi air limbah
7. Pengolahan awal dimaksudkan untuk meringankan proses selanjutnya dengan
menghilangkan sebagian beban, menghilangkan zat toxic, dll.
Macam-macam Unit proses pengelolaan awal:
• Fat/oil/grease Separator
• Screening
• Koagulasi & Flokulasi
• Presipitasi
• Elektrolisa
• Stripping
PENGOLAHAN AWAL
8. Proses Biologi
Proses Koagulasi Flokulasi
Proses Evaporasi
Pertukaran Ion
Pengolahan Utama merupakan unit proses yang dapat menurunkan
kandungan polutan secara dominan (yang terbesar)
PENGOLAHAN UTAMA
9. Pengolahan lanjutan diterapkan jika serangkaian unit proses
sebelumya masih belum sanggup untuk memenuhi baku mutu yang
ditetapkan.
Unit proses pengelolaan lanjutan misalnya:
1. Post Filtrasi
2. Adsorbsi
3. Oksidasi
4. Koagulasi atau Flokulasi
PENGOLAHAN LANJUTAN
11. PRINSIP DASAR PROSES KIMIA FISIKA
PRINSIP FISIKA yaitu penghilangan atau pengurangan parameter pencemar
dengan menggunakan gaya fisika tanpa penambahan bahan kimia seperti gaya
gravitasi dan ukuran fisik partikel parameter pencemar. Unit pengolahan yang
menggunakan prinsip fisika diantaranya adalah Unit Sedimentasi, Unit Flokulasi,
Unit Saringan (Screen), Unit Pemisah Minyak dan Lemak (Oil Trap), dll.
PRINSIP KIMIA yaitu penghilangan atau pengurangan parameter pencemar
dengan menggunakan bahan kimia. Unit pengolahan yang menggunakan prinsip
kimia diantaranya adalah Unit Koagulasi, Unit Flokulasi, Unit Netralisasi, Unit
Penyesuaian pH dll
12. Padatan dalam limbah cair dapat digolongkan menjadi :
1. Padatan Tersuspensi (Suspended Solid); yang terbagi lagi menjadi:
• Koloid, yang berukuran sangat kecil antara 0,001 – 1,2 μm,
• Sedimen atau Padatan-Terendapkan (Setteable solid),
ukuran > 1,2 μm
2. Padatan Terlarut (dissolved solid); ukuran < 0,001 μm
PADATAN
13. Padatan kecil seperti koloid perlu mengalami proses koagulasi
agar terbentuk gumpalan kecil (fine floc) dan proses flokulasi agar
membentuk gumpalan yang besar (floc) dengan penambahan
bahan kimia (koagulan-flokulan) sehingga mudah untuk
dipisahkan dengan cara pengendapan.
Koloid Koagulasi Flokulasi
PADATAN KECIL ( KOLOID )
14. BEBERAPA SENYAWA KOAGULAN
Nama Senyawa Keterangan
Alum atau Tawas
(Al2 (SO4)3. nH2O)
• Murah dan mudah didapat.
• Bentuk: padatan (bubuk) dan cairan.
• Bekerja pada rentang pH antara 5 – 7.
• Bersifat asam yang akan menurunkan pH limbah cair.
• Endapan sedikit.
• Dalam bentuk cairan berbahaya.
Besi Klorida (FeCl3) • Agak mahal dan mudah didapat.
• Bentuk: padatan dan cairan.
• Bekerja pada rentang pH antara 5 – 11 sehingga
penggunaannya sering dibarengi dengan penambahan kapur.
• Bersifat asam yang akan menurunkan pH limbah cair.
• Endapan lebih banyak dan selalu meninggalkan noda coklat.
• Dalam bentuk apapun korosif dan berbahaya.
Besi Sulfat (FeSO4) • Agak mahal dan mudah didapat.
• Bentuk: padatan dan cairan.
• Bekerja pada rentang pH antara 10 – 11
Batu Gamping atau Kapur • Murah dan mudah didapat.
• Bentuk: padatan.
• Kemurnian: > 90 %.
• Kelarutan: rendah.
• Digunakan pada limbah cair yang mengandung Mg tinggi.
• Endapan lebih banyak.
Poli Aluminium Klorida atau
PAC ({AL2 (OH)n Cl6-n }m )
• Termasuk jenis Polimer Anorganik.
• Agak mahal namun mudah didapat.
• Bentuk: padatan (bubuk) dan cairan.
• Kemurnian: > 98 %.
• Kelarutan: tinggi.
• Endapan sangat sedikit.
• Bekerja pada rentang pH antara 6 – 9.
• Tidak menurunkan pH limbah cair.
• Dosis yang umum digunakan antara 100 – 1000 ppm
22. • FUNGSI :
senyawa ORGANIK-TERURAI dalam limbah cair …
menurunkan
• PRINSIP DASAR :
CHONSP + O2 + MIKROBA-AEROBIK + N + P
MIKROBA AEROBIK BARU + H2O + CO2 + NH3
• SYARAT PROSES BERLANGSUNG :
pH netral 6.5 – 8,5
Supplai okseigen cukup
Temepratur 25 – 40 ° C
Konsetrasi zat toksik dibawah nilai maksimal
Supplai nutrient : N & P cukup
23. fakultatif
boleh ada O2
aerobik
harus ada O2
anaerobik
tidak boleh ada O2
PALING BERPERAN :
MIKROBA
5 %
lainnya
95 %
bakteri
Diinginkan dominasi penggumpal
bakteri filamen
bakteri penggumpal
PROTOZOA
ROTIFERA
24. limbah dipercikkan ke udara
aerator apung
aerator suntik
udara diinjeksi ke air limbah
gelembung udara diinjeksi ke air limbah
ALAT PEN-SUPPLY UDARA
26. 1. pH
Nilai pH diset antara 6.5 sampai 8.5
2. DO (Dissolve Oxygen)
Nilai DO di bak aerasi sekitar 2 mg/l
3. Kecukupan Nutrient
Mikro Nutrient yang diukur adalah unsur N dan P
4. Temperatur
Temperatur operasional antara 15oC sampai 40 oC
5. F/M
F/M diatur pada nilai 0.05 sampai 0.5 mg/l
6. Umur Lumpur (Sludge Age)
Umur Lumpur antara 10 sampai 40 hari
7. Terbebas dari Zat Toxic
8. Kerataan Mixing
PARAMETER OPERASI BIOLOGI LUMPUR AKTIF
27. F:M = OL / (MLVSS x VOLTA ) BOD/VSS/hari
PARAMETER OPERASI LUMPUR AKTIF
SV30
MLSS
mL/g
VSS
SVI :
28. Rumus dipakai :
1. Menentukan Over flow rate (OR)
OR = Q/A
Keterangan:
OR = Over flow rate , m3/m2/jam
Q = Flow rate , m3/jam
A = Luas area primary clarifier
2. Menentukan Retention Time
RT = Vol/Q
Keterangan:
RT = Retention time , jam
Vol = Volume bak , m3
Q = Flow rate , m3/jam
Persyaratan Design
Over flow rate (OR) max = 1 m3/m2/jam
Retention time (RT) min = 3 jam
PARAMETER OPERASI BAK SEDIMENTASI IPAL
29. F/M = Q x BOD
Va x MLVSS
Keterangan :
Q = Flow rate (m3/hari)
BOD = Konsentrasi BOD (Kg/m3)
Va = Volume aerasi total
MLVSS = Mixed Liquor Volatile SS
Perhitungan kebutuhan Oxigen
Kebutuhan O2 = 1,5 x BOD load perhari
= 1,5 x Q x BOD
Didapat Power Aerator =
FTR
Kebutuhan O2
Jika Field Transfer Rate (FTR) = 1,0 Kg O2 / Hp / jam
PARAMETER OPERASI BAK AERASI IPAL
30. PARAMETER OPERASI DAN PEMANTAUAN PADA PROSES
BIOLOGI ACTIVATED SLUDGE
a. pH.
6.5 – 8.5
b. DO (Dissolve Oxygen)
0.5 – 2.0
c. Kecukupan Nutrient.
BOD:N:P = 100:5:1 NO3 excess 5 – 10 mg/l.
PO4 excess 0.5 – 1.0 mg/l
d. Temperatur.
15 oC – 40oC
e. F/M
0.05 – 0.15 kg BOD/kg MLVSS/hari
f. Umur Lumpur (Sludge Age).
4 sampai 20 hari
g. Terbebas Dari Zat Toxic.
Diupayakan dibawah ambang batas
31. PARAMETER OPERASI PADA PROSES BIOLOGI ACTIVATED
SLUDGE (LANJUTAN)
h. Kerataan Mixing
Aerator dapat mengaduk rata mikroba
i. MLSS
Ideal design 4000 – 5000 mg/l
j. MLVSS
Ideal design 3000 – 4000 mg/l
k. SV30 (Sludge Volume 30 men)
80 – 120% dari nilai MLSS
l. SVI (Sludge Volume Index)
Optimum 80 – 120 mg/l
m. Warna busa
Coklat terang
n. Kareteristik busa
Coklat, tidak mudah pecah, kecil dan tidak oily
35. Kerusakan IPAL dapat disebabkan:
1. 1. Operasional Sesuai SOP
2. 2. Sistem Pengolahan Tidak Sesuai (Lagi)
3. 3. Kapasitas IPAL Tidak sesuai (Ladi)
4. # Kapasitas Per Unit Proses
5. # Kapasitas Secara Keseluruhan
Seringkali Kerusakan IPAL akibat:
1. Perbedaan Beban dan Karakter Air Limbah dengan system IPAL yang
ada.
2. Kemampuan SDM Operator IPAL
3. Kebijaksanaan Pimpinan
Untuk Perbedaan Beban tidak terlepas dari Perhitungan Fasilitas IPAL
yang Ada
UPAYA PERBAIKAN DAN OPTIMASILSASI IPAL
37. Membuat Larutan Bahan Kimia
Kandungan Bahan Kimia harus diketahui agar bisa dihitung untuk
menentukan dosis tepat.
Misal :
Akan dibuat larutan PAC 10% dari PAC Powder untuk volume 1000 Kg.
PAC Powder dianggap 100%, padahal sebenarnya 35% kandungan Al2O3
Jadi larutan PAC 10%, mengandung air bersih 90%
Dibuat larutan 1000 Kg maka ;
PAC = 10% x 1000 Kg Air bersih = 90% x 1000 Kg
= 100 Kg = 900 Kg
+
100 Kg 900 Kg 1000 Kg
PAC
Air Larutan
PAC
10%
38. Perhitungan dan Pendosisan Bahan Kimia
Misal :
1. Akan di dosis PAC 200 ppm
2. Kadar Larutan PAC 10%
3. Akan ditambahkan ke Aliran Air Limbah dengan Debit (Q) = 50 m3/jam
Jawab :
PAC 10% = 100.000 ppm
Rumus : V1N1 = V2N2
Misal Notasi 1 = Air Limbah
Notasi 2 = Bahan Kimia
Jadi : V1 = Q1 = 50 m3/jam
N1 = C1 = 200 ppm
N2 = C2 = 100.000 ppm
V2 = Q2 = ……… Lt/Jam
Jadi Q2 =
𝑽𝟏𝑵𝟏
𝑵𝟐
=
𝟓𝟎 𝒎𝟑/𝒋𝒂𝒎𝒙 𝟐𝟎𝟎𝒑𝒑𝒎
𝟏𝟎𝟎.𝟎𝟎𝟎 𝒑𝒑𝒎
= 0,1 m3/jam = 100 Lt/jam
Larutan
PAC
10%
Q = 50 m3/jam PAC 200 ppm
39. Penentuan Stroke Dosis Pump
• Di Name Plate kapasitas dosis pump 200 Lt/Jam
• Kapasitas yang akan dialiri 100 Lt/Jam
• Penghitungan Stroke Dosis Pump :
=
100 𝐿𝑡/𝑗𝑎𝑚
200 𝐿𝑡/𝑗𝑎𝑚
x 100%
= 50%
• Hasil diatas diverifikasi secara manual
40. Memantau Kelayakan Bak Sedimentasi
Parameter Operasi bak sedimentasi/ clarifier/ bak pengendap
1. Overflow Rate (OR) satuan : m3/m2/jam
• Pada proses kimia max. 1,5 m3/m2/jam
2. Retention Time (RT) satuan : Jam
• Pada proses kimia min. 2 Jam
41. Memantau Kelayakan Bak Sedimentasi
Misal :
-Fasilitas sedimentasi diketahui diameter 6 m, tinggi shell efektif 3,0 m. Apakah
masih mampu jika dibebani dengan kapasitas air limbah (Flow rate, Q) 1200
m3/hari (50 m3/jam)
Jawab :
OR =
𝑄
𝐴
=
𝑚3
/𝑗𝑎𝑚
𝑚2 𝐴 = 𝜋𝑟2
=
50
28,26
= 3,14. (6/2)2
= 1,8 m3/m2/jam = 28,26 m2
Over (max. 1,5) maka bakteri tidak akan terpisah baik
RT =
𝑉𝑜𝑙
𝑄
=
𝑚3
𝑚3/𝑗𝑎𝑚
Vol = A x t
=
84,78 𝑚3
50 𝑚3/𝑗𝑎𝑚
= 28,26 x 3
= 1,7 jam = 84,78 m3
Min. 2 jam jika kurang dari itu maka bakteri tidak akan terpisah baik
43. Beban BOD
• BOD Load (Kg/day) = Q (m3/day) X BOD (Kg/m3)
𝐹
𝑀
=
𝐵𝑂𝐷 𝐿𝑜𝑎𝑑
𝑉𝑜𝑙.𝐴𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑋 𝑀𝐿𝑉𝑆𝑆
=
𝐾𝑔𝐵𝑂𝐷
𝐾𝑔𝑀𝐿𝑉𝑆𝑆.𝑙
BOD Load =
𝐹
𝑀
x Vol Aerasi x MLVSS
• Nilai
𝐹
𝑀
relatif tetap
• BOD Load harus dipantau setiap hari
44. Kebutuhan Nutrient
BOD : N : P = 100 : 5 : 1
Misal Air Limbah Q = 1000 m3/hari dan BOD = 600 mg/l
Jawab : BOD = 600 mg/l = 0,6 Kg/m3
• BOD Load = Q x BOD
= 1000 m3/hari x 0,6 Kg/m3
= 600 KgBOD/hari
• Kebutuhan N = 5/100 x 600 Kg/hari = 30 Kg/hari
Urea 46% N
Kebutuhan Urea =
30 𝐾𝑔/ℎ𝑎𝑟𝑖
46%
= 66,7 KgUrea/hari
• Kebutuhan P = 1/100 x 600 Kg/hari = 6 Kg/hari
TSP 36%
Kebutuhan TSP =
6 𝐾𝑔/ℎ𝑎𝑟𝑖
36%
= 16,7 Kg/hari
45. Perhitungan SVI (Sludge Volume Index)
• Fungsi : Mengetahui kerapatan/bentuk mikroorganisme
• Nilai optimum : 80 - 120 mL/g
• Nilai baik : < 200 mL/g
• Rumus SVI =
𝑆𝑉30
𝑀𝐿𝑆𝑆
mL/g
Contoh :
Pada pengetesan SV30 di bak aerasi di dapat 400 mL/ 1000 mL,
MLSS di bak aerasi = 3000 mg/L. Berapa nilai SVI yang di dapat?
Jawab :
Konversi MLSS : 3000 mg/L = 3 gr/L
SVI =
400 𝑚𝐿/𝐿
3 𝑔𝑟/𝐿
= 137,3 mL/gr
46. Perhitungan Umur Bakteri (Sludge Age/SA)
SA =
𝑇𝑆𝑆 𝑑𝑖 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚
𝑇𝑆𝑆 𝑘𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚
=
𝑉𝑎𝑒𝑟𝑠+𝑉𝑠𝑒𝑑 𝑥 𝑀𝐿𝑆𝑆
𝑄𝑜𝑢𝑡 𝑥 𝑆𝑆𝑜𝑢𝑡+𝑄𝑤𝑎𝑠 𝑆𝑆𝑤𝑎𝑠=𝑟𝑎𝑠
Jumlah lumpur di buang perhari = (Qwas)
47. Perhitungan Umur Bakteri (Sludge Age/SA)
( Qout x SSout + Qwas x SSras ) =
𝑉𝑎𝑒𝑟𝑠+𝑉𝑠𝑒𝑑 𝑥 𝑀𝐿𝑆𝑆
𝑆𝐴
Qwas x SSras =
𝑉𝑎𝑒𝑟𝑠+𝑉𝑠𝑒𝑑 𝑥 𝑀𝐿𝑆𝑆
𝑆𝐴
Qwas =
𝑉𝑎𝑒𝑟𝑠+𝑉𝑠𝑒𝑑 𝑥 𝑀𝐿𝑆𝑆
𝑆𝐴
𝑆𝑆 𝑅𝑎𝑠
m3/hari
*Catatan : SA biasanya 12 – 20 hari untuk Remaja
49. Perhitungan Kebutuhan Oxygen
Jika FTII (Field Transfer Rate) Alat = 1,2 KgO2/Hp.Jam
Kebutuhan Power =
33,83 𝐾𝑔𝑂2
/𝐽𝑎𝑚
1,2 𝐾𝑔𝑂2
/𝐻𝑝𝐽𝑎𝑚
= 28,2 Hp
Jadi dibutuhkan power I 28,2 Hp
50. Memantau Kelayakan Bak Sedimentasi
Parameter Operasi bak sedimentasi/ clarifier/ bak pengendap
1. Overflow Rate (OR) satuan : m3/m2/jam
• Pada proses biologi max. 1,0 m3/m2/jam
2. Retention Time (RT) satuan : Jam
• Pada proses biologi min. 2,5 Jam
51. Memantau Kelayakan Bak Sedimentasi
Misal :
-Fasilitas sedimentasi biologi existing diketahui diameter 6 m, tinggi shell efektif
3,0 m. Apakah masih mampu jika dibebani dengan kapasitas air limbah (Flow rate,
Q) 1200 m3/hari (50 m3/jam)
Jawab :
OR =
𝑄
𝐴
=
𝑚3
/𝑗𝑎𝑚
𝑚2 𝐴 = 𝜋𝑟2
=
50
28,26
= 3,14. (6/2)2
= 1,8 m3/m2/jam = 28,26 m2
Over (max. 1,0) maka bakteri tidak akan terpisah baik
RT =
𝑉𝑜𝑙
𝑄
=
𝑚3
𝑚3/𝑗𝑎𝑚
Vol = A x t
=
84,78 𝑚3
50 𝑚3/𝑗𝑎𝑚
= 28,26 x 3
= 1,7 jam = 84,78 m3
Min. 2,5 jam jika kurang dari itu maka bakteri tidak akan terpisah baik
53. TANGGAP DARURAT IPAL
Sesuai dengan Aturan bahwa Air hasil Olahan tidak boleh melebihi
BAKU MUTU Ketetapan Pemerintah
Namun Pengoperasian IPAL sering kali terjadi kegagalan
Oleh Karena itu Tanggap Darurat harus direncanakan dari awal
Desain IPAL Harus telah memasukan Faktor Tanggap Darurat
Dimulai dari Sistem Pengolahan yang bertingkat dan atau dibuat
Redundant (Terdapat 2 atau lebih fasilitas)
Air Hasil Olahan tidak masuk BAKU MUTU diolah kembali
difasilitas IPAL atau diolah ditempat lain.
Untuk Minimisasi Cost Sumber Polutan tinggi diolah diluar
56. Process Trouble Shooting
Selama Operasional IPAL seringkali terjadi kerusakan
operasional.
Kenali Permasalahan yang ada dan tanggapi permasalahan
dengan benar agar penyelesaian masalah tidak berdasarkan
dugaan.
Data pemantauan Laboratorium sangat diperlukan.
Data Lab dilihat trend dari grafik yang ada.
Proses Biologi mempunyai respon yang lambat dan bisa
dibaca dari grafik
