daur ulang dengan metode ahp
TRANSCRIPT
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
1/102
i
UNIVERSITAS INDONESIA
PEMILIHAN UNIT DAUR ULANG EFLUEN INSTALASI
PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA UAP MUARA KARANG DENGAN METODE
ANALYTICAL HIERARCHY PROCESS
SKRIPSI
SUTAN HAMDA R.
0806338935
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
DEPOKJANUARI 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
2/102
i
UNIVERSITAS INDONESIA
THE SELECTION OF RECYLING UNIT WASTE WATER
TREATMENT PLANT EFLUENT IN MUARA KARANG
STEAM POWER PLANT WITH ANALYTICAL HIERARCHY
PROCESS METHOD
FINAL REPORT
SUTAN HAMDA R.
0806338935
FACULTY OF ENGINEERING
ENVIRONMENTAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPOKJANUARY 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
3/102
i
UNIVERSITAS INDONESIA
PEMILIHAN UNIT DAUR ULANG EFLUEN INSTALASI
PENGOLAHAN AIR LIMBAH DI PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA UAP MUARA KARANG DENGAN METODE
ANALYTICAL HIERARCHY PROCESS
SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada Program Studi Teknik Lingkungan
SUTAN HAMDA R.
0806338935
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
DEPOKJANUARI 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
4/102
ii
UNIVERSITAS INDONESIA
THE SELECTION OF RECYLING UNIT WASTE WATER
TREATMENT PLANT EFLUENT IN MUARA KARANG
STEAM POWER PLANT WITH ANALYTICAL HIERARCHY
PROCESS METHOD
FINALREPORTProposed as one of the requirement to obtain a Bachelor’s degree
SUTAN HAMDA R.
0806338935
FACULTY OF ENGINEERING
ENVIRONMENTAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPOKJANUARY 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
5/102
iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Sutan Hamda R.
NPM : 0806338935
Tanda Tangan :
Tanggal : 15 januari 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
6/102
iv
STATEMENT OF ORIGINALITY
This final report in the result of my own work
and all resources which are quoted or referred
I have stated correctly.
Nama : Sutan Hamda R.
NPM : 0806338935
Tanda Tangan :
Tanggal : 15 januari 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
7/102
v
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan oleh :
Nama : Sutan Hamda R.
NPM : 0806338935
Program Studi : Teknik Lingkungan
Judul Skripsi : Pemilihan Unit Daur Ulang Efluen Instalasi
Pengolahan Air Limbah Di Pembangkit Listrik
Tenaga Uap Muara Karang Dengan Metode
Analytical Hierarchy Process
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik,
Universitas Indonesia
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I : Dr. Ir. Setyo Sarwanto Moersidik, DEA. (..............................)
Pembimbing II : Dr. Cindy R. Priadi, S.T., M.Sc. (..............................)
Penguji I : Ir. Irma Gusniani, M.Sc. (..............................)
Penguji II : Dr. Ir. Nyoman Suwartha, S.T., M.Agr. (..............................)
Ditetapkan di : Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,Universitas Indonesia, Depok
Tanggal : 15 Januari 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
8/102
vi
STATEMENT OF LEGITIMATION
This final report is submitted by :
Name : Sutan Hamda R.Student Number : 0806338935
Study Program : Environmental Engineering
Title of Final Report : The Selection Of Recyling Unit Waste
Water Treatment Plant Efluent In Muara
Karang Steam Power Plant With
Analytical Hierarchy Process Method
Has been successfully defended in front of the Exminers and was accepted as
part of the necessary requirements to obtain Engineer Bachelor Degree inEnvironmental Engineering Program, Faculty of Engineering, University of
Indonesia.
COUNCIL EXAMINERS
Conselor I : Dr. Ir. Setyo Sarwanto Moersidik, DEA. (..............................)
Conselor II : Dr. Cindy R. Priadi, S.T., M.Sc. (..............................)
Examiner I : Ir. Irma Gusniani, M.Sc. (..............................)
Examiner II : Dr. Ir. Nyoman Suwartha, S.T., M.Agr. (..............................)
Approved at : Departmen of Civil Engineering, Faculty of Engineering,University of Indonesia, Depok
Date : January 15th 2014
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
9/102
vii
KATA PENGANTAR/UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat-Nya, saya
dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak, akan sulit bagi penulis untuk dapat menyelesaikan
skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-
pihak sebagai berikut:
1. Bapak Dr. Ir. Setyo S. Moersidik, DEA dan Ibu Dr. Cindy R. Priadi, S.T.,
M.Sc., selaku dosen pembimbing I dan II, yang telah bersedia meluangkan
waktu untuk memberi bimbingan dan persetujuan sehingga skripsi ini dapat
selesai;
2. Bapak Padmono, Bapak Binur, Ibu Maria, Ibu Tania, dan pihak-pihak PT. PJB
UP Muara Karang yang telah membantu untuk memperoleh data yang
diperlukan;
3. Ayah, ibu, adik, om, tante, dan ponakan yang telah memberikan dukungan
berupa doa, materi, dan moral;
4.
Mba Licka Kamadewi dan Mba Sri Diah selaku laboran Program Studi Teknik
Lingkungan, yang telah besedia membantu memberikan masukan;
5. Sahabat terbaik, Azka Aqlia, Yudhitia, serta teman-teman sipilingkungan
2008 yang memberikan dukungan dan semangat;
6.
Para dosen dan staf Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Indonesia;
7. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi.
Akhir kata, penulis berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan
semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi
ilmu pengetahuan.
Depok, Januari 2014
Penulis
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
10/102
viii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Sutan Hamda R.
NPM : 0806338935
Program Studi : Teknik Lingkungan
Departemen : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik
Jenis karya : Skripsi
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif ( Non-exclusive Royalty- Free Right ) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
Pemilihan Unit Daur Ulang Efluen Instalasi Pengolahan Air Limbah Di
Pembangkit Listrik Tenaga Uap Muara Karang Dengan Metode Analytical
Hierearchy Process
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia/
formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan
mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Depok
Pada tanggal : 15 Desember 2013
Yang menyatakan
( Sutan Hamda R. )
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
11/102
ix
STATEMENT OF AGREEMENT
OF FINAL REPORT PUBLICATION FOR ACADEMIC PURPOSES
As an civitas academica of Universitas Indonesia, I, the undersigned:
Name : Sutan Hamda R.
Student Number : 0806338935
Study Program : Environmental Engineering
Departement : Civil Engineering
Faculty : Engineering
Type of Work : Final Report
For the sake of science development, hereby agree to provide Universitas
Indonesia Non-exclusive Royalty Free Right for my scientific work entitled:
The Selection Of Recyling Unit Waste Water Treatment Plant Efluent In
Muara Karang Steam Power Plant With Analytical Hierarchy Process
Method
together with the entire documents (if necessary). With the Non-exclusive Royalty
Free Right, Universitas Indonesia has rights to store, convert, manage in the form
of database, keep and publish my final report as long as list my name as the author
and copyright owner.
I certify that the above statement is true.
Signed at : Depok
Date this : 15 January 2014
The Declarer
( Sutan Hamda R. )
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
12/102
x
ABSTRAK
Nama : Sutan Hamda R.
Program Studi : Teknik Lingkungan
Judul : Pemilihan Unit Daur Ulang Efluen Instalasi Pengolahan Air
Limbah Di Pembangkit Listrik Tenaga Uap Muara Karang
Dengan Metode Analytical Hierarchy Process
Kebutuhan air bersih untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Muara
Karang cukup besar, sehingga diperlukan daur ulang untuk membantu mengatasi
kebutuhan air. Debit air yang didaur ulang sebesar 285 m3/hari. Tujuan penelitian
ini adalah untuk mendapatkan karakteristik efluen Instalasi Pengolahan Air
Limbah (IPAL) PLTU sehingga didapatkan perencanaan daur ulang yang sesuai.Daur ulang tersebut digunakan untuk memenuhi kebutuhan air servis, hidran, dan
cadangan air pada PLTU Muara Karang. Hasil uji laboratorium efluen IPAL
PLTU Muara Karang yang tidak memenuhi baku mutu kelas II PP No. 82 Tahun
2001, yaitu TSS sebesar 67,5 ppm, BOD sebesar 4,76 ppm, dan COD sebesar 82,6
ppm sehingga diperlukan proses daur ulang untuk memenuhi kualitas air yang
sesuai dengan baku mutu. Terdapat tiga unit daur ulang, yaitu reverse osmosis,
ultrafiltrasi, dan mikrofiltrasi . Pemilihan unit daur ulang dari ketiga unit tersebut
ditentukan dengan metode Analytic Hierarchy Process (AHP) dengan kriteria
pemilihan berupa teknologi, ekonomi, dan lingkungan serta subkriteria
kemudahan operasional, keandalan proses, biaya konstruksi, biaya operasional
dan pemeliharaan, serta recovery product . Hasil pemilihan dengan metode AHPmenunjukkan unit daur ulang mikrofiltrasi merupakan unit yang tepat untuk
memenuhi kebutuhan air servis, hidran, dan cadangan dengan total skor tertinggi.
Kata Kunci: Analytic Hierarchy Process, Pembangkit Listrik Tenaga Uap, Daur
Ulang Air Limbah
Universitas Indonesia
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
13/102
xi
ABSTRACT
Name : Sutan Hamda R.
Study Program : Environmental EngineeringTitle : The Selection Of Recyling Unit Waste Water Treatment Plant
Efluent In Muara Karang Steam Power Plant With Analytical
Hierarchy Process Method
Clean water needs of Steam Power Plant Muara Karang is large enough so water
recycle is needed to help fulfill water needs. The debit is 285 m3/day. The
purpose of the study is to obtain the characteristics of waste water treatment plant
effluent to find the appropriate recycling plan. The recycled water is used to meet
the needs of services, hydrants, and water reserves in Muara Karang power plant.
Laboratory test results WWTP effluent Steam Power Plant Muara Karang thatdoes not meet the quality standard of Grade II PP No. 82 Tahun 2001, which is
amount 67,5 ppm TSS, BOD at 4,76 ppm and at 82,6 ppm COD so recycling is
needed. Selection of three recycling units selected from the reverse osmosis,
ultrafiltration, and microfiltration were conducted with Hierarchy Analytic
Process (AHP) with the selection criteria in the form of technology, economy, and
environment and then with sub-criteria of operational convenience, reliability
process, the cost of construction, operation and maintenance costs, and recovery
product . The results of the election showed AHP recycling microfiltration unit is
the right unit to meet the needs of water services, hydrants, and backup with the
highest total score then draw the unit.
Keyword: Analytic Hierarchy Process, Steam Power Plant, Waste Water Recycle
Universitas Indonesia
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
14/102
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS .................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. v
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .............................. viii
ABSTRAK ............................................................................................................. ix
DAFTAR ISI ......................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xivv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvii
BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang...................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 3
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................. 3
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................ 4
1.5 Ruang Lingkup Penelitian .................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 6 2.1 Definisi Air Limbah ............................................................................. 6
2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ............................................. 6
2.3 Karakteristik Efluen Limbah PLTU ..................................................... 8
2.4 Standar Baku Mutu Air Limbah ......................................................... 112.5 Kebutuhan Air dan Neraca Air PLTU Muara Karang ........................ 13
2.5.1 Karakteristik Kualitas Air pada PLTU ...................................... 13
2.5.2 Pengolahan Air Bersih Eksisting ............................................... 20
2.6 Pengelolaan dan Daur Ulang Limbah Cair ......................................... 21
2.6.1 Latar Belakang Daur Ulang Air Limbah ................................... 21
2.6.2 Bentuk Pemanfaatan Air Hasil Daur Ulang Air Limbah ........... 22
2.6.3 Daur Ulang di PLTU Muara Karang ......................................... 25
2.7 Teknologi Pengolahan Daur Ulang Air Limbah ................................ 27
2.7.1 Reverse Osmosis ....................................................................... 28
2.7.2 Mikrofiltrasi ............................................................................... 30
2.7.3 Ultrafiltrasi ................................................................................ 312.8 Pembobotan dengan Metode Analytic Hierarchy Process (AHP) ..... 33
BAB 3 METODE PENELITIAN ....................................................................... 36 3.1 Pendekatan Penelitian ......................................................................... 36
3.2 Variabel Penelitian ............................................................................. 36
3.3 Kerangka Penelitian............................................................................ 36
3.4 Pengumpulan Data.............................................................................. 37
3.4.1 Data Sekunder ........................................................................... 37
3.4.2 Data Primer ................................................................................ 38
3.4.3 Lokasi Pengambilan Sampel ..................................................... 38
3.4.4 Waktu Pengambilan Sampel...................................................... 39
3.4.5 Pengujian Sampel ...................................................................... 39
Universitas Indonesia
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
15/102
xiii
3.5 Pengolahan dan Analisis Data ............................................................ 40
3.5.1 Aspek Kebutuhan ...................................................................... 40
3.5.2 Instalasi Pengolahan Daur Ulang .............................................. 41
3.5.1 Metode Analytic Hierarchy Process (AHP) .............................. 43
3.6 Rekomendasi Unit Daur Ulang .......................................................... 463.7 Lokasi dan Waktu Penelitian .............................................................. 46
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 47 4.1 Hasil Efluen Instalasi Pengolahan Air Limbah PLTU Muara
Karang ................................................................................................ 47
4.2 Penentuan Unit Daur Ulang Dengan AHP ......................................... 49
4.3 Pengolahan Daur Ulang ...................................................................... 63
4.3.1 Unit Mikrofiltrasi Sebagai Unit Daur Ulang Yang Terpilih ..... 63
4.3.2 Desain Unit Mikrofiltrasi ......................................................... 63
BAB 5 PENUTUP ............................................................................................... 66 5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 66
5.2 Saran ................................................................................................... 66DAFTAR REFERENSI ....................................................................................... 67
LAMPIRAN……………………………………………………………………..73
Universitas Indonesia
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
16/102
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristik Hasil Limbah PLTU Muara Karang................................ 9
Tabel 2.2 Batas Debit Air Limbah PLTU Yang Diperbolehkan Untuk Dibuang 10
Tabel 2.3 Karakteristik Efluen IPAL Bulan Januari-April 2012 PLTU Muara
Karang ................................................................................................ 12
Tabel 2.4 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Industri ....................... 23
Tabel 2.5 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Pengisian Air Tanah ... 24
Tabel 2.6 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Kebutuhan
Nonpotable ......................................................................................... 25
Tabel 2.7 Jenis Unit Operasi dan Proses Pengolahan ......................................... 28
Tabel 2.8 Karakteristik Operasional berbagai Membran .................................... 30
Tabel 2.9 Karakteristik Membran Mikrofiltrasi dan Ultrafiltrasi ....................... 31 Tabel 2.10 Kelebihan dan Kekurangan Proses Membran Dibanding Pengolahan
Konvensional ...................................................................................... 32
Tabel 2.11 Skor Perbandingan Berpasangan ........................................................ 34
Tabel 2.12 Indeks Random Konsistensi (IR) ........................................................ 35
Tabel 3.13 Data Sekunder Penelitan ..................................................................... 38
Tabel 3.14 Metode Pengujian Parameter .............................................................. 40
Tabel 3.15 Debit Kebutuhan Air Daur Ulang ....................................................... 40
Tabel 3.16 Parameter Kualitas Efluen IPAL PLTU Muara Karang ..................... 41
Tabel 3.17 Efisiensi Pengolahan Unit untuk Daur Ulang ..................................... 42
Tabel 3.18 Karakteristik Responden/ Expert ......................................................... 43
Tabel 3.19 Derajat Kepentingan AHP .................................................................. 45 Tabel 4.20 Perbandingan Hasil Efluen Dengan PP No. 82 Tahun 2001 Kelas II . 47
Tabel 4.21 Perbandingan Hasil Efluen Dengan PP No. 82 Tahun 2001 Kelas II . 48
Tabel 4.22 Matriks Pembobotan Kriteria .............................................................. 49
Tabel 4.23 Matriks Pembobotan Kriteria Teknologi ............................................ 50
Tabel 4.24 Matriks Pembobotan Kriteria Ekonomi .............................................. 52
Tabel 4.25 Matriks Pembobotan Kriteria Lingkungan ......................................... 53
Tabel 4.26 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Kemudahan
Operasional ......................................................................................... 55
Tabel 4.27 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Keandalan Proses 56
Tabel 4.28 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Biaya Operasional
dan Pemeliharaan................................................................................ 57 Tabel 4.29 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Biaya Konstruksi . 58
Tabel 4.30 Matriks Pembobotan Alternatif untuk Subkriteria Recovery Product 60
Tabel 4.31 Efisiensi Unit Pengolahan Mikrofiltrasi ............................................. 63
Universitas Indonesia
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
17/102
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Alir Produksi PLTU Muara Karang ................................... 7
Gambar 2.2 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Uap ..................................... 8
Gambar 2.3 Diagram Neraca Air PLTU Muara Karang ..................................... 13
Gambar 2.4 Proses Reverse Osmosis .................................................................. 29
Gambar 3.5 Kerangka Penelitian......................................................................... 37
Gambar 3.6 Denah Pengambilan Sampel ............................................................ 39
Gambar 3.7 Opsi Instalasi Pengolahan Daur Ulang ............................................ 42
Gambar 3.8 Hirarki AHP Unit Daur Ulang ......................................................... 44
Gambar 4.9 Nilai Bobot Semua Kriteria ............................................................. 49
Gambar 4.10 Nilai Bobot Kriteria Teknologi ....................................................... 51
Gambar 4.11 Nilai Bobot Kriteria Ekonomi ......................................................... 52 Gambar 4.12 Nilai Bobot Kriteria Lingkungan ..................................................... 54
Gambar 4.13 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Kemudahan Operasional 55
Gambar 4.14 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Keandalan Proses ........... 56
Gambar 4.15 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Biaya Operasional dan
Pemeliharaan ................................................................................... 58
Gambar 4.16 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Biaya Konstruksi ............ 59
Gambar 4.17 Nilai Bobot Alternatif untuk Subkriteria Recovery Product ........... 60
Gambar 4.18 Bobot Total Alternatif ..................................................................... 61
Gambar 4.19 Nilai Skor Hirarki ............................................................................ 62
Gambar 4.22 Debit Product Water Mikrofiltrasi .................................................. 64
Universitas Indonesia
http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/revisi%20skripsi%20sutan%20new%20(Repaired).docx%23_Toc377074420http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/revisi%20skripsi%20sutan%20new%20(Repaired).docx%23_Toc377074420http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/revisi%20skripsi%20sutan%20new%20(Repaired).docx%23_Toc377074420
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
18/102
xvi
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan (2.1) Lambda Maksimum ................................................................... 34
Persamaan (2.2) Indeks Konsistensi ..................................................................... 35
Persamaan (2.3) Rasio Konsistensi ....................................................................... 35
Persamaan (3.4) Total Skor…………………………………………………..... .. 46 Persamaan (4.5) Nilai Removal Unit .................................................................... 48
Universitas Indonesia
http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461489http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461489http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461490http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461490http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461491http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461491http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461493http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461493http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461493http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461491http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461490http://c/Users/user/Desktop/sutan/SIDANG%20SUTAN/baru/Prin%20untuk%2013%20januari%20sutan/revisi%20skripsi%20sutan%2015%20jan%20utk%20hard%20cover.docx%23_Toc377461489
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
19/102
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Standar baku mutu air ......................................................................... 71
Lampiran 2 Pemeriksaan Efluen IPAL PLTU Muara Karang ............................... 75 Lampiran 3 Pengukuran Nilai BOD dan COD ...................................................... 76
Lampiran 4 Kuisoner ............................................................................................. 79
Universitas Indonesia
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
20/102
1
Universitas Indonesia
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air limbah adalah sisa dari suatu hasil usaha dan/atau kegiatan yang
berwujud cair (PERMENLH No.8 Tahun 2009). Semakin besarnya laju
perkembangan penduduk dan industrialisasi di Jakarta telah mengakibatkan
terjadinya penurunan kualitas lingkungan. Padatnya pemukiman dan kondisi
sanitasi lingkungan yang buruk serta buangan industri yang langsung dibuang ke
badan air tanpa proses pengolahan telah menyebabkan pencemaran sungai-sungai
yang ada di Jakarta, dan air tanah dangkal di sebagian besar daerah di wilayah
DKI Jakarta, bahkan kualitas air di perairan teluk Jakarta sudah menjadi semakin
buruk (Nusa Idaman Said, 2006).
Air limbah domestik (rumah tangga) di wilayah Jakarta memberikan
kontribusi terhadap pencemaran air sekitar 75%, air limbah perkantoran dan
daerah komersial 15% dan air limbah industri hanya sekitar 10%. Sedangkan
dilihat dari beban polutan organiknya, air limbah rumah tangga memberikan
kontribusi sekitar 70%, air limbah perkantoran 14% dan air limbah industri
sebesar 16% (Nusa Idaman Said,2006). Menurut Peraturan Gubernur Provinsi
DKI Jakarta Nomor 122 Tahun 2005, bahwa dalam rangka menjaga dan
mempertahankan kualitas air tanah maka perlu diwajibkan setiap orang atau badan
usaha melakukan pengelolaan limbah cair hasil usaha dan/atau kegiatan.
Pengolahan air limbah bertujuan untuk untuk menghilangkan parameter
pencemar yang ada di dalam air limbah sampai batas yang diperbolehkan untuk
dibuang ke badan air sesuai dengan syarat baku mutu yang diijinkan (NusaIdaman Said, 2006). Baku mutu air limbah menurut PERMENLH no. 8 Tahun
2009 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha Dan/Atau Kegiatan
Pembangkit Listrik Tenaga Termal adalah ukuran batas atau kadar unsur
pencemar dan/atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam
air limbah yang akan dibuang atau dilepas ke dalam sumber air dari suatu usaha
dan/atau kegiatan. Setelah air limbah tersebut diolah dan sesuai dengan baku mutu
1
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
21/102
2
Universitas Indonesia
yang diijinkan, maka air keluaran (efluen) hasil pengolahan air limbah tersebut
aman untuk dibuang ke badan air.
Sejalan dengan pertumbuhan penduduk yang sangat pesat khususnya di
daerah perkotaan, pencemaran air tanah maupun air permukaan, distribusi sumber
air serta konsumsi pemakaian air yang tidak merata telah menyebabkan
ketidakseimbangan antara pasokan dan kebutuhan air. Oleh karena itu, dewasa ini
inovasi baru dalam hal penyediaan sumber air baku telah menjadi perhatian yang
penting. Salah satu alternatif yang banyak mendapat perhatian di banyak Negara
di dunia adalah menggunakan daur ulang limbah khususnya air limbah perkotaan
(municipal waste) sebagai salah satu sumber air baku untuk penyediaan air (Nusa
Idaman Said,2006).
Faktor-faktor berikut dapat menjadi motivasi atau alasan digunakannya
air daur ulang (Suprihatin, 2009, h.5), yatiu (1) Tidak tersedianya cukup sumber
air yang berkualitas tinggi dengan biaya terjangkau; (2) Untuk meminimumkan
biaya infrastruktur, termasuk biaya pengolahan dan biaya pembuangan air limbah;
(3) Untuk mereduksi dan meminimalisasi biaya pembuangan air limbah (baik
yang sudah atau belum diolah) ke lingkungan; (4) Mengurangi air limbah yang
dibuang ke badan air; (5) Untuk mengelola sumber air in-situ; (6) Untuk
memenuhi tuntutan masyarakat, institusi, dan politis.
Salah satu industri yang membutuhkan air dalam prosesnya serta
menghasilkan limbah cair adalah industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap
(PLTU). PLTU adalah suatu industri atau perusahaan yang bergerak di bidang
pemanfaatan uap yang dapat menghasilkan listrik untuk dijual dan didistribusikan
(Lawrance K. Wang, 2004). PLTU sebagai salah satu industri yang menggunakan
bahan bakar berupa minyak atau batu bara, pasti menghasilkan limbah, baiklimbah cair, udara, maupun padat. Hasil limbah cair yang telah diolah biasanya
dibuang ke laut dengan kondisi sesuai baku mutu sehingga aman untuk dibuang.
Contohnya yaitu PLTU Muara Karang sebagai salah satu PLTU tertua di
Indonesia memiliki baku mutu limbah cair yang diatur dalam KEPMENLH
No.64 Tahun 2009 Tentang Izin Pembuangan Air Limbah Ke Laut PT. PJB Unit
Pembangkitan Muara Karang, Kelurahan Pluit, Kecamatan Penjaringan, Jakarta
Utara, Provinsi DKI Jakarta.
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
22/102
3
Universitas Indonesia
PT. PJB Muara Karang sebagai perusahaan yang bergerak di bidang
pembangkitan listrik tenaga uap memiliki instalasi pengolahan air limbah atau
IPAL untuk mengolah limbah cairnya sehingga aman untuk dibuang ke laut. Hal
ini sesuai dengan UU no. 32 tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan
Lingkungan Hidup yaitu wajib bagi orang atau badan usaha untuk mengolah
limbahnya. Namun, kebutuhan air yang cukup tinggi serta menaikkan integritas
perusahan sebagai Green Industry, maka dibutuhkan suatu cara untuk membuat
perusahaan lebih ramah lingkungan, salah satunya dengan mendaur ulang air
limbah. Sesuai kegunaannya, PT.PJB Muara Karang menggunakan daur ulang air
yang mengacu pada kualitas air kelas II PP no.82 Tahun 2001 tentang
Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, dihasilkan rumusan
masalah untuk penelitian ini. Rumusan masalah tersebut adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana hasil data primer dan sekunder dari efluen instalasi pengolahan
air limbah pada PLTU Muara Karang jika dibandingkan dengan baku mutu
PP no. 82 Tahun 2001 kelas II tentang Pengelolaan Kualitas Air dan
Pengendalian Pencemaran Air?
2.
Bagaimana cara pemilihan unit instalasi daur ulang air limbah yang tepat
untuk dimanfaatkan kembali sesuai dengan kualitas air kelas II berdasarkan
PP no. 82 Tahun 2001?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dilaksanakannya penelitian ini yaitu :1. Mengetahui hasil efluen instalasi pengolahan air limbah pada PLTU Muara
Karang berupa nilai dan parameter berdasarkan data primer dan data
sekunder yang tidak memenuhi baku mutu PP no. 82 Tahun 2001 kelas II
pada IPAL PLTU Muara Karang sehingga diperlukan daur ulang.
2. Mengetahui konsep instalasi daur ulang efluen IPAL berupa penentuan unit
daur ulang yang sesuai dengan standar baku mutu air PP No. 82 Tahun 2001
kelas II dengan metode Analytic Hierarchy Process (AHP).
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
23/102
4
Universitas Indonesia
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :
1.
Manfaat teoritis dari penelitian ini adalah memberikan sumbangan
berupa data primer mengenai kualitas air sesuai baku mutu PP no. 82
Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian
Pencemaran Air.
2. Manfaat praktis dari penelitian ini adalah mendapatkan konsep instalasi
daur ulang efluen IPAL PLTU Muara Karang sehingga dapat digunakan
sesuai kebutuhan dan fungsinya.
3. Manfaat akademis yang diperoleh peneliti dari penelitian ini adalah
untuk memenuhi persyaratan guna menyelesaikan pendidikan pada
Program Sarjana Strata Satu Departemen Teknik Sipil, Program Studi
Teknik Lingkungan, Universitas Indonesia
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Dalam melakukan penelitian, terdapat ruang lingkup yang menjadi
batasan-batasannya, yaitu:
1.
Penelitian dilakukan di area Pembangkit Listrik Tenaga Uap Muara
Karang di Pluit, Jakarta Utara.
2.
Pengambilan dan pengujian sampel dari outlet instalasi pengolahan air
limbah PLTU Muara Karang.
3. Analisa sampel yang diuji untuk parameter primer yaitu TDS, BOD,
dan COD.
4. Analisa pemilihan aplikasi daur ulang menggunakan metode
pembobotan Analytical Hierarchy Process (AHP).
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam sistematika penulisan, penulis membagi menjadi lima bab dan
lampiran-lampiran. Adapun pembagian bab-bab tersebut adalah sebagai berikut:
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
24/102
5
Universitas Indonesia
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang pendahuluan, yang meliputi latar belakang,
perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat
penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisikan teori-teori dasar mengenai air limbah, gambaran umum
PLTU, efluen IPAL PLTU, dan pilihan teknologi daur ulang serta teori
yang mendukung peneltian yang diambil secara langsung.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Bab ini menjelaskan tentang cara-cara dalam melakukan penelitian baik
secara eksperimen maupun di lapangan untuk mendapatkan dan
mengolah data.
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas mengenai data-data yang telah didapatkan serta diolah
sehingga dari hasil tersebut dapat ditarik kesimpulan.
BAB 5 PENUTUP
Bab ini berisi mengenai kesimpulan yang penulis dapatkan dari tujuan
penelitian, studi literatur, dan analisis data. Juga terdapat saran dan
masukan mengenai penelitian yang penulis lakukan
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
25/102
6
Universitas Indonesia
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Air Limbah
Berdasarkan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 8
Tahun 2009 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha Dan/Atau Kegiatan
Pembangkit Listrik Tenaga Termal, yang dimaksud dengan air limbah adalah sisa
dari suatu hasil usaha dan/atau kegiatan yang berwujud cair. Usaha dan/atau
kegiatan pembangkit listrik tenaga termal adalah usaha dan/atau kegiatan yang
menggunakan bahan bakar baik padat, cair, dan gas maupun campuran serta
menggunakan uap panas bumi untuk menghasilkan tenaga listrik.
2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
PLTU adalah suatu pembangkit listrik dimana energi listrik dihasilkan
oleh generator yang diputar oleh turbin uap yang memanfaatkan tekanan uap hasil
dari penguapan air yang dipanaskan oleh bahan bakar di dalam boiler. Menurut
Lawrance K.Wang (2004), PLTU adalah suatu industri yang menghasilkan listrik
dari uap serta mendistribusikannya. Listrik yang dihasilkan berasal dari proses
pembakaran dari bahan bakar fosil, seperti batu bara, minyak atau gas.
2.2.1 Prinsip Kerja PLTU
Prinsip kerja dari PLTU adalah dengan menggunakan siklus air-uap-air
yang merupakan suatu sistem tertutup air dari kondesat atau air dari hasil proses
pengondensasian di kondenser dipompa oleh condesat pump ke pemanas tekanan
rendah (low pressure heater ). Disini air dipanasi kemudian air ini dipompa oleh boiler feedwater pump masuk ke economizer. Dari economizer yang selanjutnya
dialirkan ke pipa down comer untuk dipanaskan pada wall tubes oleh boiler. Pada
wall tubes, air dipanasi berbentuk uap air. Uap air ini dikumpulkan kembali pada
steam drum, kemudian dipanaskan lebih lanjut pada super heater. Keluar dari
super heater sudah berubah menjadi uap kering yang mempunyai tekanan dan
temperatur tinggi dan selanjutnya uap ini digunakan untuk menggerakkan sudu-
sudu turbin tekanan tinggi.
6
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
26/102
7
Universitas Indonesia
2.2.2 Komponen dan Proses Produksi PLTU
Kegiatan utama dari Unit Pembangkitan (UP) adalah memproduksi
energi listrik. Energi yang dihasilkan oleh UP Muara Karang rata-rata 5.286 Gwh
per tahun dengan total daya 1.208 MW. Energi tersebut disalurkan melalui
jaringan Transmisi Tegangan Tinggi 150 KV sistem Jawa-Madura-Bali. Menurut
website resmi PT. PJB Muara Karang, UP Muara Karang mempunyai peran
utama dalam memenuhi kebutuhan listrik Ibukota Jakarta, terutama daerah-daerah
penting seperti Istana Presiden, Gedung MPR/DPR, Bandara Soekarno Hatta.
Diagram alir produksi PLTU Muara Karang dapat dilihat pada Gambar 2.1 dan
komponen Pembangkit Listrik Tenaga Uap dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.1 Diagram Alir Produksi PLTU Muara Karang
Sumber : Brosur PLTU Muara Karang Tahun 2012
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
27/102
8
Universitas Indonesia
Gambar 2.2 Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Sumber : Data Diklat PJB Muara Karang Tahun 2012
Berdasarkan Gambar 2.2 diatas keterangan komponen pembangkit listrik
tenaga uap yaitu :
1.
Circulating water pump 14. Smoke stack
2. Desalination evaporator 15. Generator
3. Destilate pump 16. Main transformer
4. Make up water tank 17. Switch yard
5. Demin water tank 18. Transmission line
5. Condenser 19. Economizer
6. Low heater pressure 20. Steam drum
7. Derator 21. Boiler
8. Boiler feed pump 22. Super heater
9.
High pressure heater 23. Steam turbin
10. Burner 24. Burge
11.
Forced draught fan 25. Pumping house
12. Air heater 26. Fuel oil tank
27. Fuel oil heater
2.3 Karakteristik Efluen Limbah PLTU
Pembangunan PLTU dapat menimbulkan dampak positif maupun
negatif. Dampak positif dari pembangunan PLTU antara lain : peningkatan
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
28/102
9
Universitas Indonesia
pendidikan, peningkatan kesejahteraan masyarakat, penyerapan tenaga kerja, dan
sebagainya. Disamping itu, pengoperasian PLTU juga mempunyai dampak negatif
berupa limbah yang berbahaya jika tidak diolah. Karakteristik limbah PLTU
Muara Karang dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Karakteristik Hasil Limbah PLTU Muara Karang
Jenis
Proses Jenis Limbah Cara Pengendalian
Pembakaran
Emisi gas NOxAir staging, fusi staging,
reduksi NH3
Emisi gas SO2 FGD, Scrubber
Emisi SPM ESP, Scrubber wet/dry
Hydrogen
Plant Buangan alkali KOH Netralisasi
Pendinginan
Kondensor Panas Lintasan diperpanjang
Chlorination
Plant Buangan alkali NaOCL Netralisasi
External
Treatment Buangan sisa alkali atau asam Netralisasi
Internal
Treatment
Buangan sisa alkali atau asam
Buangan sisa blowdown ketel Netralisasi
Sewage Buangan domestic Sewage Treatment
Buangan
effluent Leaching heavy metal Demineralizer
Sumber : Modul PUSDIKLAT PLN No. 558201 Tahun 2004
Berdasarkan Tabel 2.1 di atas air limbah yang berasal dari kegiatan
pembangkit listrik tenaga termal berbeda dengan limbah cair domestik. Proses
utama penghasil limbah cair dari kegiatan pembangkit listrik tenaga termal adalah
proses yang menghasilkan air limbah yang bersumber dari proses pencucian
(dengan atau tanpa bahan kimia) dari semua peralatan logam, blowdown cooling
tower, blowdown boiler , laboratorium, dan regenerasi resin water treatment plant .
Kegiatan pendukung adalah kegiatan yang meliputi kegiatan fasilitas air
pendingin, kegiatan fasilitas desalinasi, kegiatan fasilitas stockpile batu bara, dan
kegiatan air buangan dari fasilitas flue gas desulphurization (FGD) sistem sea
scrubber . Limbah lainnya berasal dari kegiatan generating unit lain seperti
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
29/102
10
Universitas Indonesia
pembersihan boiler , air preheater cleaning, cooling tower basin cleaning , dan
pembersihan peralatan kecil lainnya (Wang, 2004). Limpasan hujan juga dapat
menyebabkan tambahan limbah karena dapat membawa debu material dari
gedung, kegiatan konstruksi, dan sebagainya.
Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 64 Tahun
2009 tentang Izin Pembuangan Air Limbah Ke Laut PT. PJB Muara Karang,
sumber air limbah hasil Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yaitu Air
Limbah Pendingin, Air Limbah Desalinasi, Air Limbah Waste Water Treatment
Plant (WWTP), Air Limbah Separator Akhir Saluran Drainase. Batas debit air
limbah PLTU yang diperbolehkan untuk dibuang dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Batas Debit Air Limbah PLTU Yang Diperbolehkan Untuk Dibuang
No. Sumber Air Limbah Debit Maksimum (m3/jam)
1 Air Limbah Pendingin (Bahang) 86880
2 Air Limbah Desalinasi 320
3 Air Limbah WWTP 40
4 Air Limbah Separator Akhir Saluran Drainase 120
Sumber: KEPMENLH No. 64 Tahun 2009 tentang Izin Pembuangan Air Limbah Ke Laut
Berdasarkan Tabel 2.2 di atas Air Limbah Pendingin adalah air limbah
yang berasal dari proses pendinginan kondensor di steam turbin dan langsung
dialirkan ke laut melalui kanal tertutup (tunnel) selanjutnya dialirkan melalui
kanal terbuka menuju laut. Air Limbah Desalinasi adalah air limbah yang berasal
dari air laut yang diolah di desalination plant sebagai air baku untuk proses
operasi PLTU yang sebagiannya dibuang ke laut. Air Limbah Waste Water
Treatment Plant (WWTP) adalah air limbah yang berasal dari kegiatan
Demin/WTP, boiler blowdown, sampling rack , drainase dari lantai turbin,
pembersihan dari air heater, air limbah chemical cleaning boiler , air limbah
domestik, dan laboratorium. Air Limbah Separator Akhir Saluran Drainase adalah
air limbah yang berasal dari saluran-saluran drainase yang terkontaminasi minyak
dari saluran pembuangan dan utilitas.
Menurut Modul PUSDIKLAT PLN No. 558201 Tahun 2004, limbah cair
di PLTU dapat dikelompokkan menjadi 6, yaitu :
1.
Limbah cair dari Water Treatment Plant (WTP) dan Desalination Plant
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
30/102
11
Universitas Indonesia
Limbah hasil sisa regenerasi WTP dapat bersifat asam (pH
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
31/102
12
Universitas Indonesia
Hal ini sangat bergantung pada standar kualitas yang akan diterapkan. Standar
kualitas air merupakan persyaratan kualitas air yang diterapkan oleh suatu negara
atau daerah untuk keperluan perlindungan dan pemanfaatan air pada negara atau
daerah yang bersangkutan. Standar efluen adalah karakteristik kualitas air yang
disyaratkan bagi air limbah yang akan disalurkan ke sumber air dimana dalam
penyusunannya telah mempertimbangkan pengaruh terhadap pemanfaatan sumber
air yang menampungnya. Karakteristik efluen IPAL PLTU Muara Karang dapat
dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Karakteristik Efluen IPAL Bulan Januari-April 2012 PLTU Muara
Karang
Parameter SatuanBaku
Mutu*
Bulan
Jan'12 Feb'12 Mar'12 Apr'12
pH 6 – 9 8.29 8.15 7.46 6.7
TSS mg/L 100 79 78 76 63
Minyak dan Lemak mg/L 10 0.077 0.061 0.084 0.091
Kromium Total (Cr) mg/L 0,5 0.066 0.107 0.021
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
32/102
13
Universitas Indonesia
mengubah proses pengolahan limbah tersebut agar output -nya sesuai dengan baku
mutu.
2.5 Kebutuhan Air dan Neraca Air PLTU Muara KarangKebutuhan air bersih di PLTU Muara Karang seluruhnya dihasilkan oleh
proses pemurnian air laut atau desalinasi. Penggunaan air bersih berupa diagram
neraca air PLTU Muara Karang dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Diagram Neraca Air PLTU Muara Karang
Sumber : Laporan Neraca Air K3L PLTU Muara Karang Tahun 2010
2.5.1 Karakteristik Kualitas Air pada PLTU
Untuk menilai suatu jenis air, terutama ditinjau dari segi kualitasnya,
diperlukan analisa kualitas air. Menurut modul PUSDIKLAT PLN No. 558201
Tahun 2004, beberapa parameter kualitas air yang digunakan pada PLTU yaitu :
a.
Daya hantar listrik (Conductivity)
Daya hantar listrik adalah kemampuan suatu larutan untuk
menghantarkan arus listrik. Larutan yang banyak mengandung garam (elektrolit)
makin mudah menghantarkan arus listrik sehingga nilai hambatan listriknya kecil.
Air Laut
780
m3/hari
HRSG 1
150 m3/hari
(19,23%)
HRSG 2
150 m3/hari
(19,23%)
Boiler 1
150 m3/hari
19 23%
Boiler 2
150m3/hari
(19,23%)
Servis
180 m3/hari
(23,07%)
WWTP
285
m3/hari
Dibuang
ke lautDesalinasi
Uap air
495 m3/hari
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
33/102
14
Universitas Indonesia
Daya hantar listrik adalah kebalikan dari hambatan listrik (1/R) dan memiliki
satuan micro mohs per cm (mhos/cm). Hal ini membuat air untuk pengisi boiler
harus memiliki konduktivitas rendah.
2.
pH
Air limbah dengan konsentrasi ion-hidrogen yang merugikan ion sulit
untuk mengobati dengan cara biologis, dan jika konsentrasi tidak berubah
sebelum dibuang, efluen air limbah dapat mengubah konsentrasi di perairan alami
(Metcalf & Eddy, 2004).Air tawar umumnya mempunyai pH = 7 (netral). Jika
dibawah 7 air bersifat asam, diatas 7 bersifat basi.
3. Turbiditas (kekeruhan)
Kekeruhan disebabkan adanya suspensi zat organik, tanah liat, dan
sebagainya. Kekeruhan air dapat dukur dengan suatu alat Candle Jackson
Turbidity Unit. Kekeruhan dapat diendapkan dengan penambahan tawas atau
FeCl3 dalam proses koagulasi. Jika air yang keruh digunakan sebagai pengisi ketel
dapat menyebabkan terbentuknya lumpur, kerak atau permukaan air berbusa.
4. Kesadahan ( Hardness)
Kesadahan disebabkan adanya garam-garam kalsium dan magnesium.
Selain itu, kesadahan dapat ditumbulkan oleh Fe, Al, asam-asam mineral, asam
organic, dan senyawa logam lainnya. Terdapat dua kesadahan, yaitu kesadahan
sementara (Carbonate Hardness) dan kesadahan tetap ( Non Carbonate
Hardness). Kesadahan air akan menyebabkan terbentuknya kerak pada pipa-pipa
ketel. Kesadahan dapat dihilangkan dengan proses soda atau dengan
demineralizer dan desalination.
5. Silika
Silika terdapat di hampir semua mineral.Dalam air minum, nilai silica berkisar antara 1-100 ppm. Silika dapat terjadi dalam bentuk koloid atau larut
dalam air. Silika dalam bentuk koloid dapat diendapkan dengan cara koagulasi.
Silika yang terlarut dalam air dapat dihilangkan dengan proses pertukaran ion.
6.
Chloride
Khlorida (Cl-) terdapat pada hampir di semua jenis air, memiliki nilai
dari 10 – 100 mg/l. Garam khlorida (NaCl) sangat mudah larut dalam air. Pada air
laut mengandung NaCl diatas 30.000 mg/l. Khlorida dapat menyebabkan korosi
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
34/102
15
Universitas Indonesia
pada pipa dan besi. Penghilangan khlorida dengan proses ion exchange dan
evaporasi atau desalinasi.
7. Solid (padatan)
Padatan merupakan material yang tersuspensi atau terlarut dalam air atau
air limbah. Padatan dapat mempengaruhi kualisan limbah dengan berbagai cara.
Padatan total (total solid ) merupakan sisa bahan yang tersisa setelah penguapan
dan pengeringan sampel selanjutnya dalam oven pada suhu tertentu (103 hingga
105oC). Padatan total pada dasarnya mencakup total padatan tersuspensi (total
suspended solid ), yang merupakan porsi padatan keseluruhan ditahan oleh filter
dan diukur setelah pengeringan pada suhu 105 oC, dan total padatan terlarut (total
dissolved solid ), yang merupakan bagian yang melewati filter berukuran pori 2µm
(atau lebih kecil) dibawah kondisi tertentu. (Standard Method, 1998)
8. Minyak dan Lemak
Yang dimaksud minyak dan lemak (oil and grease) adalah senyawa-
senyawa organik yang dapat diekstrak dari suatu larutan menggunakan heksan
atau CFC. Dengan demikian, penentuan kandungan komponen minyak dan lemak
di dalam air limbah diketahui melalui ekstraksi sampel dengan kedua jenis pelarut
tersebut (Sawyer et al., 1994)
Lemak merupakan senyawa organik yang lebih stabil dan sulit
didekomposisi oleh bakteri. Kandungan minyak dan lemak di dalam suatu air
limbah dapat menimbulkan berbagai masalah baik di saluran maupun di dalam
instalasi pengolahan air limbah itu sendiri. Keberadaannya di dalam air
permukaan dapat mengganggu kehidupan biota serta dapat mengganggu estetika
dengan terbentuknya materi-materi terapung dan lapisan film di atas permukaan
air (Metcalf & Eddy, 2004).9. Dissolve Oxygen (DO)
Oksigen terlarut diperlukan untuk respirasi semua mikroorganisme
aerobik serta bentuk kehidupan aerobik lainnya. Namun, hanya sedikit oksigen
yang terlarut dalam air. Jumlah aktual dari oksigen (dan gas lain) yang dapat hadir
dalam larutan diatur oleh (1) kelarutan gas, (2) tekanan parsial gas di atmosfer, (3)
suhu, dan (4) kemurnian (salinitas, padatan tersuspensi, dll) dari air.
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
35/102
16
Universitas Indonesia
Karena laju reaksi biokimia yang menggunakan oksigen meningkat
dengan meningkatnya suhu, oksigen terlarut-tingkat cenderung lebih kritis dalam
bulan-bulan musim panas. Karena pada bulan-bulan musim panas arus sungai
yang biasanya lebih rendah, dengan demikian jumlah total oksigen yang tersedia
juga lebih rendah. Kehadiran oksigen terlarut dalam air limbah dibutuhkan untuk
mencegah pembentukan bau berbahaya (Metcalf & Eddy, 2004)
10. Biological Oxygen Demand (BOD)
Biological Oxygen Demand (BOD) adalah banyaknya oksigen yang
diperlukan untuk menguraikan benda organic oleh bakteri aerobic melalui proses
biologis (biological oxidation) secara dekomposisi aerobik. Biological Oxygen
Demand (BOD) merupakan suatu analisa empiris yang mencoba mendekati secara
global proses-proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi di dalam air. Angka
BOD menggambarkan jumlah oksigen yang diperlukan oleh bakteri untuk
menguraikan (mengoksidasi) hampir semua senyawa zat organic yang terlarut dan
sebagian zat-zat organic yang tersuspensi di dalam air. Pemeriksaan BOD
dilakukan untuk menentukan beban pencemaran akibat buangan dan untuk
merancang sistem pengolahan biologis bagi air yang tercemar. Prinsip
pemeriksaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organic dengan oksigen di
dalam air, dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri. Sebagai hasil
oksidasi akan terbentuk karbon dioksida, air dan amoniak. Dengan demikian zat
organik yang ada dalam air diukur berdasarkan jumlah oksigen yang dibutuhkan
bakteri untuk mengoksidasi zat organis tersebut. (Alaerts dan Santika, 1987)
Hasil tes BOD digunakan; (1) untuk menentukan perkiraan jumlah
oksigen yang akan dibutuhkan untuk menstabilkan secara biologis bahan organik,
(2) untuk menentukan ukuran fasilitas pengolahan limbah, dan (3) untukmengukur efisiensi dari beberapa proses pengolahan, dan (4) untuk menentukan
kesesuaian dengan izin pembuangan air limbah. (Standard Method, 1998).
11. Chemical Oxygen Demand (COD)
Chemical Oxygen Demand atau kebutuhan oksigen kimiawi adalah
jumlah kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi zat-zat organic.
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organic yang
secara alamiah dapat dioksidasi melaui proses mikrobiologis dan mengakibatkan
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
36/102
17
Universitas Indonesia
berkurangnya kandungan oksigen di dalam air. Hasil pengukuran COD dapat
dipergunakan untuk memperkirakan BOD ultimate atau nilai BOD tidak dapat
ditentukan karena terdapat bahan-bahan beracun.
Chemical Oxygen Demand (COD) merupakan analisis terhadap jumlah
oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada di dalam 1
liter sampel air dengan menggunakan mengoksidasi KcrO sebagai sumber
oksigen. Angka COD yang didapat merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh
organis, dimana secara alami dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologi
yang mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air (Alaerts dan
Santika, 1987).
Reaksi utama menggunakan dikromat sebagai agen pengoksidasi dapat
direpresentasikan secara umum dengan persamaan tidak seimbang berikut:
Material organik (CaH bOc) + Cr 2O7-2 + H+ catalyst heat Cr +3 + CO2 + H2O
Tes COD juga digunakan untuk mengukur bahan organik dalam limbah
industri dan kota yang mengandung senyawa yang beracun bagi kehidupan
biologis. COD limbah adalah, secara umum, lebih tinggi dari BOD karena
senyawa kimia lebih dapat teroksidasi daripada yang bisa teroksidasi secara
biologis. Untuk berbagai jenis limbah, adalah mungkin untuk mengkorelasikan
BOD dengan COD. Ini dapat sangat berguna karena COD dapat ditentukan dalam
tiga jam, dibandingkan dengan lima hari untuk BOD. Setelah korelasi telah
ditetapkan, pengukuran COD dapat digunakan untuk mengontrol instalasi
pengolahan dan operasi. (Standard Method, 1998)
12. Phospat
Fosfor juga penting untuk pertumbuhan alga dan organisme biologis
lainnya. Karena ganggang berbahaya yang terdapat di permukaan air, sehinggaterdapat kebutuhan untuk mengendalikan jumlah senyawa fosfor yang memasuki
perairan permukaan di pembuangan limbah domestik dan industri dan limpasan
alami. Kandungan phosphat yang tinggi menyebabkan suburnya algae dan
organisme lainnya. Phosphat kebanyakan berasal dari bahan pembersih yang
mengandung senyawa phosphat. Dalam industri kegunaan phosphat terdapat pada
ketel uap untuk mencegah kesadahan. Maka pada saat penggantian air ketel,
buangan ketel ini menjadi sumber phosphat.
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
37/102
18
Universitas Indonesia
Pengukuran kandungan phosphat dalam air limbah berfungsi untuk
mencegah tingginya kadar phosphat sehingga tidak merangsang pertumbuhan
tumbuh-tumbuhan dalam air. Sebab pertumbuhan subur akan menghalangi
kelancaran arus air. Pada danau suburnya tumbuh-tumbuhan air akan
mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dan kesuburan tanaman lainnya.
Air limbah kota, misalnya, dapat mengandung 4-15 mg/L fosfor dalam bentuk P.
(Metcalf & Eddy, 2004)
13. Kromium
Di alam terdapat 13 elemen logam berat yang merupakan elemen utama
polusi yang berbahaya, salah satunya adalah logam krom bervalensi VI. Di
Indonesia, logam krom (VI) termasuk dalam kategori limbah Bahan Beracun dan
Berbahaya (limbah B3). Senyawa kromium (VI) termasuk senyawa logam yang
paling banyak digunakan dalam industri karena kemampuan oksidasinya yang
kuat dan menghasilkan warna yang tahan lama. Tetapi jika senyawa kromium
(VI) terbuang ke lingkungan dan masuk ke dalam tubuh makhluk hidup maka
akan menimbulkan efek yang sangat berbahaya karena Cr (VI) bersifat
karsinogenik. Oleh sebab itu limbah cair yang mengandung senyawa kromium
(VI) harus diolah dengan cepat untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.
Cara yang paling tepat dalam menangani limbah cair yang mengandung
logam berat seperti kromium (VI) adalah dengan cara reduksi dan pemulihan /
perolehan kembali. Perolehan kembali kromium dari limbah cair untuk digunakan
kembali dapat memberikan keuntungan yaitu meminimasi kandungan polutan
dalam air limbah, juga mengurangi biaya pembelian bahan kimia. Sedangkan
reduksi kromium dilakukan supaya mengurangi kandungan kromium (VI) dalam
air limbah.Umumnya pengolahan limbah cair yang mengandung bahan berbahaya
seperti logam berat adalah dengan pengolahan secara kimia. Pengolahan ini
termasuk reaksi redoks (reduksi-oksidasi) ataupun dengan proses ion exchanger.
14.
Alkalinitas
Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan asamkuat sampai
suatu nilai pH tertentu, yang dapat dinyatakan dalam meq/L atau mg/L CaCO3
atau mg/L OH- atau mg/L CO3= atau mg/L HCO3
-. Alkalinitas secara umum
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
38/102
19
Universitas Indonesia
menunjukkan konsentrasi basa atau bahan yang mampu menetralisir keasamaan
dalam air. Secara khusus, alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang
menunjukkan kapasitas pem-bufffer-an dari ion bikarbonat, dan sampai tahap
tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam air. Alkalinitas dapat menimbulkan
busa pada uap dan kegetasan pada ketel.
15.
Besi (Fe)
Besi yang teroksida dalam air berwarna kecoklatan dan tidak larut,
menyebabkan penggunaan air menjadi terbatas. Air tidak dapat dipergunakan
untuk keperluan rumah tangga dan industri. Besi dapat berasal dari larutan batu-
batuan yang mengandung senyawa Fe atau Mn seperti pyrit, kematit, mangan dan
lain-lain.
Dalam limbah industri, besi berasal dari korosi pipa-pipa air, material
logam sebagai hasil reaksi elektro kimia yang terjadi pada permukaan. Air yang
mengandung padatan larut mempunyai sifat mengantarkan listrik dan ini
mempercepat terjadinya korosi.
16. Seng (Zn)
Zinc adalah unsur yang sangat essensial dalam hidup manusia, dalam
jumlah kecil tentunya, sebagai bahan bakar enzim untuk produksi darah merah.
Bagi tumbuhan, zinc diperlukan untuk biosintesis dari nucleus acid dan
pembentukan polipeptida. Disisi lain dalam jumlah yang melampaui batas, yaitu
melebihi 3 mg/liter, zinc menjadi zat beracun , ditambah dengan Cadmium
bersama sama dalam air karena efek sinergi dari keduanya. Sumber utama polusi
Zinc adalah operasi penambangan, produksi metal sekunder (pengelasan),
pembakaran batubara, pemakaian ban karet, dan limbah pupuk fosfat. Oleh
karenanya, penghilangan zinc dari air limbah menjadi penting. Beberapa carauntuk menghilangkannya yaitu dengan presipitasi, Koagulasi, kompleksasi,
pertukaran ion, ozonisasi, elektroplating dan elektrodialisis.
17. Tembaga (Cu)
Tembaga dengan nama kimia Cupprum dilambangkan dengan Cu, unsur
logam ini berbentuk kristal dengan warna kemerahan. Dalam tabel periodic
unsure-unsur kimia tembaga menempati posisi dengan nomor atom (NA) 29 dan
mempunyai bobot atom (BA) 63,546. Unsur tambahan di alam ditemukan dalam
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
39/102
20
Universitas Indonesia
bentuk persenyawaan atau dalam senyawa padat dalam bentuk mineral. Dalam
badan perairan laut tembaga dapat ditemukan ion seperti CuCO3, CuOH, dan
sebagainya.
2.5.2 Pengolahan Air Bersih Eksisting
Pengolahan air merupakan bagian dari komponen dalam proses PLTU.
Bagi PLTU, air memegang peranan sangat penting karena air digunakan sebagai
media kerja yang diproses untuk membentuk uap (steam). Selain itu, air juga
digunakan sebagai media pendingin peralatan-peralatan yang digunakan di PLTU
sehingga kualitas air tidak boleh diabaikan.
Air yang disirkulasikan di dalam PLTU harus memenuhi kriteria-kriteria
tertentu. Jika kualitas air diabaikan, maka akan timbul beberapa masalah yang
tidak diinginkan dan akan mengganggu proses produksi listrik. Begitu juga
dengan air limbah, sebelum dibuang harus diolah terlebih dahulu dan proses
pembuangannya juga harus diatur dengan baik agar tidak mencemari lingkungan
di sekitarnya. Berikut bagian-bagian dari pengolahan air bersih dalam PLTU :
1. Desalination Plant
Desalinasi merupakan proses menghilangkan atau mengurangi padatan
terlarut (Total Dessolve Solid /TDS) yang umumnya dalam bentuk garam dari air
(air laut, air payau) sehingga menjadi air tawar (PRTK, 2008). Teknologi
desalinasi yang banyak diterapkan di dunia terbagi menjadi 2 (dua), yaitu
teknologi desalinasi yang menggunakan penguapan/thermal dan teknologi yang
menggunakan membrane yaitu reverse osmosis (RO). Pada dasarnya teknologi
desalinasi berbasiskan thermal terbagi menjadi 3 (tiga) sistem, yaitu Multi Stage
Flash (MSF), Multi Effect Distillation (MED), dan Vacuum Vapour Distillation(VVC)/Distilasi Pemampatan Uap. Prinsip kerja dari teknologi thermal ini adalah
menggunakan prinsip-prinsip penguapan dengan tekanan serta kondensasi untuk
menghasilkan air tawar.
2.
Raw Water Tank
Raw Water Tank adalah tangki untuk menyimpan air hasil desalinasi. Air
tersebut dipompa ke tangki penampung (raw water tank). Sedangkan air laut sisa
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
40/102
21
Universitas Indonesia
dari tingkat kesebelas mengandung kadar garam dengan konsentrasi tinggi
sehingga dibuang dengan menggunakan pompa brine.
3. Demin Plant
Air yang diperoleh dari proses desalination plant yang ditampung dengan
raw water tank belum memenuhi syarat untuk pengisian boiler sehingga perlu
diolah kembali melalui peralatan water treatment . Dari raw water tank , air
dipompa ke water treatment , yaitu Demin Plant yang selanjutnya air tersebut
melalui pre-filter air dan juga diberi mix bed polisher yang terdapat bahan kimia
anion resin yang dapat mengikat ion negatif dan kation resin yang dapat mengikat
ion positif. Ion-ion yang terdapat pada water tank adalah ion positif Na+ dan ion
negatif Cl-. Dengan banyaknya ion yang menempel pada mix bed polisher, maka
kemungkinan besar air menjadi jenuh sehingga mempengaruhi proses
penyaringan. Untuk itu perlu dihilangkan dengan menggunakan hydrolic acid,
cautic sods, dan dibantu panas uap dari boiler. Air yang telah dihilangkan
mineralnya (demineralized water) selanjutnya dipompa ke Destilation Tank.
4. Destilation Tank/Make Up Water Tank
Tangki ini untuk menampung air dari Demin Plant yang telah
dihilangkan mineralnya sehingga memiliki nilai konduktivitas yang rendah. Air di
tangki penambah (make up water tank) ini selanjutnya akan digunakan dalam
proses berikutnya untuk air penambah atau pengisi di boiler.
2.6 Pengelolaan dan Daur Ulang Limbah Cair
2.6.1 Latar Belakang Daur Ulang Air Limbah
Potensi dan ketersediaan air di Indonesia saat ini diperkirakan sebesar
15.000 meter kubik perkapita per tahun atau jauh lebih tinggi dari rata-rata pasokan dunia yang hanya 8.000 m3/kapita/tahun. Pulau Jawa pada tahun 1930
masih mampu memasok 4.700 m3/kapita/tahun. Namun, saat ini total potensinya
sudah tinggal sepertiganya (1500 m3/kapita/tahun). Pada tahun 2020 total
potensinya diperkirakan tinggal 1200 m3/kapita/tahun. Dari potensi alami ini,
yang layak dikelola secara ekonomi hanya 35% atau 400 m3/kapita/tahun. Angka
ini jauh dibawah angka minimum PBB, yaitu sebesar 1.000 m3/kapita/tahun.
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
41/102
22
Universitas Indonesia
Menurut Water Resources Development (1990), tahun 1990 Pulau Jawa
sudah mengalami defisit air, dari kebutuhan 66.336 juta m3 tahun hanya bisa
disediakan 43.952 juta m3/tahun. Joko Pitono (2003) mengkaji bahwa pada musim
kemarau pada tahun 1993, 75% Pulau Jawa sudah mengalami kekeringan akibat
defisit air dan diperkirakan defisit air akan meningkat pada tahun 2000 menjadi
56%. Sedangkan berdasarkan Kementerian Negara Lingkungan Hidup tahun
1997, dalam neraca airnya menyatakan bahwa secara nasional belum terjadi
defisit air, tetapi khusus untuk Jawa dan Bali sudah terjadi defisit tahun 2000 dan
tahun 2015 bertambah dengan wilayah Sulawesi dan NTT.
Melihat kondisi yang dijelaskan diatas, maka perlu adanya solusi
bagaimana mendapatkan alternatif sumber air. Salah satu alternatif yang tersedia
secara luas dan terjangkau secara ekonomis adalah melakukan daur ulang air
limbah. Upaya daur ulang air limbah sebagai sumber alternatif air bersih
didukung oleh beberapa alasan yang rasional sebagai berikut (Metcalf & Eddy,
2007):
1. Air merupakan sumber daya terbatas.
2. Pengetahuan tentang daur ulang air sudah ada dan tinggal
mengembangkannya.
3. Kualitas air daur ulang sesuai untuk aplikasi non-potable.
4.
Untuk mencapai tujuan sumber daya air yang berkelanjutkan, perlu untuk
menggunakan air secara efisien.
5. Produksi air daur ulang membutuhkan energi yang efisien.
6. Air daur ulang mendukung upaya perlindungan lingkungan dengan
mengurangi jumlah efluen air limbah yang dibuang ke badan air.
2.6.2 Bentuk Pemanfaatan Air Hasil Daur Ulang Air Limbah
Air hasil dari daur ulang air limbah dapat digunakan untuk keperluan
utilitas manusia tergantung kualitas air yang dihasilkan, seperti menyiram
tanaman atau irigasi, flushing toilet bahkan air minum. Kualitas air daur ulang
yang dihasilkan ini tergantung dari proses teknologi yang digunakan. Bentuk
pemanfaatan air daur ulang yang umum dilakukan adalah sebagai berikut:
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
42/102
23
Universitas Indonesia
1. Aktivitas Industri
Penggunaan air hasil daur ulang lainnya yang cukup banyak dilakukan
adalah untuk keperluan industri, terutama untuk pendingin, boiler dan kebutuhan
proses industri lainnya. Kebutuhan air untuk kegiatan industri sangat besar,
sehingga pemanfaatan air hasil daur ulang sangat dibutuhkan. Masalah yang
umum terjadi akibat penggunaan air di industri seperti timbulnya kerak ( scale)
korosi, dan kontaminasi..
Pertimbangan dalam penggunaan air daur ulang untuk industri antara
lain:
1. Timbulnya aerosol dari menara pendingin (cooling tower ) yang membawa
mikroorganisme patogen.
2 Keamanan produk manufaktur, air daur ulang dengan kualitas rendah tidak
dapat digunakan dalam kegiatan manufaktur.
Untuk mengetahui panduan dari Environment Protection Agency (EPA)
untuk penggunaan air daur ulang untuk industri, dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Industri
Jenis Daur
Ulang
Jenis
Pengolahan Kualitas Pengawasan Jarak
Menara
pendingin
resirkulasi
- Sekunder
- Disinfeksi
- Koagulasi
dan filtrasi
jika
dibutuhkan
- Tergantung rasio
resirkulasi
- pH = 6 – 9 - BOD ≤ 30 mg/l - TSS ≤ 30 mg/l - Fecal Coli /100mL
≤ 200 - Residu Cl2 ≤ 1
mg/l
- pH – mingguan
- BOD – mingguan
- TSS – harian - Coliform – harian
- Residu Cl2 – terus-
menerus
- 90 m dari
daerah
yang
banyak
diakses
publik
Menara
pendingin Sekunder
- pH = 6 – 9 - BOD ≤ 30 mg/l - TSS ≤ 30 mg/l
- Fecal Coli / 100mL
≤ 200 - Residu Cl2 ≤ 1
mg/l
- pH – mingguan
- BOD – mingguan
- TSS – harian - Coliform –
harian
- 90 m dari
daerah
yang
banyak
diakses
publik
Sumber: Metcalf & Eddy, 2007
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
43/102
24
Universitas Indonesia
2. Pengisian Kembali (Rechange) Air Tanah
Groundwater recharge bertujuan untuk mencegah/memperbaiki
penurunan permukaan air tanah, sehingga amblesan tanah dapat dipulihkan.
Selain itu juga bertujuan uutuk mencegah terjadinya instrusi air laut di zona
pantai. Groundwater recharge dilakukan melalui bak penyebar, atau diinjeksi
secara langsung ke bagian aquifer air tanah. Pertimbangan dalam pengisian air
tanah menggunakan air daur ulang antara lain:
1. Pengkarakteristikan aquifer untuk air minum ( potable) dan non-potable.
2. Pengisian aquifer nonpotable, memastikan bahwa air tidak berpindah ke
bagian aquifer potable.
3.
Pengisian aquifer potable, tingkat pengolahan harus disesuaikan sehingga
aman untuk dikonsumsi.
4. Desain proses pengolahan dan hal-hal yang berkaitan dengan injeksi aquifer
secara langsung.
Untuk mengetahui panduan dari Environment Protection Agency (EPA) untuk
penggunaan air daur ulang untuk pengisian air tanah, dapat dilihat pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Pengisian Air Tanah
Jenis Daur
Ulang
Jenis
Pengolahan Kualitas Pengawasan Jarak
Pengisian air
tanah ke
aquifer
nonpotable
- Sesuai dengan
penggunaan air
tanah
- Sekunder
- Filtrasi
- Disinfeksi
Sesuai
penggunaan air
tanah dan
kondisi lokasi
Tergantung
pengolahan
yang dilakukan
dan penggunaan
air tanah
Pengisian air
tanah ke
aquifer
potable
- Sekunder dan
disinfeksi
- Filtrasi dan
pengolahan
lanjutan
Sesuai dengan
standar air
minum
- pH – harian - Coliform –
harian
- Residu Cl2 -
terus-menerus
150 m dari
sumur
ekstraksi
Sumber: Metcalf & Eddy, 2007
3. Kebutuhan Nonpotable (Keperluan Umum)
Air hasil daur ulang limbah dapat digunakan untuk kebutuhan umum
meliputi air pemadam kebakaran, pendingin mesin (air conditioner/AC ),
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
44/102
25
Universitas Indonesia
pembersih toilet, air konstruksi, dan penyiram saluran sanitasi. Sebagai
pertimbangan ekonomi, penggunaan ini tergantung pada lokasi pengolahan daur
ulang air limbah dan apakah dapat diaplikasikan secara bersamaan dengan
aplikasi air daur ulang lain seperti air untuk penyiraman lahan. Pertimbangan
dalam penggunaan air daur ulang untuk kebutuhan nonpotable:
a.
Identifikasi jalur atau pipa yang membawa air daur ulang.
pengontrolan sambungan yang berpotongan dengan air minum (cross
connection).
Kualitas air daur ulang.
Desain dan konstruksi sistem distribusi.
Untuk mengetahui panduan dari Environment Protection Agency (EPA) untuk
penggunaan air daur ulang untuk kebutuhan nonpotable, dapat dilihat pada Tabel
2.6.
Tabel 2.6 Panduan EPA Daur Ulang Air Limbah untuk Kebutuhan Nonpotable
Jenis Daur
Ulang
Jenis
Pengolahan Kualitas Pengawasan Jarak
Air pencuci
kendaraan, penyiram toilet,
sistem pemadam
kebakaran, air
pendingin
ruangan
- Sekunder
-
Filtrasi - Disinfeksi
- pH = 6-9
-
BOD ≤ 10 mg/l - Kekeruhan ≤ 2 NTU
- Tidak terdapat
Fecal Coli /
100ml
- Residu Cl2 ≤ 1mg/l
- pH –
mingguan - BOD –
mingguan
- Kekeruhan – terus-menerus
- Coliform – harian
- Residu Cl2 – terus-menerus
15 m dari
sumber airminum
Sumber: Metcalf & Eddy, 2007
2.6.3 Daur Ulang di PLTU Muara Karang
PT. Pembangkitan Jawa Bali (PJB) Unit Pembangkit Muara Karang
merupakan industri pemerintah yang bergerak di bidang energi dan kelistrikan.
Industri seperti ini biasanya menghasilkan limbah yang cukup berbahaya jika
tidak diolah. Oleh karena itu, dibutuhkan pengolahan yang baik agar output
limbah yang dihasilkan aman untuk dibuang.
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
45/102
26
Universitas Indonesia
Menurut PP No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan
Pengendalian Pencemaran Air, klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 (empat)
kelas :
1. Kelas satu, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum,
dan atau peruntukan lain yang imempersyaratkan mutu air yang sama dengan
kegunaan tersebut;
2. Kelas dua, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana
rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi
pertanaman, dan atau peruntukkan lain yang mempersyaratkan mutu air yang
sama dengan kegunaan tersebut;
3. Kelas tiga, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan
air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain
yang mempersyaratkan air yang sama dengan kegunaan tersebut;
4. Kelas empat, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi,
pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama
dengan kegunaan tersebut.
Effluent IPAL di PLTU Muara Karang pada kenyataannya langsung
dibuang ke laut setelah dipastikan aman dan sesuai baku mutu. Namun, PLTU
Muara Karang menginginkan untuk mengkonservasi air dengan memanfaatkan
kembali air hasil pengolahan IPAL sehingga dapat menghemat air, biaya, dan
ramah lingkungan.
Kualitas air untuk dimanfaatkan kembali sebagai air servis dan air
cadangan mengacu pada PP no. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air
dan Pengendalian Pencemaran Air, kualitas air yang dibutuhkan sesuai dengan
kualitas air kelas II, yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan ,air untuk
mengairi pertanaman, dan atau peruntukkan lain yang mempersyaratkan mutu air
yang sama dengan kegunaan tersebut. Untuk air servis peruntukannya digunakan
untuk air pencucian, flushing toilet, dan lainnya. Untuk air hidran dan cadangan,
air hasil olahan tersebut dimasukkan ke dalam tangki untuk penyimpanan dan
penyaluran lebih lanjut.
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
46/102
27
Universitas Indonesia
2.7 Teknologi Pengolahan Daur Ulang Air Limbah
Untuk memenuhi standar pengaplikasian air daur ulang, air limbah harus
melalui pengolahan mulai dari pengolahan primer, sekunder, tersier sampai
pengolahan lanjutan jika diperlukan. Pentingnya kualitas air dalam pengolahan
dan pengaplikasian daur ulang air limbah diperlukan teknologi yang berbeda
maupun kombinasi teknologi untuk mencapai tingkat penyisihan konstituen yang
diharapkan. Kebutuhan daur ulang dari efluem IPAL PLTU Muara Karang yaitu
untuk air servis dan air cadangan mensyaratkan kualitas air sesuai dengan baku
mutu air kelas II PP No. 82 Tahun 2001.
Setiap unit pengolahan memiliki fungsi yang berbeda dan mampu
menyisihkan komponen yang berbeda pula. Pemilihan jenis teknologi yang
digunakan perlu memperhatikan faktor-faktor penting berikut (Metcalf & Eddy,
2007):
1.
Jenis pengaplikasian air daur ulang
2. Karakteristik air limbah
3. Target dan persyaratan air daur ulang
4. Konstituen pencemar
5.
Kesesuaian dengan pengolahan existing
6. Fleksibilitas proses
7.
Operasional dan perawatan
8. Energi yang dibutuhkan
9. Persyaratan kimia, seperti penambahan zat kimia
10. Membutuhkan operator atau dilakukan secara otomatis
11. Pertimbangan lingkungan
Menurut Nusa Idaman Said (2006), beberapa unit pengolahan lanjutanyang biasa digunakan pada daur ulang limbah cair yaitu adsorpsi karbon aktif,
proses filtrasi dengan membran, ozonasi, dan klorinasi. Pada penelitian ini,
penulis menggunakan pilihan berupa tiga unit untuk mendaur ulang air yaitu
reverse osmosis, mikrofiltrasi, dan ultrafiltrasi. Unit proses dan operasi dalam
aplikasi daur ulang air limbah dibandingkan dengan jenis konstituen yang
disisihkan dapat dilihat pada Tabel 2.7.
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
47/102
28
Universitas Indonesia
Tabel 2.7 Jenis Unit Operasi dan Proses Pengolahan
Unit operasi dan proses
Konstituen
P a d a t a n t e r s u s p e n s
i
P a d a t a n K o l o i d
M a t e r i o r g a n i k
M a t e r i o r g a n i k t e r l a r u t
N i t r o g e n
F o s f o r
K o n s t i t u e n s i s a
T D S
B a k t e r i
P r o t o z o a
V i r u s
Mikrofiltrasi x x x x x
Ultrafiltrasi x x x x x x
Penyerapan karbon aktif x x
Reverse osmosis x x x x x x x x
Sumber: Metcalf & Eddy, 2007
Berdasarkan Tabel 2.7 di atas, unit mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi memiliki
penyisihan konstituen yang hamper sama. Namun, ultrafiltrasi dapat
menghilangkan virus yang tidak dapat dihilangkan oleh mikrofiltrasi. Unit karbon
aktif dapat menghilangkan konstituen yang berbeda dari mikrofiltrasi dan
ultrafiltrrasi, yaitu materi organik terlarut dan konstituen sisa.
2.7.1 Reverse Osmosis
Teknologi konvensional untuk pengolahan daur ulang dianggap tidak
mampu mereduksi komponen/kontaminan sehingga tidak lagi dipertimbangkan
sebagai pengolahan yang potensial untuk kesehatan masyarakat. Teknologi
penjemihan air yang belakangan ini berkembang pesat adalah teknologi
membran. Ada beberapa jenis membran untuk pengolahan air, yaitu mikrofiltrasi,
ultrafiltrasi, nanofiltrasi, dan reversed osmosis (Metcalf and Eddy, 2007).
Proses reverse osmosis pada prinsipnya adalah kebalikan proses osmosis.
Dengan memberikan tekanan larutan dengan kadar garam tinggi (concentrated
solution) supaya terjadi aliran molekul air yang menuju larutan dengan kadar
garam rendah ( dilute solution ). Pada proses ini molekul garam tidak dapat
menembus membrane semipermeable, sehingga yang terjadi hanyalah aliran
molekul air saja. Melalui proses ini, kita akan mendapatkan air murni yang
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
48/102
29
Universitas Indonesia
dihasilkan dari larutan berkadar garam tinggi. Inilah prinsip dasar reverse
osmosis.
Berdasarkan penjelasan sederhana diatas, dalam proses reverse osmosis
minimal selalu membutuhkan dua komponen yaitu adanya tekanan tinggi ( high
pressure ) dan membrane semi permeable. Itulah alasan kenapa pada mesin
r everse Osmosis modern, membran semi permeable dan pompa tekanan tinggi (
high pressure pump ) menjadi komponen utama yang harus ada. Proses reverse
osmosis dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Proses Reverse Osmosis
Sumber: www.profil.waterindonesia.com
Pada saat proses reverse osmosis molekul air mengalir menembus
membrane semi permeable, akan tetapi pada saat yang bersamaan molekul garam
tertahan di wadah sebelah kiri karena molekul garam tidak mampu melewati
membran semi permeable. Sehingga setelah beberapa waktu, terjadi pengurangan
vlolume air yang ada di wadah sebelah kiri, sementara itu jumlah garam tetap
sama. Hal ini mengakibatkan konsentrasi garam menjadi meningkat tajam.
Peningkatan konsentrasi ini akan terus berlanjut seiring berkurangnya jumlah air.
Peningkatan konsentrasi garam inilah yang akan menjadi penyebab utama
“scaling” di membrane semi permeable. Scaling sendiri merupakan peristiwa
dimana terbentuknya padatan / endapan yang disebabkan pertemuan antara ion
Flow
Pressure
http://www.profil.waterindonesia.com/http://www.profil.waterindonesia.com/http://www.profil.waterindonesia.com/
-
8/9/2019 Daur Ulang Dengan Metode AHP
49/102
30
Universitas Indonesia
positif dan ion negatif. Misalnya ion Calsium yang bereaksi dengan ion karbonat,
akan menghasilkan padatan Calsium Carbonat. Pada saat konsentrasi ion Calsium
dan Carbonate di air masih sangat rendah, kedua ion ini tidak bisa bereaksi
membentuk padatan. Tetapi pada saat konsentrasinya meningkat tajam ( karena
semakin berkurangnya jumlah molekul air ), maka terbentuklah endapan. Endapan
yang terbentuk ini bisa menempel pada permukaan membran dan menjadi
penyebab terjadinya kebuntuan pada membrane. Pada sistem Reverse Osmosis
masalah utama yang sering terjadi adalah kebuntuan membrane (membrane
blocked). Secara umum penyebab terjadinya kebuntuan membrane dapat
dikategorikan menjadi dua, yaitu Scaling dan Fouling. Fouling sendiri terjadi
disebabkan karena adanya beberapa zat tertentu di dalam air yang memiliki
kecenderungan dapat menempel di permukaan membrane. Misalnya zat organik,
zat besi, silika, dan masih banyak lagi.
2.7.2 Mikrofiltrasi
Membran mikrofiltrasi (MF) dapat dibedakan dari membran reverse
osmosis (RO) dan ultrafiltrasi (UF) berdasarkan partikel yang dapat
dipisahkannya. Membran mikrofiltrasi dapat dibuat dari berbagai macam material,
baik organik maupun anorganik. Membran anorganik banyak digunakan karena
ketahanannya pada suhu tinggi dan zat kimia. Membran MF memiliki ukuran pori
antara 0,05-10 μm dan tebal antara 10-150 μm. Untuk karakteristik operasional
membran dapat dilihat pada Tabel 2.8.
Tabel 2.8 Karakteristik Operasional berbagai Membran
Membran
Process
Flux Rate
(L/m2.d)
Tekanan
operasi (kPa)
Konsumsi Energi
(kWh/m3)
Product
recovery(%)
Mikrofiltrasi 405 – 1600 7 – 100 0,4 94 – 98
Ultrafiltrasi 405 – 815 70 – 700 3 70 – 80
Nanofiltrasi 200 – 800 500 – 1000 5,3 80 – 90*