ANALISIS PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

DOMESTIK PDAM TIRTANADI - IPAL CEMARA MEDAN

LAPORAN

Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI

Program Pendidikan Diploma III

oleh

FADJRUL FAHREZA MUHAMMAD IQBAL KOTO

NIM 1305022112 NIM 1405022096

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

JURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang

dengan rahmat dan hidayah-Nya serta pengetahuan, pengalaman, kekuatan dan

kesempatan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas

Akhir yang berjudul “ANALISIS PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

DOMESTIK PDAM TIRTANADI – IPAL CEMARA MEDAN”.

Dalam penulisan laporan ini penulis banyak mendapatkan bantuan dan

bimbingan dari Bapak Drs. Yulfalentino, M.T. selaku dosen pembimbing dalam

penulisan Laporan Tugas Akhir ini. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan

terima kasih atas waktu yang telah diluangkan untuk memberikan dan masukkan

kepada penulis sehingga penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan

dengan baik.

Selanjutnya penulis juga mengucapkan banyak terimakasih kepada:

1. Bapak M. Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan;

2. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik

Negeri Medan;

3. Bapak Sutrisno Rembeng, S.S.T., Sekretaris Jurusan Teknik Sipil;

4. Bapak Sudarto, M.T., Kepala Program Studi Teknik Sipil;

5. Bapak Drs. Yulfalentino, M.T., Dosen Pembimbing Laporan Tugas Akhir;

6. Bapak M Fiza Lubis, ST, Kabag. Pengolahan Instalasi Pengolahan Air

Limbah Cemara Kota Medan;

7. Seluruh Dosen dan Pegawai Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan;

8. Kedua Orangtua tercinta, serta seluruh keluarga yang telah memberikan

banyak bantuan baik berupa moral dan material;

9. Teman-teman Jurusan Teknik Sipil khususnya Kelas SI-VI D;

10. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan sau persatu namanya,penulis

ucapkan terima kasih.

11. Penulis mohon maaf kemungkinan ada kekurangan maupun kesalahan dalam

penyusunan laporan, informasi, gaya bahasa dan lainnya. Untuk itu penulis

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun agar laporan ini bisa

bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca.

12. Akhir kata semoga Allah Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan taufik

dan hidayah-nya kepada kita semua dan Penulis berharap semoga laporan

Tugas Akhir Ini memberikan manfaat bagi kita semua.

Medan, Agustus 2016

Hormat penulis,

FADJRUL FAHREZA MUHAMMAD IQBAL KOTO

NIM 1305022112 NIM 1405022096

ABSTRAK

Permasalahan tentang lingkungan hidup akan terus muncul sebagai akibat

dari kegiatan manusia yang kurang memikirkan dampak dari suatu kegiatan

terhadap lingkungan salah satunya adalah mengenai permasalahan air limbah

domestik. Air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha atau

kegiatan permukiman, rumah makan, perkantoran, perniagaan, apartemen dan

asrama. Beberapa bentuk dari limbah domestik berupa tinja, air seni, limbah

kamar mandi, dan juga sisa kegiatan dapur rumah tangga. Salah satu upaya untuk

mengatasi permasalahan air limbah ini adalah dengan membangun Instalasi

Pengolahan Air Limbah. Laporan Tugas Akhir ini membahas mengenai proses

pengolahan air limbah domestik pada Instalasi Pengolahan Air Limbah Cemara

yang bertujuan untuk mengetahui bagaimana proses pengolahan dan unit-unit

pengolahan air limbah domestik di Instalasi Pengolahan Air Limbah Cemara.

Pengumpulan data dilakukan dengan cara melakukan pengamatan tentang proses-

proses pengolahan air limbah yang dilakukan di Instalasi Pengolahan Air Limbah

Cemara dan melakukan wawancara kepada petugas. Salah satu manfaat dari

penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah mengatahui proses pengolahan air

limbah domestik yang diproses secara terpadu di Instalasi Pengolahan Air Limbah

Cemara. Dari hasil pengamatan diperoleh informasi mengenai unit-unit

pengolahan air limbah dan proses yang dilakukan mulai dari Inlet, Screw Pumps,

Coarse Screen, Fine Screen, Grit Chamber, Grit Collector, Splitter Box, UASB

Reactor, Aerated Pond, Facultative Pond, Sludge Drying Beds dan Gas Holder

Tank. dan air dinyatakan sudah tidak berbahaya dapat dilihat pada lampiran 6

(Laporan Hasil Uji Laboraturium) Juga terdapat unit utama dalam proses

pengolahan air limbah yang dilakukan di Instalasi Pengolahan Air Limbah

Cemara yaitu unit Reaktor (UASB). Perlu dilakukannya sosialisasi kepada

masyarakat tentang pentingnya pengolahan air limbah domestik terhadap

lingkungan dan penambahan sarana dan prasarana air limbah, sehingga akan

menambah pelanggan pengolahan air limbah dengan demikian masyarakat dapat

ikut serta dalam menjaga kelestarian lingkungan.

DAFTAR ISI

Hal

LEMBAR PERSETUJUAN ………………………………………..…….…..… i

LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………....………..ii

KATA PENGANTAR ………………………………………..………………... iii

ABSTRAK …………………………………………......…………………….…. v

DAFTAR ISI …………………………………………...………………...….…. vi

DAFTAR GAMBAR …………………………………………...………...…...... x

DAFTAR TABEL …………………………....……………...……….…….….. xi

DAFTAR LAMPIRAN ………………...……...…………………..………..… xii

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ...........................……..………………………………….. 1

B. Topik Pembahasan …………………………………………..…………... 2

C. Tujuan Pembahasan ………………………..………………………......... 3

D. Manfaat ………………………..……………………………………….... 3

E. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data ………………..………........ 4

1. Teknik Pengumpulan Data …………………….………...……........... 4

2. Teknik Pengolahan Data ………………………………………..….... 4

F. Sistematika Laporan ..................................................................……….… 5

G. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Lapora Tugas Akhir .......... 6

BAB II. GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

A. Sejarah Perusahaan ......................…………………………….…....…….. 7

B. Instalasi Pengolahan Air Limbah Cemara Kota Medan ………….....…… 7

C. Tujuan di Bangunnya IPAL Cemara ...............................………………... 8

D. Struktur Organisasi Pegawai IPA-Limbah Cemara ……………….…….. 8

E. Uraian Tugas ..................……………………….........……………….….. 9

1. Kepala Instalasi ..................................................................................... 9

2. Kabag. Umum dan Personalia ............................................................. 10

3. Kabag. Pengawasan ............................................................................. 11

4. Kabag. Jaringan dan Mechanical Electrical ........................................ 11

5. Kabag. Pengolahan .............................................................................. 12

6. Pegawai Operator ………..........…………………………………...... 13

BAB III. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Limbah ........……………………………………………....... 14

1. Limbah Rumah Tangga (Domestic wastes) ....................................... 14

2. Limbah Industri (industrial wastes) ................................................... 14

3. Limbah rumah sakit (hospital waste) ................................................. 15

4. Limbah perkotaan (municipa wastewater) ......................................... 15

5. Limbah nuklir (nuclear wastes) .......................................................... 15

B. Sumber Air Limbah yang diolah di IPAL PDAM Cemara……….…….. 15

C. Pengertian Air Limbah Domestik atau Limbah Rumah Tangga………... 15

D. Karakteristik Air Limbah …………..……………………………...…... 16

1. Karakteristik Fisika ….........................................……………...…… 16

2. Karakteristik Kimia..............…………………………………...…… 18

3. Karakteristik Bakteriologis .........…..………………………………. 22

E. Pengolahan Air Limbah ……………………………………..………… 24

1. Keuntungan dan Kerugian Sistem Pengolahan ................................. 24

2 Pengolahan Air Limbah Secara Kimia ............................................... 25

a. Proses Netralisasi ........................................................................... 25

b. Proses Koagulasi-Flokulasi ............................................................ 26

c. Optimasi Proses Koagulasi dan Flokulasi ….…………………..... 32

d. Gas Tranfer (injeksi gas kedala air limbah) ……………..………. 34

3. Sistem Pengolahan Air Limbah IPAL Cemara ……………..………...35

4. Proses Pengolahan Air Limbah Domestik di IPAL Cemara ……...…. 38

F. Hasil Pengukuran Parameter Air Limbah Domesyik di IPAL Limbah.... 40

G. Tujuan Instalasi Pengolahan Air Limbah ……………...……………….. 51

H. Manfaat Instalasi Pengolahan Air Limbah ……………………….......….51

I. Dampak Air Limbah Domestik ……...…………………………………. 51

1. Dampak Air Limbah terhadap Kesehatan ………………………...... 51

2. Dampak Air Limbah Terhadap Lingkungan ……………......…….... 55

BAB IV. PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH

A. Bagan Alur Pengolahan Limbah di IPAL CEMARA …………….….… 57

B. Pengaliran Air Limbah dari Pelanggan ……….………………….…….. 58

1. Lubang Pemeriksaan (Manhole) ……………………………..…..… 59

2. Lift Pump Station …………………………………………..…….… 60

C. Tahapan Proses Pengolahan …………………….…………….…...…… 62

1. Pengolahan Pendahuluan (Preliminary Treatment) ….....…….......... 62

2. Pengolahan Primer (Primary Treatment) …………...……………… 64

3. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment) ….......…………….... 65

4. Pengolahan Akhir (Final Treatment) …..….....…………………….. 67

D. Pemeriksaan Kualitas Air Limbah dan Sumur Pantau ………...……….. 69

E. Unit-unit Pengolahan Air Limbah …………………………........……… 70

1. Inlet …………………………………………..….....………………. 70

2. Screw Pumps Unit ………………………...….……...…………….. 71

3. Screen Unit ……………………………...….....…...………………. 71

4. Grit Chamber Unit ……………….......…….…....…………………. 72

5. Spiltter Box ……………………..………...………..……………... 73

6. UASB Reactor Unit …………………...…......……..…………….... 74

7. Gas Holder Tank ………………………………...…..……….……. 75

8. Sludge Drying Beds …………………………...….…………..…… 75

F. Pembuangan Saluran Akhir ……………………….…………...……….. 76

BAB V. PENUTUP

A. Simpulan ……………………………………….…………………... 77

B. Saran …………………………………………………………...…… 78

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur Organisasi IPAL Limbah Cemara ………...………………... 9

Gambar 2. Skema penularan penyakit dari tinja (air limbah) .............................. 54

Gambar 3. Perpipaan Air Limbah ………………………..……………………. 58

Gambar 4. Mobil Flushing ………………………………………………..……. 59

Gambar 5. Lubang Pemeriksaan ………………………………………..……… 60

Gambar 6. Analisis Proses Pengolahan Air Limbah ….…...…………………… 62

Gambar 7. Screw Pumps ……………………………………...……...……..….. 63

Gambar 8. Fine Screen (kiri) dan Bar Screen (Kanan) ………………..……..… 64

Gambar 9. Bangunan Grit Chamber ……………………………...…………….. 65

Gambar 10. Reaktor UASB ……………………………………...……………... 66

Gambar 11. Unit Sludge Drying Beds ………………………………..………... 67

Gambar 12. Lubang Pemeriksaan Pada Inlet ………………..……………….… 70

Gambar 13. Screw Pumps Unit …………………...……………………………. 71

Gambar 14. Saringan Kasar (kiri) dan Saringan Halus (kanan) ……...………… 72

Gambar 15. Grit Chamber Unit ……………………………………...…………. 73

Gambar 16. Splitter Box ……………………………………………..……….... 73

Gambar 17. Reaktor UASB …………….......………………………………...… 74

Gambar 18. Gas Holder Tank ……………………………………………..….... 75

Gambar 19. Unit Sludge Drying Beds ……………………………......………... 76

Gambar 20. Pembuangan Akhir …………………………………...………….... 76

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Bahan kimia yang sring dipergunakan dalam proses koagulasi ............ 27

Tabel 2. Perancangan sedimentasi berdasarkan jenis koagulan ............………... 29

Tabel 3. Jenis Flokulan ……………………………………......…………….…. 30

Tabel 4. Hasil Pengukuran Parameter Air Limbah Domestik di PDAM Tirtanadi

IPAL Cemara bulan Maret 2016 ……………………………….....…. 41

Tabel 5. Hasil Pengukuran Sumur Pantau di PDAM Cemara bulan Maret 2016. 43

Tabel 6. Hasil Pengukuran Uji Coba Pure It oleh PDAM Tirtanadi IPAL Cemara

Bulan Maret 2016 ……………………………………...…….…...….... 48

Tabel 7. Daya Tahan (hari) Beberapa Mikroba Patogen DiDalam Lingkungan .. 55

Tabel 8. Ketinggian dan Debit Air Saluran Pembuangan .................................... 68

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Formulir Persetujuan Penyerahan Laporan Tugas Akhir.

Lampiran 2. Bukti Pembekalan khusus Pelaksanaan Laporan Tugas Akhir.

Lampiran 3. Kartu Bimbingan Mahasiswa

Lampiran 4. Struktur Organisasi Pegawai PDAM Tirtanadi IPAL Cemara dan

Unit IPAL Perapat Bulan Juli 2016

Lampiran 5. Baku Mutu Air Limbah Domestik

Lampiran 6. Laporan Hasil Uji Laboratorium

Lampiran 7. Bangunan Pengolahan Air Limbag

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Suatu lingkungan dapat dikatakan baik jika unsur-unsur yang menyusun

lingkungan hidup dapat terpelihara dengan baik. Namun, kegiatan manusia yang

kurang memikirkan dampak dari suatu kegiatan menyebabkan lingkungan

menjadi tercemar. Pencemaran lingkungan yang terjadi salah satunya mengenai

air limbah. Padahal, air merupakan salah satu unsur yang sangat penting bagi

makhluk hidup.

Air limbah adalah air yang terkontaminasi sehingga memiliki kualitas yang

berbeda dari air yang belum terkontaminasi dalam parameter tertentu dan

berpotensi besar dalam membahayakan kesehatan makhluk hidup. Terjadinya

pencemaran air oleh limbah cair dapat mengakibatkan gangguan lingkungan dan

kesehatan. Limbah cair juga dapat menjadi media penyebab dari berbagai jenis

penyakit terutama korela, tipus, disentri, dan menjadi tempat berkembang biaknya

mikroorganisme panthogen.

Tidak hanya limbah cair industri besar yang dapat menjadi polutan, limbah cair

domestik juga memiliki potensi sebagai pencemar jika tidak dikelola sebagaimana

mestinya dan langsung dibuang begitu saja. “Limbah cair domestika adalah air

bekas yang tidak dapat dipergunakan lagi untuk tujuan semula, baik yang

mengandung kotoran manusia (tinja) atau dari aktifitas dapur, kamar mandi, dan

cuci” (Robert J. Kodoatie, 2008: 196).

Oleh karena itu, sebelum dibuang ke selokan atau badan air lain (sungai,

danau, dan laut) limbah cair industri maupun domestik perlu dikelola dahulu

untuk mengurangi kadar Biochemical Oxygen Demand (BOD), Suspended Solid

(SS), dan Organisme Patogen yang terkandung dalam air limbah tersebut,

sehingga memenuhi baku mutu limbah cair dan tidak menyebabkan pencemaran

terhadap lingkungan. Ketentuan mengenai kualitas air buangan limbah di

Indonesia telah diatur oleh Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 3

Tahun 2010 tentang baku mutu limbah cair.

Kota besar yang padat akan penduduk pengolahan limbah cair domestik

menjadi hal yang sangat penting untuk mewujudkan suatu lingkungan yang bersih

dan sehat, tidak hanya di permukiman umum dalam membangun suatu kompleks

perumahan juga harus direncanakan suatu sistem pengolahan air limbah domestik

yang dihasilkan dari kompleks perumahan tersebut. Pengolahan limbah cair

tersebut dapat dilakukan dengan Sistem Pengolahan Setempat atau dengan Sistem

Pengolahan Terpusat.

Kota Medan sendiri sudah terdapat upaya untuk melakuan pengolahan air

limbah domestik salah satunya adalah dengan dibangunnya Instalasi Pengolahan

Air Limbah Cemara yang merupakan suatu Sistem Pengolahan Terpusat dibawah

naungan PDAM Tirtanadi. Dengan pengolahan tersebut diharapkan dapat

mengurangi pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh air limbah domestik.

Berdasarkan dengan uraian di atas maka penulis membuat laporan Tugas Akhir

dengan judul “ANALISIS PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

DOMESTIK PDAM TIRTANADI - IPAL CEMARA MEDAN”.

B. Topik Pembahasan

Berdasarkan pembahasan masalah yang telah diuraikan di atas maka topik

pembahasan atau permasalahan yang akan dibahas dalam Laporan Tugas Akhir

ini adalah:

1. Bagaimana proses pengolahan air limbah domestik pada Instalasi Pengolahan

Air Limbah Cemara?

2. Unit-unit pengolah apa saja yang ada di Instalasi Pengolahan Air limbah

Cemara?

3. Manfaat apa yang didapat dari proses pengolahan air limbah tersebut?

C. Tujuan Pembahasan

Sesuai dengan topik pembahasan diatas maka tujuan yang ingin dicapai dalam

penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah:

1. Untuk mengetahui bagaimana proses pengolahan air limbah di Instalasi

Pengolahan Air Limbah Cemara;

2. Untuk Mengetahui unit-unit pengolahan air limbah domestik di Instalasi

Pengolahan Air limbah Cemara;

3. Untuk mengetahui manfaat dilakukannya pengolahan air limbah domestik

yang dilakukan pada Instalasi Pengolahan Air Limbah Cemara.

D. Manfaat

Dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini diharapkan memberikan manfaat,

antara lain:

1. Agar dapat mengetahui bagaimana proses pengolahan air limbah domestik

yang diproses secara terpadu di Instalasi Pengolahan Air Limbah Cemara;

2. Mengetahui manfaat pengolahan air limbah domestik terhadap lingkungan;

3. Untuk menambah wawasan penulis tentang pentingnya pengolahan limbah

untuk menjaga kelestarian lingkungan;

4. Sebagai bahan bacaan yang dapat memberikan informasi dan pengetahuan

tentang pengolahan air limbah kepada pembaca yang berminat;

5. Sebagai referensi jika kelak ada yang ingin melakukan kegiatan yang sama.

E. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data

1. Teknik pengumpulan data:

a. Mengadakan studi pendahuluan;

b. Mengadakan studi kepustakaan;

c. Menggunakan alat observasi seperti wawancara dan menggunakan

kamera untuk melakukan dokumentasi;

d. Prosedur pengumpulan data yang penulis lakukan di lapangan adalah

sebagai berikut:

1) Observasi ke lapangan yaitu melakukan pengamatan mengenai

proses-proses pengolahan limbah;

2) Melakukan wawancara kepada petugas tentang proses pengolahan

dan tahapan-tahapan proses pengolahan air limbah;

3) Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing mengenai data

yang telah dikumpulkan apakah sudah lengkap atau belum;

2. Teknik Pengolahan data:

Dalam Tugas Akhir ini penulis akan memaparkan tentang bagaimana proses

pengolahan air limbah domestik mulai dari sumber air limbah yang berasal dari

rumah tangga sampai ke proses pengolahan air limbah hingga memenuhi baku

mutu limbah cair sehingga dapat dialirkan ke badan air lain (sungai, danau dan

laut) dan menjelaskan unit-unit apa saja yang berperan dalam proses pengolahan

air limbah domestik PDAM Tirtanadi – IPAL Cemara Medan serta manfaat dari

dilakukannya pengolahan terhadap air limbah tersebut.

F. Sistematika Laporan

Adapun sistematika laporan Tugas Akhir adalah sebagai berikut:

BAB I Pendahuluan terdiri dari:

Latar belakang pemilihan judul, Topik pembahasan, Tujuan

pembahasan, Manfaat, Teknik pengumpulan dan pengolahan data,

Jadwal persiapan, Pelaksanaan dan penulisan Laporan Tugas Akhir, dan

Sistematika laporan.

BAB II Tinjauan umum mengenai perusahaan terdiri dari:

Sejarah singkat berdirinya IPAL Cemara Instalasi pengolahan air

limbah Cemara kota Medan, Struktur organisasi pegawai IPAL Cemara

kota Medan, Struktur organisasi pegawai IPAL Cemara kota Medan,

Logo perusahaan, Tujuan PDAM Tirtanadi, Visi dan misi PDAM

Tirtanadi.

BAB III Tinjauan kepustakaan terdiri dari:

Definisi air limbah domestik, sumber air limbah, Karakteristik air

limbah, Pengolahan air limbah, Tujuan pengolahan air limbah,

Dampak pencemaran Air limbah, Manfaat pengolahan air limbah,

Permasalahan pengelolaan air limbah, Baku mutu air limbah

domestik.

BAB IV Proses pengolahan air limbah terdiri dari:

Pengaliran air limbah dari pelanggan, Tahapan proses pengolahan,

Unit-unit pengolahan air limbah.

BAB V Penutup:

Berisikan simpulan dan saran mengenai proses pengolahan air limbah

di Instalasi Pengolahan Air Limbah Cemara.

G. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir

No. KEGIATAN BULAN

Mei Juni Juli Agust A Persiapan

1. Memilih jenis TA (PKL, Perencanaan, atau Riset) dan Mengajukan Judul

2. Bimbingan Tahap Awal (Untuk Proposal atau Penetapan Judul dan Topik Bahasan)

3. Mendapatkan Persetujuan Proposal/Judul TA 4. Bimbingan untuk Pelaksanaan TA

B Pelaksanaan 5. Bimbingan untuk Pengumpulan Data 6. Pengumpulan Data 7. Bimbingan untuk Pengolahan Data 8. Pengolahan Data C Pelaporan 9. Bimbingan untuk Penulisan BAB I 10. Penulisan BAB I (Pendahuluan)

11. Bimbingan untuk Penulisan BAB II dan BAB III

12. Penulisan BAB II dan III (Tinjauan Perusahaan dan Tinjauan Kepustakaan)

13. Bimbingan untuk Penulisan BAB IV dan BAB V

14. Penulisan BAB IV ( Hasil Pengumpulan Data dan Pengolahan Data)

15. Penulisan BAB V atau (Pembahasan) 16. Bimbingan untuk Penulisan BAB VI 17. Penulisan BAB VI (Simpulan dan Saran)

18. Bimbingan Tahap Akhir (Penyempurnaan LTA)

19. Penyempurnaan Laporan Tugas Akhir