Abstrak —Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Tarbiyatul Fallah  merupakan  IPAL  domestik  yang  melayani  Pesantren Tarbiyatul  Fallah,  namun  berhenti  beroperasi  sejak  tahun  2014. Agar  manfaat  IPAL  dapat  terus  dirasakan,  dilakukan perancangan  ulang  IPAL  dengan  alternatif Anaerobic  Baffled Reactor (ABR)  dan Anaerobic  Filter (AF).  Alternatif  IPAL anaerobik  yang  keunggulan  dalam  kemudahan  penerapan  dan biaya  operasional  yang  rendah.  Perancangan  ulang  dimulai dengan  mengevaluasi  kinerja  IPAL  yang  sudah  ada.  Hasil evaluasi  digunakan  untuk  mengetahui  permasalahan  IPAL. Kemudian  dilakukan  perencanaan aternatif IPAL dengan proses ABR dan AF. Hasil perencanaan adalah berupa DED, BOQ, dan RAB  pembangunan  dan  operasional.  Berdasarkan  hasil  tersebut kemudian  dibandingkan  kelebihan  dan  kekurangan  dari masing- masing  alternatif  IPAL.  IPAL  Tarbiyatul  Fallah  berhenti beroperasi  disebabkan  oleh  permasalahan  bau  dan  suara  bising dari  proses  aerasi  yang  meresahkan  masyarakat  dan  biaya operasional yang tinggi. Alternatif IPAL pengganti dapat berupa ABR  dengan  dimensi  (15,1  m  x  1,9  m  x  2,3  m)  dan  AF  dengan dimensi  (13,75  m  x  2,4  m  x  2,3  m).  Biaya  pembangunan  untuk ABR  sebesar  Rp152.969.500  dan  AF  sebesar  Rp175.140.500. Sedangkan  biaya  operasional  ABR  sebesar  Rp17.012.400  per tahun  dan  AF  sebesar  Rp21.345.950  per  tahun.  ABR  memiliki keunggulan dalam hal tingkat penyisihan polutan, waktu tinggal, luas  lahan  dan  biaya  pembangunan  dan  operasional  dibanding AF.  Sedangkan  AF  memiliki  keunggulan  dalam  jumlah kompartemen dan kebutuhan beton yang dibanding ABR.
Kata Kunci —IPAL Tarbiyatul Fallah, ABR, AF, Perancangan Ulang.

## I. PENDAHULUAN
ENYEDIAAN  Instalasi  Pengolahan  Air  Limbah  (IPAL) bertujuan  untuk  meningkatkan  kualitas  layanan  sanitasi masyarakat  yang  dilayani  maupun  masyarakat  di sekitarnya.  Keberadaan  IPAL  Tarbiyatul  Fallah  telah  mampu mengatasi  pencemaran  air  tanah  yang  telah  terjadi  selama bertahun-tahun di RT.1 RW.1 Kelurahan Sukorejo Kota Blitar. Namun,  sejak  tahun  2014,  berdasarkan  hasil  pemetaan  IPAL yang dilakukan oleh Bappeda Kota Blitar (2015) [1] , IPAL yang melayani  96  penduduk  ini  telah  berhenti  beroperasi.  Adanya keresahan  masyarakat  akibat  permasalahan  bau  dan  suara bising  dari  operasional  IPAL  menyebabkan  IPAL  berhenti beroperasi.  Biaya  operasional  yang  tinggi  juga  menjadi penyebab  lain  berhenti  beroperasinya  IPAL.  Agar  manfaat
keberadaan  IPAL  dapat  terus  dirasakan,  maka  dilakukan perancangan ulang IPAL.
IPAL  domestik  dikatakan  berfungsi  dengan  baik  apabila efluen  IPAL  telah  memenuhi  baku  mutu.  Baku  mutu  yang berlaku  untuk  limbah  domestik  meliputi  parameter  pencemar organik  sulit  terdegradasi  secara  biologis  (COD),  pencemar organik  mudah  terdegradasi  secara  biologis  (BOD),  padatan tersuspensi  (TSS),  derajat  keasaman  (pH)  dan  minyak  dan lemak.  Baku  mutu  limbah  domestik  untuk  Kota  Blitar mengacu  pada  Peraturan  Gubernur  Jawa  Timur  No.72  Tahun 2013  tentang  Baku  Mutu  Air  Limbah  bagi  Industri  dan/atau Kegiatan Usaha Lainnya.
Perancangan  ulang  dilakukan  untuk  memberikan  alternatif IPAL baru dengan mengevaluasi IPAL yang sudah ada. Aspek yang  akan  dikaji  meliputi  aspek  teknis  dan  finansial.  Aspek teknis  akan  membahas  desain  tiap  alternatif  IPAL  yang  dapat memenuhi  bakumutu  air  limbah  dengan  meminimalkan  luas lahan  yang  diperlukan.  Aspek  finansial  akan  membahas rencana anggaran biaya (RAB) untuk tahap pembangunan dan pengoperasian.  Kemudian  dilakukan  analisis  perbandingan kelebihan  dan  kekurangan  dari  kedua  alternatif  baik  untuk tahap pembangunannya maupun tahap operasinya.
Anaerobic  Baffled  Reactor  (ABR)  dan  Anaerobic  Filter (AF) dipilih sebagai alternatif IPAL pengganti karena memiliki efisiensi  penyisihan  polutan  organik  yang  tinggi.  Selain  itu, ABR dan AF juga cocok digunakan untuk mengolah air limbah domestic (Sasse, 1998) [2] . IPAL dengan proses anaerobik tidak memerlukan  suplai  oksigen  dalam  proses  pengolahannya, sehingga  tidak  memerlukan  aerator  dan  dapat  dibangun tertutup (Qasim, 1985) [3] .

## II. METODE

## A. Persiapan Perencanaan
Mengumpulkan data-data primer dan sekunder. Tujuan dari kegiatan ini adalah mendapatkan data-data yang relevan untuk digunakan  sebagai  kriteria  dan  bahan  pertimbangan  dalam perencanaan.  Sumber  data-data  tersebut  berasal  dari  Instansi Pemerintah Kota Blitar yang membawahi IPAL Domestik dan juga  pustaka-pustaka  yang  menunjang.  Data  primer  yang

## Perancangan Ulang Instalasi Pengolahan Air Limbah Domestik dengan Proses Anaerobic Baffled Reactor dan Anaerobic Filter
Habib P. Adi 1 , Mohammad Razif 2 , Atiek Moesriati 3 1,2,3 Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Raya ITS Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : 1 habibprasetia@yahoo.com, 2 razif@its.ac.id, 3 moesriati@gmail.com
P
didapatkan berupa luas lahan tersedia dan kuantitas air limbah yang diperoleh dengan wawancara dan kuesioner.  Sedangkan data  sekunder  yang  didapatkan  berupa  data  pemakaian  air bersih,  monografi  penduduk  serta  kualitas  dan  kuantitas  air limbah domestik..

## B. Perhitungan Dimensi Unit IPAL
Kegiatan ini bertujuan untuk mengolah data-data yang telah didapatkan  dengan  menggunakan  rumusan-rumusan  yang  ada di  dalam  perancangan  ABR  dan  AF.  Langkah-langkah perhitungan IPAL ini disajikan pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar  1. Bagan Alir Perhitungan Dimensi Anaerobic Baffled Reactor
Gambar  2. Bagan Alir Perhitungan Dimensi Anaerobic Filter

## C. Perencanaan Unit IPAL
Hasil  perhitungan  dimensi  AF  dan  ABR  kemudian  dibuat gambar  secara  detail  atau Detail  Engineering  Design (DED). Kemudian  dihitung  estimasi  biaya  yang  akan  dianggarkan untuk  tahap  pembangunan  dan  operasional  &  perawatan  dari DED yang telah digambar.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisis Hasil Survei
Survei  dilakukan  dengan  metode random sampling.  Survei dilakukan  untuk  mendapatkan  debit  air  bersih  dan  faktor penggunaan  air  bersih.  Faktor  pengggunaan  digunakan  untuk menentukan  faktor  puncak  (f peak )  yang  merupakan  nilai tertinggi dari faktor penggunaan, yakni sebesar 2,9. Perolehan faktor penggunaan disajikan pada Gambar 3.
Perhitungan  kebutuhan  air bersih dilakukan dengan 2 (dua) cara,  pertama  berdasarkan  frekuensi  pemompaan,  kedua berdasarkan selisih debit masuk dan keluar elevated reservoir . Diperoleh debit air bersih terbesar adalah 22,98 m 3 /hari.
Gambar  3. Faktor Penggunaan Air Bersih tiap Jam

## B. Debit dan Karakteristik Air Limbah
Perhitungan debit air limbah dilakukan dengan 2 (dua) cara, pertama dengan meng-asumsikan 80% debit air bersih menjadi air  limbah,  kedua  dengan  menghitung  produksi  air  limbah berdasarkan jenis dan frekuensi kegiatan (Tabel 1). Diperoleh debit  air  limbah  dengan  cara  pertama  sebesar  18,38  m 3 /hari dan cara kedua sebesar 21,67 m 3 /hari. Dipilih debit air limbah terbesar untuk perencanaan ini.
Tabel 1. Debit Air Limbah Berdasarkan Jenis dan Frekuensi Kegiatan
Kegiatan Kebutuhan Air bersih (L/hari) Frek. Harian Produksi Debit Air Limbah (L/O.H) Debit Air Limbah (m 3 /hari) Mandi 45,53 2,1 95,61 9,18 Mencuci 86,66 0,34 29,71 2,85 Memasak 14,44 0,4 5,78 0,55 BAB 38,62 1,1 42,5 4,08 BAK 20,1 2,6 52,25 5,02 Jumlah 21,67
Karakteristik  air  limbah  dihitung  berdasarkan  beban pencemar  limbah  domestik  perkapita  di  Indonesia,  dimana beban  pencemar  limbah  domestik  untuk  BOD  dan  COD masing-masing  sebesar  25  gr/kap.hari  dan  57  gr/kap.hari (Salim,  2002) [4] .  Sedangkan  karakteristik  TSS  dihitung berdasarkan  rasio  TSS/COD  sebesar  0,42  (Sasse,  2009). Diperoleh  konsentrasi  pencemar  air  limbah  untuk  parameter COD,  BOD,  dan  TSS  masing-masing  adalah  sebesar  252,44 mg/L;  110,72mg/L  dan  106,03  mg/L.  Berdasarkan  Peraturan Gubernur  Jawa  Timur No.72 Tahun 2013 tentang  Baku Mutu untuk  Air  Limbah  Domestik  maka  masing-masing  parameter tersebut  belum  memenuhi  bakumutu,  sehingga  perlu pengolahan untuk memenuhi baku mutu yang berlaku .

## C. Evaluasi IPAL Eksisting
Evaluasi  dilakukan  pada  2  (dua)  parameter,  yakni  kinerja IPAL  dan  kondisi  fisik  IPAL.  Evaluasi  kinerja  IPAL  dinilai dengan  menghitung  kemampuan  penyisihan  pencemar  oleh IPAL  eksisting  (Gambar  4).  Unit  tangki  septik  merupakan satu-satunya  unit  dari  IPAL  eksisitng  yang  masih  beroperasi, Unit  tangki  septik  berdimensi  2,5m  x  3m  x  4m  untuk kompartemen pertama dan  4m x 3m x 2m untuk kompartemen kedua.  Hasil  evaluasi  menujukkan  bahwa  unit  tangki septikmemenuhi  kriteria  desain  sebagai  septik  tank.    Waktu tinggal  hidrolik  (HRT)  unit  septik  tank  adalah    51,02    jam. Efisiensi  penyisihan  polutan  oleh  tangki  septik  untuk parameter COD, BOD, dan TSS adalah masing-masing sebesar
39%,  41%,  dan  16%.  Sehingga  effluen  IPAL  eksisting  tidak memenuhi  baku  mutu  yang  berlaku.  Pengolahan  secara anaerob telah berlangsung pada unit tangki septik dengan HRT lebih  dari  24  jam  (Sasse,  2009) [4] .    Pengolahan  anaerob diketahui  akan  menghasilkan  gas  metana  dan  gas  hidrogen sulfida  yang  dapat  menimbulkan  bau  tidak  sedap  (Mara, 2004) [5] .    Gas  metana  yang  terbentuk  adalah  sebesar  530 liter/hari  (Gambar  4).  Pemanfaatan  unit  tangki  septik  untuk alternatif  IPAL  baru  tidak  dapat  dilakukan  karena  HRT  tidak memenuhi kriteria desain.
Gambar  4. Kesetimbangan Massa ( Mass Balance ) IPAL Tarbiyatul Fallah
Evaluasi kondisi fisik dinilai berdasarkan kesesuaian ukuran bangunan dengan DED dan kondisi fisik bangunan. Unit IPAL eksisting merupakan IPAL proses aerobik yang terdiri dari unit tangki  septik  sebagai settler ,  aerasi,  clarifier,  biofilter,  dan kolam  indikator.  Unit  aerasi  menggunakan  aerator  mekanik, penggunaan  aerator  mekanik  inilah  yang  menyebabkan  suara bisisng  ketika  beroperasi.  Kondisi  fisik  bangunan  masih  baik namun tidak terawat, sehingga terdapat genangan air.

## D. Alternatif Bangunan Pengolah Air Limbah
Perancangan  ulang  ini  memebandingkan  2  (dua)  alternatif pengolahan  yang  ditampilkan  pada  Gambar  5  dan  Gambar  6. Warna  box  putih  pada  gambar  tersebut  menunjukkan  sumber air  limbah.  Warna  ungu  menunjukkan  unit  sudah  terbangun dan  masih  dapat  digunakan.  Warna  coklat  menunjukkan  unit baru yang akan direncanakan.
Gambar  5. Bagan Alir Alternatif IPAL 1.
Gambar  6. Bagan Alir Alternatif IPAL 2.

## E. Hasil Perhitungan Dimensi dan Gambar DED
Perhitungan  dimensi  IPAL  digunakan  sebagai  dasar  untuk menggambar Detail  Engineering  Design (DED)  IPAL. Perhitungan  dimensi  IPAL  memperhatikan  kriteria-kriteria perencanaan yang didapatkan dari studi pustaka.
Anaerobic Baffled Reactor (ABR)
Unit  pengolahan  biologis  pada  alternatif  1  adalah  ABR. ABR  merupakan  jenis reaktor anaerob laju tinggi yang terdiri dari  beberapa  kompartemen  bervolume  sama.  Antar  tiap kompartemen  ABR  dipisahkan  oleh hanging dan standing baffle secara  selang-seling  yang  berfungsi  memaksa  cairan mengalir  ke  atas  dan  ke  bawah  pada  tiap  kompartemen  untuk meningkatkan  kontak  antara  air  limbah  dan  mikroorganisme dalam  selimut  lumpur pada tiap dasar kompartemen (Hudson, 2010) [6] . Hasil perhitungan didapat dimensi ABR yaitu sebesar (3,5m  x  1,5m  x  2m)  untuk  bagian  bak  pengendap  dan  (1m  x 1,5m  x 2m) untuk tiap kompartemen dengan jumlah kompar- temen sebanyak 7 buah. HRT efektif ABR adalah 29,03 jam.
Kesetimbangan  massa  ( mass  balance )  pada  unit  ABR ditampilkan  pada  Gambar  9.  Diketahui  bahwa  dari  Gambar  9 efisiensi  penyisihan  polutan  pada  unit  ABR  untuk  parameter COD,  BOD  dan  TSS  masing-masing  adalah  86%,  92%  dan 36%. Seluruh parameter effluen memenuhi baku mutu.
Gambar  7. Denah Anaerobic Baffled Reactor (ABR)
Gambar  8. Potongan Melintang (A-A) Anaerobic Baffled Reactor (ABR)
Gambar  9. Kesetimbangan Massa ( Mass Balance ) IPAL Alternatif 1
Anaerobic Filter (AF)
Unit  pengolahan  biologis  pada  alternatif  2  adalah  AF.  AF merupakan  sebuah  reaktor  anaerob,  dimana  air  limbah mengalir  melewati  mikroorganisme  di  dalam  reaktor  yang dibedakan  menjadi  tiga  jenis  yakni:  (1)  lapisan  biofilm  tipis yang menempel pada permukaan media filter, (2) mikroorganisme  yang  tersebar  pada  celah  media  filter  dan (3)  Flok-flok  atau  gumpalan  di  dasar  kompartemen,  yang berada  di  bawah  media  filter  (von  Sperling,  2005) [7] .  Hasil perhitungan didapat dimensi AF yaitu sebesar (3,5 m x 2 m x 2 m) untuk bagian bak pengendap dan (2 m x 2 m x 2 m) untuk tiap  kompartemen  dengan  jumlah  kopartemen  sebanyak  4 buah.  Media  filter  yang  digunakan  adalah  media  filter  sarang tawon dengan voids sebesar 98% dan luas spesifik permukaan media filter sebesar 200 m 2 /m 3 (Said, 2007) [8] . HRT efektif AF adalah 34,46 jam.
Kesetimbangan  massa  ( mass  balance )  pada  unit  AF ditampilkan  pada  Gambar  12.  Diketahui  bahwa  dari  Gambar 12  efisiensi penyisihan polutan pada unit AF untuk parameter COD,  BOD  dan  TSS  masing-masing  adalah  80%,  87%  dan 34%. Seluruh parameter effluen memenuhi baku mutu.
Gambar  12. Kesetimbangan Massa ( Mass Balance ) IPAL Alternatif 2

## F. Hasil Perhitungan RAB Alternatif IPAL
Rencana anggaran biaya (RAB) digunakan untuk menentukan jumlah investasi yang diperlukan  untuk pembangunan dan operasional IPAL. RAB dihitung berdasarkan  volume  pekerjaan  dan  Harga  Satuan  Pokok Kegiatan  (HSPK)  Kota  Blitar  2016  dikalikan  volume pekerjaan.  Hasil  perhitungan  RAB  ini  akan  dijadikan  sebagai dasar  untuk  pemilihan  alternatif  IPAL  yang  lebih  baik  dalam aspek finansial.
Tabel 2.

## RAB Pembangunan AF
No Uraian Pekerjaan Jumlah Harga 1. Pekerjaan Persiapan Rp9.890.442 2. Pekerjaan Beton dan Pasangan Rp110.103.262 3. Pekerjaan Pengadaan dan Pemasangan Perpipaan dan Asesoris Rp2.483.200 4. Pekerjaan Pengadaan dan Pemasangan Perlengkapan Lainnya Rp52.107.637 5. Pekerjaan Finishing Rp555.901 Total Rp175.140.500
Gambar  10. Denah Anaerobic Filter (AF)
Gambar  11. Denah Anaerobic Filter (AF)
Tabel 3. RAB Operasional dan Perawatan AF No Uraian Pekerjaan Biaya/ Tahun 1. Upah Operator Rp16.776.000 2. Biostarter Startup Rp41.250 3. Pengurasan Rp.200.000 4. Penggantian Media Filter Rp4.328.700 Total Rp21.345.950 Tabel 4. RAB Pembangunan ABR No Uraian Pekerjaan Jumlah Harga 1. Pekerjaan Persiapan Rp9.890.442 2. Pekerjaan Beton dan Pasangan Rp110.103.262 3. Pekerjaan Pengadaan dan Pemasangan Perpipaan dan Asesoris Rp2.483.200 4. Pekerjaan Finishing Rp555.901 Total Rp175.140.500 Tabel 5. RAB Operasional dan Perawatan ABR No Uraian Pekerjaan Biaya/ Tahun 1. Upah Operator Rp16.776.000 2. Biostarter Startup Rp36.400 3. Pengurasan Rp200.000 Total Rp17.012.400
Diketahui  dari  Tabel  2  dan  Tabel  3  bahwa  RAB pembangunan  untuk  alternatif  1  senilai  Rp152.969.500  lebih rendah dari alternatif 2 senilai Rp175.140.500. Sejalan dengan RAB Operasional, yang mana berdasarkan Tabel 4 dan Tabel 5  diketahui  bahwa  RAB  operasional  untuk  alternatif  1  senilai Rp17.012.400/tahun  lebih  rendah  dari  alternatif  2  senilai Rp21.345.950/tahun.

## G. Hasil Perbandingan Alternatif IPAL
Telah  dilakukan  pembahasan  aspek  teknis  dan  aspek finansial  untuk  setiap  alternatif  IPAL.  Berdasarkan  kedua aspek  tersebut,  dapat  dilakukan  perbandingan  kelebihan  dan kekurangan alternatif IPAL sebagai berikut:
1) Alternatif 1 memiliki unggul dalam hal penyisihan polutan yang  lebih  tinggi,  luas  lahan  yang  lebih  kecil,  waktu tinggal yang lebih singkat, biaya pembangunan yang lebih rendah dan biaya operasional yang lebih rendah..
2) Alternatif  2  unggul  dalam  hal  jumlah  kompartemen  yang lebih sedikit dan kebutuhan beton yang lebih sedikit.

## IV. KESIMPULAN
Alternatif  1  dengan  teknologi  ABR  memiliki  keunggulan lebih  banyak  dibandingkan  alternatif  2.  ABR  unggul  dalam aspek  teknis  dengan  efisiensi  penyisihan  polutan  yang  lebih baik.  ABR  juga  unggul  dalam  aspek  finansial  dengan  biaya pembangunan  dan  operasional  dan  perawatan  yang  lebih
rendah.  Sehingga,  ABR  lebih  layak  dipilih  sebagai  alternatif pengganti IPAL Tarbiyatul Fallah.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dinas Lingkungan  Hidup  Kota  Blitar  dan  Dinas  Pekerjaan  Umum dan  Perumahan  Rakyat  Kota  Blitar  yang  telah  bersedia memberikan data-data mengenai IPAL Tarbiyatul Fallah.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bappeda  Kota  Blitar.  2015. Pemetaan    IPAL  (Instalasi  Pengolahan Air  Limbah)  Komunal  Kota  Blitar  Tahun  2015 .  Pemerintah  Kota Blitar.
[2] Sasse.  1998. DEWATS:  Decentralized  Wastewater  Treatment  in Developing Countries . Bremen: BORDA.
[3] Qasim,  S.R.  1985. Wastewater  Treatment  Plants:  Planning,  Design and Operation, Second Edition . New York: CRC Press.
[4] Sasse.  2009. Decentralised  Wastewater  Treatment  Systems (DEWATS)  and  Sanitation  in  Developing  Countries  -  Practical Guide . Bremen: BORDA
[5] Mara, Duncan. 2004. Domestic Wastewater Treatment in Developing Countries . London: Earthscan.
[6] Hudson,  Kerri.  2010.  “Operational  Performance  of  the  Anaerobic Baffled  Reactor  Used  to  Treat  Wastewater  from  a  Peri  Urban Community”. Research  for  Master  of  Science  University  of  the Witwatersrand Johannesburg – South Africa .
[7] von  Sperling,  Marcos.  2005. Biological  wastewater  Treatment  in Warm Climate Regions, Vol.one . London: IWA Publishing.
[8] Said, Nusa I. 2015. Proses Biologi . Tersedia di:
http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/Buku99LimbahCairIndustri/013 biologi.pdf>. Diakses pada tanggal 5-1-2016 Pukul 12.00 WIB.