Abstrak—Industri kertas merupakan industri yang menghasilkan  limbah  cair  dalam  jumlah  besar.  Selain  itu kandungan parameter pencemar dalam proses pewarnaan kertas sangat  tinggi.  Berdasarkan  PerGub  Jatim  no.  72  tahun  2013 terdapat 5 parameter baku mutu air limbah yang harus dipenuhi sebelum  dibuang  ke  badan  air.  Adapun  parameter  yang  perlu diolah  adalah  pH,  COD,  BOD,  TSS,dan  Pb.  Pada  perancangan digunakan  data  primer  berupa  data  debit  dan  karakteristik limbah  yang  diambil  dari  industri  kertas  halus  PT.X  Sidoarjo. Limbah  yang  diolah  berasal  dari  proses  pewarnaan  kertas. Karakteristik  limbah  yang  diolah  memiliki  nilai  TSS41000  mg/l, COD  45384  mg/l,  BOD 8300 mg/l, Pb 0,56 mg/l dan pH 7,7.Unit IPAL  yang  direncanakan  terdiri  atas  prasedimentasi,  bak ekualisasi,  bak  pengaduk  cepat,  bak  pengaduk  lambat, sedimentasi  2,  dan  ABR-ABF.  Perhitungan  BOQ  dan  RAB menggunakan  HSPK  Kota  Surabaya  2015  dan  didapat  angka sebesar Rp217.650.760 untuk pembangunan seluruh unit IPAL.
Kata Kunci—ABR, ABF ,desain IPAL, industri kertas, limbah cair

## I. PENDAHULUAN
INDUSTRI  kertas  merupakan  kegiatan  yang  dapat menimbulkan  dampak  besar  terhadap  kualitas  sumber  daya alam.  Dalam  proses  produksinya  air  merupakan  komponen yang  memegang  peranan  penting  karena  setiap  tahapan  serta proses dalam produksi kertas menggunakan air[1]. Banyaknya jumlah  air  yang  digunakan  juga  berdampak  pada  produksi limbah  cair  yang  dihasilkan.  Limbah  cair  yang  tidak  terolah dapat  menyebakan  pencemaran  baik  pada  badan  air  maupun tanah  sehingga  diperlukan  proses  pengolahan  pada  limbah tersebut.
Pengolahan  limbah  cair  dapat  dilakukan  secara  fisik-kimia maupun  secara  biologis.  Secara  fisik-kimia  teknologi  atau alternatif  pengolahan  yang  digunakan  diantaranya  adalah proses  sedimentasi,  koagulasi-flokulasi,  oksidasi  kimia  dll[2]. Secara  proses  biologi  adapun  alternatif  yang  dapat  digunakan dapat  berupa  degradasi  menggunakan  bakteri  dengan  proses aerob  maupun  anaerobik.  Pemilihan  unit  pengolahan  tersebut perlu menyesuaikan karakteristik limbah yang dihasilkan.

## II. METODE PERENCANAAN

## A. Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  dilakukan  untuk  mengumpulkan  data
yang  diperlukan  dalam    perencaaan  IPAL.  Data  yang dikumpulkan terdiri atas data primer dan data sekunder. Data- data yang diperlukan meliputi:
1) Data Primer
 Karakteristik air limbah
 Debit air limbah per hari
2) Data Sekunder
 Gambaran umum perusahaan yang didapat dari profil perusahaan
 Baku mutu pengolahan aor limbah untuk kegiata/usaha industri kertasyang diperoleh dari PerGub Jatim no. 72 Tahun 2013 [3]  Harga Satuan Pokok Kerja (HSPK) Kota Surabaya tahun 2015 [4]

## B. Pengolahan dan Analisis Data
Pengolahan data meliputi perhitungan debit, penetapan baku mutu effluent air  limbah  sesuai  PerGub  Jatim  No.  72  tahun 2013[3],  penentuan  unit  pengolahan,  perhitungan  unit  IPAL, penggambaran DED ( Detail Engineering Design ), perhitungan BOQ  ( Bill  of  Quantity )  dan  RAB  (Rencana  Anggaran  Biaya) [4].

## C. Hasil dan Pembahasan
Data  yang  telah  dianalisis  selanjutnya  diolah  dilakukan pembahasan  terhadap  hasil  dari  perhitungan  unit  bangunan yang didesain. Selain itu dilakukan pembahasan terhadap nilai BOQ dan RAB yang telah diperoleh.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Debit Limbah Industri Kertas Halus PT.X
Debit  pengolahan  yang  digunakan  dalam  desain  adalah  10 m 3 /hari.  Adapun  debit  peak  yang  digunakan  adalah  0,24 l/detik.  Debit  limbah  cair  yang  diolah  berasal  dari  kegiatan pewarnaan kertas.

## B. Karakteristik Limbah Cair Industri Kertas Halus
Limbah  yang  disampling  berasal  dari  kegiatan  pewarnaan kertas.  Limbah  tersebut  meiliki  karakteristik  kandungan padatan  yang  tinggi  serta  warna  yang  pekat.  Karakteristik limbah disajikan pada Tabel 1.

## Perancangan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Industri Kertas Halus
Mohammad Rosidi dan Mohammad Razif
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : razif@its.ac.id
I
Berdasarkan  hasil  analisa  laboratorium,  parameter  yang masih  belum  memenuhi  baku  mutu  adalah  TSS,  BOD,  COD, dan  Timbal.  Sehingga  IPAL  didesain  untuk  menurunkan parameter yang tidak memenuhi baku mutu tersebut.
Nilai  rasio  BOD/COD  dari  karakteristik  air  limbah menunjukkan  nilai  <0,3  sehingga  perlu  pengolahan  secara fisik-kimia.  Pengolahan  biologis  dapat  dilakukan  setelah  nilai BOD/COD  dari  air  limbah  >0,3  atau  tidak  toksik  bagi mikroorganisme.

## C. Perhitungan Detail Unit IPAL
Unit  IPAL  yang  didesain  meliputi  pengolahan  secara  fisik- kimia  serta  proses  biologis.  Perhitungan  tiap  unit  pengolahan mengacu  pada  kriteria  desain  yang  diambil  dari  literatur[5]. Layout IPAL yang didesain disajikan pada Gambar 1.

## 1) Prasedimentasi
Prasedimentasi  berfungsi  untuk  menurunkan  padatan tersuspensi  yang  terdapat  pada  air  limbah  sebelum  masuk  ke bak  ekualisasi.  Bangunan  prasedimentasi  direncanakan berbentuk rectangular .
Pada desain bak prasedimentasi perlu didesain 4 zona secara terpisah. Potongan prasedimentasi disajikan pada Gambar 2.  Dimensi Zona Pengendapan Panjang      = 2 m Lebar      = 1 m Kedalaman  = 1 m  Dimensi Zona Inlet Pada  zona  inlet  didesain  pintu  air  dengan  dimensi  sebagai berikut:
Lebar    = 0,3 m Tinggi    = 0,4 m  Dimensi Zona Lumpur Jumlah Kompartemen  = 2 buah Luas permukaan      = 1 m 2 Luas dasar         = 0,01 m 2
Kedalaman          = 0,3 m  Dimensi Zona Outlet Jumlah gutter    = 1 buah Panjang gutter    = 1 m Lebar gutter      = 0,05 m Kedalaman      = 0,15 m
2) Bak Ekualisasi
Bak  ekualisasi  berfungsi  untuk  meratakan  aliran  dan  beban
air  limbah  sebelum  masuk  ke  pengolahan  fisik-kimia  dan biologis.  Bak  ekualisasi  juga  berfungsi  sebagai  bak penampung agar aliran air limbah pada unit selanjutnya dapat berlangsung secara kontinyu. Dimensi Bak Ekualiasi Panjang   = 2 m Lebar      = 1 m Kedalaman  = 1 m Pompa  yang  digunakan  untuk  mengalirkan  air  limbah  dari bak  ekualisasi  ke  unit  selanjutnya  adalah  pompa submersible non  clogging .  Potongan  memanjang  bak  ekualisasi  disajikan
pada Gambar 3.
3) Bak Pengaduk  Cepat-Pengaduk Lambat-Sedimentasi
Bangunan  pengadukan  cepat-pengadukan  lambat  dan sedimentasi didesain menjadi satu kesatuan untuk mempermudah  perawatan.  Bangunan  pengadukan  cepat- pengadukan  lambat  berfungsi  untuk  mendispersikan  koagulan
Tabel 1.
Karakteristik Limbah Cair Industri Kertas Halus
No. Parameter Satuan Baku Mutu Air Limbah* Hasil Analisa 1 pH - 6 - 9 7,7 2 TSS mg/L 70 41000 3 COD mg/L O 2 150 45384 4 BOD mg/L O 2 70 8300 5 Timbal mg/L Pb 0,1 0,56
*Sumber: PerGub Jatim No. 72 Tahun 2013.
Gambar. 1.  Layout IPAL rencana tanpa skala
Gambar. 2.  Potongan memanjang prasedimentasi tanpa skala
Gambar. 3.  Potongan memanjang bak ekualisasi tanpa skala
(koagulasi)  dan  membentuk  flok  (flokulasi)  agar  dapat diendapkan di bak sedimentasi.
Pada proses koagulasi-flokulasi digunakan 2 jenis koagulan yaitu PAC ( Poly Aluminium Chloride ) dan MgO (Magnesium Oksida).  PAC  dipilih  karena  dapat  bekerja  pada  pH  yang tinggi  dan  harga  relatif  murah.  MgO  selain  berfungsi  sebagai koagulan  juga  berfungsi  menaikkan  pH  larutan  sehingga memungkinkan  terjadinya  presipitasi  logam  timbal  dalam  air limbah. Dosis koagulan yang digunakan untuk PAC dan MgO secara berturut-turut adalah 250 mg/l dan 35 mg/l.
Proses  koagulasi  didesain  menggunakan  terjunan.  Terjunan dalam  proses  koagulasi  digunakan  karena  mudah  dalam perawatan.
 Dimensi Pengaduk Cepat Gradien kecepatan              = 600 /detik Waktu detensi                = 30 detik Tinggi terjunan             = 1 m Panjang bak pengaduk cepat     = 0,2 m Lebar bak pengaduk cepat      = 0,2 m Kedalaman bak pengaduk cepat  = 0,1 m Proses  flokulasi  menggunakan  sistem  pengadukan  dalam sekat  berlubang.  Bak  pengadukan  lambat  didesain  dengan gradien  kecepatan  menurun  dengan  tujuan  agar  flok  yang terbentuk  tidak  mudah  pecah  dan  dapat  diendapkan  dengan baik dalam bak pengendap.
 Dimensi Pengaduk Cepat
Gradien kecepatan  kompartemen 1 = 50 /detik Gradien kecepatan  kompartemen 2 = 40 /detik Gradien kecepatan  kompartemen 3 = 25 /detik Waktu detensi kompartemen 1   = 5 menit Waktu detensi kompartemen 2   = 5 menit Waktu detensi kompartemen 3   = 5 menit Jumlah lubang kompartemen 1   = 4 buah Jumlah lubang kompartemen 1   = 6 buah Jumlah lubang kompartemen 1   = 9 buah Panjang bak pengaduk cepat       = 0,9 m Lebar bak pengaduk cepat        = 0,3 m Kedalaman bak pengaduk cepat    = 0,5 m Bak  sedimentasi  berfungsi  mengendapkan  flok  dari  proses koagulasi-flokulasi.  Bak  sedimentasi  didesain  berbentuk rectangular .  Dalam  desain  bak  sedimentasi  juga  perlu mempertimbangkan 4 zona seperti pada bak prasedimentasi.
 Dimensi Zona Pengendapan
Panjang      = 1,6 m Lebar      = 0,8 m Kedalaman  = 0,7 m  Dimensi Zona Inlet Zona  inlet  menggunakan  outlet  dari  bak  pengaduk  lambat dengan dimensi:
Lebar      = 0,15 m Kedalaman  = 0,15 m  Dimensi Zona Lumpur Jumlah Kompartemen  = 2 buah Luas permukaan      = 0,8 m 2 Luas dasar         = 0,04 m 2
Kedalaman          = 0,4 m
 Dimensi Zona Outlet Jumlah gutter    = 1 buah Panjang gutter    = 1 m Lebar gutter      = 0,05 m Kedalaman      = 0,15 m

## 4) Filter Karbon Aktif
Filter  karbon  aktif  berfungsi  menyisihkan  warna  pada  air limbah  yang  belum  bisa  disisihkan  melalui  proses  koagulasi- flokulasi.  Selain  itu  filter  karbon  aktif  juga  berfungsi menyisishkan zat organik dalam air limbah. Hal ini disebabkan karena  dalam  filter  karbon  aktif  terjadi  proses  adsorbsi sehingga  padatan  dalam  air  limbah  dapat  terserap  ke  dalam pori karbon.
Desain  filter  karbon  berbentuk  kolom  adsorbsi.  Dimana desain dilakukan melalui proses scale up dari hasil percobaan laboratorium.  Potongan  filter  karbon  aktif  disajikan  pada Gambar 5.  Dimensi Zona Outlet Diameter kolom      = 0,3 buah Panjang kolom        = 3 m Jumlah bak          = 2 buah Jumlah kolom per bak  = 20 buah Konfigurasi kolom dalam bak: Jumlah vertikal       = 10 buah
Jumlah horizontal     = 2 buah
5) Anaerobic Baffled Reactor-Anaerobic Biofilm Reactor Anaerobic  Baffled  Reactor  (ABR) dan Anaerobic  Biofilm Reactor  (ABF) berfungsi  menyisihkan  zat  organik  dari  air limbah.  Pengolahan  menggunakan  ABR-ABF  dilakukan setelah  diperoleh  nilai  BOD/COD  >  0,3  yang  diperoleh  dari percobaan laboratorium.
ABR  merupakan  pengolahan  biologis  dengan  sistem
Gambar.  4.    Potongan  memanjang  bak  pengaduk  cepat-pengaduk  lambat- sedimentasi tanpa skala
Gambar. 5.  Potongan memanjang filter karbon aktif tanpa skala
pertumbuhan tersuspensi. Sedangkan ABF merupakan pengolahan  biologis  dengan  sistem  terlekat.  Kedua  sistem tersebut  memiliki  kelebihan  dalam  menyisishkan  zat  organik dengan  efisiensi  yang  tinggi,  tahan  terhadap , serta  produksi lumpur yang kecil. Selain itu sistem pengolahan menggunakan ABR-ABF  memungkinkan  konstruksi  reaktor  yang  tidak terlalu  dalam.  Potongan  melintang  ABR-ABF  disajikan  pada Gambar 6.
 Dimensi ABR Panjang kompartemen   = 1,3 m Lebar kompartemen     = 0,6 m Kedalaman kompartemen  = 1,5 m Jumlah Kompartemen     = 5 buah
 Dimensi ABF
Panjang kompartemen   = 1,3 m Lebar kompartemen     = 0,6 m Kedalaman kompartemen  = 1,5 m Jumlah Kompartemen     = 2 buah Jenis media yang digunakan adalah sarang tawon.

## D. Rencana Anggaran Biaya
Perhitungan  Rencana  Anggaran  Biaya  (RAB)  didasarkan pada  HSPK  Kota  Surabaya  Tahun  2015 [3] .  Berdasarkan  hasil perhitungan  diperoleh  nilai  RAB  untuk  kegiatan  konstruksi IPAL sebesar Rp217.650.760.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perencanaan  instalasi  pengolahan  air limbah (IPAL) diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Pengolahan yang dipilih unruk mengolah limbah pewarna industri  kertas  terdiri  dari  proses  fisik-kimia  dan  proses bilogis.
2. Nilai  Rencana  Anggaran  Biaya  (RAB)  konstruksi  IPAL sebesar Rp217.650.760.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Welasih, T, Penururnan BOD dan COD Limbah Industri Kertas dengan Air Laut Sebagai Koagulan. Jurnal rekayasa Perancangan vol 4 (2008).
[2] Pokhrel,D  &  Viraraghavan,T.  Treatment  of  Pulp  and  Paper  Mill Wastewater-A Review. Sci.Tot.Env. Vol. 333 (2004) 37-58.
[3] Pemerintah  Provinsi  Jawa  Timur.  Peraturan  gubernur  Jawa  Timur  No. 72 Tahun 2013.
[4] Pemerintah Kota Surabaya. Harga Satuan Pokok Kerja Tahun 2015.
[5] Metcalf&Eddy.Wastewater  Engineering  Treatment  and  Reuse  4 th Edition..Singapore: Mc. Graw Hill (2004).
Gambar. 6.  Potongan memanjang ABR-ABF tanpa skala