## KAJIAN PROSES AERASI KOLAM FAKULTATIF DI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL) PROVINSI D.I. YOGYAKARTA
Oleh: M.K. Eko Budi Setiawan Politeknik Pekerjaan Umum Kementerian Pekerjaan Umum dan Pekerjaan Rakyat www.politeknikpu.ac.id

## Abstrak
Pada  tahun  1993/1994  Japan    International    Cooperation    (JICA)  melakukan  Perencanaan    teknis    kemudian membangun  Unit  Instalasi  Pengelolaan  Air  Limbah  (IPAL)  untuk  mengatasi  air  limbah  di  propinsi  Daerah istimewa  Yogyakarta.  Sesuai  dengan  perencanaan  awal  untuk  mendegradasi  BOD  influen  332  mg/l  menjadi kurang  dari  30  mg/l  sesuai  perhitungan  dibutuhkan  lama  jam  operasi  aerator  sebesar  24  jam/hari.  Penelitian dilakukan berdasarkan data sekunder yang didapatkan dari BALAI IPAL yaitu data debit dan Kualitas BOD tahun 2012 dan tahun 2013, data tersebut kemudian dianalisis melalui perhitungan berdasarkan teori untuk menentukan lamanya  jam  operasi  yang  pendek  dalam  menghasilkan  kualitas  BOD  yang  optimal  di  kolam  aerasi  fakultatif, dimana BOD yang optimal diperoleh dari efisiensi BOD Removal kolam yang paling tinggi. Untuk menentukan efisiensi BOD Removal kolam yang paling tinggi dengan bantuan Program Microsoft Excel fasilitas Solver. Hasil penelitian  menunjukan  bahwa  efisiensi  BOD  Removal  IPAL  paling  tinggi  sebesar  91,3  %.  Hasil  tersebut mempunyai nilai BOD inlet optimal sebesar 160 mg/l dan BOD outlet 14 mg/l. Dari hasil perhitungan Lamanya jam operasi aerator harian diperoleh waktu  sebesar 11 jam/hari di kolam aerasi fakultatif
Kata Kunci: “Effisiensi BOD Removal”, “BOD optimal”,”  Jam Operasi Aerator”.

## Abstract
In 1993/1994, Japan International Cooperation (JICA) conducted technical planning and built a Wastewater Treatment Plant (IPAL) unit to address wastewater in the Special Region of Yogyakarta Province. According to the initial plan to degrade BOD influent from 332 mg/l to less than 30 mg/l as calculated, aeration aerator operation time of 24 hours/day is required. The research was conducted based on secondary data obtained from the IPAL Office, namely flow rate and BOD quality data for the years 2012 and 2013. The data were then analyzed through calculations based on theory to determine the short operation time in producing optimal BOD quality in facultative aeration ponds, where optimal BOD is obtained from the highest BOD Removal efficiency of the ponds. To determine the highest BOD Removal efficiency of the ponds with the help of Microsoft Excel program Solver facility. The research results show that the highest BOD Removal efficiency of the IPAL is 91.3%. These results have an optimal inlet BOD value of 160 mg/l and an outlet BOD of 14 mg/l. From the calculation results, the daily aeration aerator operation time obtained is 11 hours/day in facultative aeration ponds.
Keywords: "BOD Removal Efficiency", "Optimal BOD", "Aerator Operation Time".

## 1. Pendahuluan
Air  limbah  yang  berasal  dari  daerah permukiman  perkotaan  merupakan  bahan pencemar bagi mahluk hidup sehingga dapat merusak lingkungan di  sekitarnya. untuk  itu Japan             International Corporate Agency ( JICA ) pada tahun 1994 membangun Instalasi Pengolahan  Air  Limbah  (IPAL)  untuk mengatasi  air  limbah  di  propinsi  Daerah  is- timewa Yogyakarta.
Sesuai dengan perencanaan awal untuk mendegradasi BOD influen 332 mg/l menjadi kurang dari 30 mg/l sesuai perhitungan dibu- tuhkan  lama  jam  operasi  aerator  sebesar  24 jam/hari.  Data  yang  diperoleh  pada  Tahun 2012  dan  2013  menunjukkan  BOD influen kurang dari 200 mg/l. IPAL mengoperasikan aerator selama 13,5 jam/hari pada tahun 2012 dan                        18  jam/hari  pada  tahun  2013, sedangkan  menurut Standart  Operational Procedure (SOP ) oleh PCI-JICA adalah  9
jam/hari.  Untuk  mengetahui  lamanya  jam operasi  tersebut  sudah  terbaik  atau  tidak, untuk  itu  perlu  dilakukan  analisa  serta pengujian kondisi Dissolved Oxygen (DO ) di kolam  aerasi  fakultatif  untuk  mendapatkan lamanya  jam  operasi  yang  pendek  dalam menghasilkan  kualitas  BOD  yang  optimal, dimana  BOD  yang  optimal  diperoleh  dari efisiensi  BOD Removal kolam  yang  paling tinggi.
Penelitian pada ini bertujuan untuk men- eliti  lebih  jauh Aerator  Pump  Unit dalam Proses  Aerasi  Kolam  Fakultatif  di  pen- golahan  Instalasi  Pengolahan  Air  Limbah (IPAL)  limbah  domestik  di  Dusun  Cepit, Desa Pendowoharjo, Kecamatan Sewon, Ka- bupaten Bantul. Khususnya untuk mengeval- uasi  pengoperasian Aerator  Pump  Unit di IPAL  sewon  untuk  mendapatkan  lamanya jam operasi yang pendek dalam menghasilkan  kualitas  BOD  yang  optimal, dimana  parameter  BOD optimal didapatkan dari efisiensi BOD removal pen- golahan paling tinggi di kolam fakultatif.
Hasil   penelitian   ini   dapat   menambah pengetahuan  tentang proses dan perhitungan perubahan kualitas air limbah domestik pada IPAL  Sewon  yang  berkaitan  dengan  waktu operasional Aerator  Pump  Unit serta  dapat menjadi  bahan  masukan  bagi  penelitian  se- lanjutya.
Air  limbah  domestik  adalah  air  limbah yang  berasal  dari  usaha  dan  atau  kegiatan permukiman ( real estate ), rumah makan (res- tauran),  perkantoran,  perniagaan,  apartemen dan  asrama;  (KEPMEN  LH  NOMOR  112 TAHUN  2003)  Beberapa  bentuk  dari  air limbah  ini  berupa  tinja,  air  seni,  limbah kamar mandi, dan juga sisa kegiatan dapur ru- mah tangga              (Saraswati, S.P., 2000)
Menurut  SK  Gubernur  Kepala  Daerah Daerah    Istimewa    Yogyakarta    Nomor: 214/KPTS/1991,  air  limbah  rumah-tangga harus  memenuhi  syarat  baku  mutu  yang ditentukan,  baik  syarat  fisika  atau  kimia. Apabila  air  tersebut  tidak  memenuhi  syarat baku  mutu tersebut, harus dilakukan proses pembersihan, sehingga dapat dipenuhi syarat baku mutunya
Pengolahan  air  limbah  secara  biologis aerobik secara garis besar dapat dibagi men- jadi               tiga yakni proses biologis dengan biakan  tersuspensi  ( suspended  culture ), proses biologis dengan biakan melekat   ( at- tached  culture )  dan  proses  pengolahan dengan sistem aerated             lagoon atau kolam. Proses biologis dengan biakan tersus- pensi  adalah    sistem    pengolahan    dengan menggunakan    aktifitas    mikro-organisme untuk    menguraikan  senyawa  polutan  yang ada  dalam  air  dan  mikro-organime  yang digunakan    dibiakkan    secara  tersuspesi    di dalam    suatu    reactor    ( activated    sludge ). (Metcalf & Eddy, Inc., 2003) Istilah lagoon dan pond (Peavy  dkk, 1987)  di  bedakan  dalam  kaitannya  dengan cara pemberian oksigen.  Pemberian oksigen pada lagoon di lakukan secara artifisial . Ko- lam limbah (pond) terdiri dari:
a. Aerobic    ponds ,    adalah    kolam    yang dangkal    dimana    suasana    di    seluruh kedalaman airnya bersifat aerobik.
b. Anaerobic  ponds ,  adalah  kolam  yang cukup  dalam  sehingga  tidak  ada kan- dungan  oksigen  di  dalam  air  limbahnya terkecuali  di  bagian  atas  tipis  per- mukaannya.
c. Facultative ponds adalah kolam dengan suasana aerobik dan anaerobik dalam air limbahnya.
Beberapa Parameter Limbah Cair ;
a) Biochemical Oxygen Demand (BOD) BOD adalah jumlah oksigen (ppm) yang dibutuhkan  oleh  mikroorganisme  untuk mengoksidasi zat – zat organik atau me- mecahkan  bahan-bahan  organik  yang terdapat          dalam air limbah. Secara teoritis,  jangka  waktu  dibutuhkan  untuk oksidasi biologis yang sempurna berkisar maksimal  20 hari, namun  telah dikembangkan  menjadi  5  hari  atas dasar  masa  inkubasi  pada  suhu  20 o
(Metcalf & Eddy, Inc., 2003)
b) DO  (Dissolved  Oxygen )  atau  Oksigen Terlarut
Adanya oksigen  terlarut  dalam  air  ada- lah  sangat  penting  untuk  kelangsungan kehidupan ikan dan mikroorganisme air
lainnya  yaitu  khususnya  untuk  proses respirasi.  Kemampuan  air  untuk  mem- bersihkan  pencemaran  secara  alamiah banyak tergantung        pada cukup tid- aknya  kadar  oksigen  terlarut.  Adanya oksigen  terlarut  dalam  air  berasal  dari udara  dan  fotosintesa  tumbuh  –  tum- buhan air.
Kemampuan meningkatkan oksigen dari sis- tem  aerasi  dapat  dicirikan  oleh  parameter berikut :
1.  Masukan oksigen per jam : dalam kg oksi- gen terlarut per jam,
2.  Masukan oksigen tertentu : dalam kg oksi- gen terlarut per kWh konsumsi energi,
3.   Kapasitas oksigenasi : dalam kg oksigen terlarut per jam per m3 tangki,
4.  Efisiensi  oksigenasi  :  persentase  massa oksigen  yang  dilarutkan  dengan  sistem udara tekan.
Keuntungan  dari  parameter  ini  adalah bahwa hal itu menghilangkan faktor efisiensi blower udara  yang digunakan, karena faktor ini  tidak  tergantung  pada        diffusers  udara yang sebenarnya            (Degremont, 1979).

## 1.1. Definisi Air Limbah Domestik
Air  limbah  domestik  adalah  air  limbah yang berasal dari usaha dan atau kegiatan per- mukiman  ( real  estate ),  rumah  makan (restoran),  perkantoran,  perniagaan,  aparte- men  dan  asrama;  (Kepmen  LH  nomor  112, 2003)  Beberapa  bentuk  dari  air  limbah  ini berupa  tinja,  air  seni,  limbah  kamar  mandi, dan  juga  sisa  kegiatan  dapur  rumah  tangga (Saraswati, S.P., 2000).

## 1.2. Jenis Pengolahan Air Limbah
Untuk  mengolah  air  yang  mengandung senyawa  organik  umumnya  menggunakan teknologi pengolahan air limbah secara biol- ogis  atau  gabungan  antara  proses  biologis dengan proses kimia-fisika. Proses secara bi- ologis tersebut dapat  dilakukan pada kondisi aerobik  (dengan  udara),  kondisi  anaerobik (tanpa  udara)  atau  kombinasi  anaerobik  dan aerobik.  Proses  biologis  aeorobik  biasanya digunakan  untuk  pengolahan  air  limbah dengan beban BOD yang tidak terlalu besar, sedangkan proses biologis anaerobik
digunakan  untuk  pengolahan  air  limbah dengan  beban  BOD  yang  sangat  tinggi.  Da- lam penelitian ini uraian dititik beratkan pada proses pengolahan air limbah secara aerobik.

## 1.3. Pengolahan air limbah domestik di Balai IPAL Sewon Bantul
Pengolahan air limbah domestik di Balai IPAL Sewon Bantul yang lama menggunakan proses  pengolahan  secara  fisika  biologi  dan tidak menggunakan proses secara kimia, yang dapat dikelompokkan di bawah ini.
a) Pengolahan pendahuluan ( pre treatment )
Pengolahan pendahuluan yang digunakan meliputi saringan jeriji, sarin- gan kasar, bak ekualisasi dan pengendap pasir ( grit chamber ).
b) Pengolahan pertama ( primary treatment ) Pengolahan  pertama  adalah  pengolahan yang bertujuan untuk menghilangkan zat padat tercampur di dalam air limbah me- lalui pengendapan atau pengapungan.
c) Pengolahan kedua ( secondary treatment ) Pengolahan  kedua  yang  digunakan  da- lam  pengolahan  air  limbah  domestik  di IPAL  Sewon  Bantul  adalah  aerasi  dan pertumbuhan bakteri.
d) Pengolahan lanjut ( ultimate disposal )
Pengolahan lanjut yang digunakan dalam pengolahan air limbah domestik di IPAL Sewon Bantul adalah pengolahan lumpur agar dapat dimanfaatkan kembali. Proses berikutnya dapat dilanjutkan dengan cara memanfaatkannya sebagai bahan urugan dan  bahan  pupuk.  (BALAI  IPAL  Prop DIY).
Pengolahan  air  limbah  di  IPAL  sewon menggunakan  tipe reactor  complete-mix di- mana  diasumsikan  bahwa  pencampuran  air limbah  terjadi  secara  langsung  dan  seragam di dalam reaktor. Yaitu menggunakan reaktor kolam fakultatif aerasi/ Aerobic flow-through aerated lagoon (Metcalf & Eddy, Inc., 2003).
Cara untuk menambahkan oksigen ke da- lam air limbah yaitu dengan bantuan Aerator Unit  Pump yang  mengontakkan  air  limbah dengan  oksigen  melalui  pemutaran  baling– baling  yang  diletakkan  pada  permukaan  air limbah. Akibat dari pemutaran ini, air limbah
akan  terangkat  ke  atas  dan  dengan  ter- angkatnya  maka  air  limbah  akan    mengada- kan  kontak  langsung  dengan  udara  seki- tarnya. (Sugiharto,1987)
Hasil  penelitian  ini  menambah  penge- tahuan  tentang proses dan          perhitungan perubahan kualitas air limbah domestik pada IPAL yang berkaitan dengan waktu operasional Aerator  Pump  Unit serta  dapat menjadi  bahan  masukan  bagi  penelitian  se- lanjutnya.

## 2. Metodologi Penelitian

## 2.1. Lokasi Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  pada  Instalasi Pengolahan  Air  Limbah  (IPAL)  eksisting yang  ada  di  Balai  IPAL  Sewon,  Kabupaten Bantul, Propinsi D.I. Yogyakarta.
Gambar 1. Lokasi IPAL Propinsi D.I. Yogya- karta di Sewon, Bantul (sumber: Google Earth)

## 2.2. Tahapan Penelitian
Pada  tahap  persiapan  penelitian  ini disusun hal-hal yang terkait penelitian antara lain:
A.   Studi  Pustaka,  mengumpulkan  dan mempelajari  literature  serta  teori-teori yang berkaitan dengan judul penelitian B.   Pengumpulan  data  sekunder,  dengan cara  mengumpulkan  data  dari  instansi terkait antara lain sebagai berikut:
a) Data debit air limbah yang masuk ke IPAL Sewon tahun 2012 dan 2013.
b)  Data  kualitas  BOD  limbah  yang masuk ke  IPAL Sewon tahun 2012  - 2013.
c)  Waktu  operasional  eksisting  Aerator Pump Unit tahun 2012 dan 2013.
C.   Pengumpulan  data  primer,  yaitu  data yang  diambil  langsung  dari  lapangan antara lain sebagai berikut:
a)  Data  Primer  dengan  menggunakan metode  pengambilan  sampel  sesaat (grap  sampling),  grap  sampling merupakan  sampel  yang  diambil langsung  dari  unit kolam  fakultatif instalasi  IPAL  berdasarkan  lamanya waktu operasional aerator.
b) Wawancara  dengan  pihak  pengelola IPAL Sewon mengenai permasalahan yang  sering  terjadi  pada  system aerasi.
2.3. Tahapan Analisis a)   Menghitung  waktu  tinggal  (τ)  dan laju penurunan BOD (k) berdasarkan  data  yang  ada,  apakah sesuai  dengan  perencanaan  awal JICA bahwa (τ) = 5.5 hari dan (k) = 1.2 hari b) Membandingkan Effluen (So) eksisting  dengan  Effluen  (So) dengan  perencanaan  awal    JICA, bahwa Effluen (So) = 18 ppm.
c)  Menghitung  Aktual  Oksigen  yang dibutuhkan (R0).
d)  Menghitung  Standart  oksigen  yang dibutuhkan  (oksigen  sebenarnya) (kg/day)
e)  Menghitung  P/  Energy  (KWH/day) yang  dibutuhkan  untuk  mensuplai
O 2 f)  Menentukan lamanya Jam Operasional  terbaik  berdasarkan kondisi eksisting aerator
(Hour/hari),  merujuk  daya  total aerator. (aerator ada 4 * @ 30 KW)
g)  Analisa  jam  pengoperasian  (tanpa variasi/simulasi) dan (dengan variasi/simulasi)  alat  Aerator  Pump Unit terhadap parameter DO.
2.4. Batasan Masalah Untuk penelitian dibatasi dalam beberapa hal antara lain:
a)  Penelitian ini dilaksanakan  berdasar pada data sekunder didapatkan dari laporan data kuantitas dan kualitas laboratorium  IPAL Sewon selama tahun 2012 dan 2013.
IPAL Sewon
b)  Perhitungan  difokuskan  pada  kolam fakultatif  berdasarkan  parameter  design awal kolam fakultatif dan
membandingkan dengan kondisi eksisting.
c)  Perhitungan  operasional Aerator  Pump
Unit difokuskan  pada  mesin  aerator  di kolam fakultatif IPAL Sewon agar sesuai dengan kebutuhan yang ada.
d)  Penelitian  ini  tidak  membahas  masalah perhitungan hidrolis, masalah jaringan air limbah  dan  mikrobiologi  pengolahan  air limbah.
e)  Penelitian  ini  tidak  membahas  masalah mekanisme  laju  alir  udara  atau  transfer oksigen di air limbah.

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Air  limbah  domestik  yang  mengandung zat organik masuk kolam aerasi fakultatif dan zat organik akan dirombak oleh mikroorganisme.  Padatan  tersuspensi  akan diendapkan  pada  dasar  kolam  dan  akan terjadi  fermentasi  pada  dasar  kolam. Mikroorganisme  yang  berperan  pada  daerah ini  tidak  memerlukan  oksigen.  Proses anaerobik  yang  terjadi  di  dasar  kolam  akan menstabilkan  Lumpur  dan  akan  melepaskan zat  organik  terlarut  yang  nantinya  akan didegradasi pada zona aerobik. Jadi dalam hal ini zat organik bereaksi dengan O 2 dalam air.
Oleh  karena  itu  proses  biodegradasi  dalam kolam aerasi fakultatif terjadi reaksi biodegradasi oleh bakteri atau mikroba. Bila kadar zat organik dalam limbah cukup tinggi pemakaian  O 2 juga  cukup  banyak,  sehingga penurunan oksigen juga terjadi.
Data kualitas BOD influen IPAL maksimal  pada  tahun  2012  adalah  sebesar 186,7  mg/l  dan  pada  tahun  2013  adalah sebesar  158,0  mg/l,  hal  ini  menunjukkan bahwa  kualitas  yang  masuk  lebih  kecil  dari perencanaan awal sebesar 332 mg/l. Sehingga dapat  ditarik  hipotesa  bahwa  lamanya  jam pengoperasian aerator lebih kecil dari design awal ( atau kurang dari < 24 jam).
Pengolahan  air  limbah  domestik  di  Balai IPAL  Sewon  Bantul  menggunakan  proses pengolahan  secara  fisika  biologi  dengan Parameter desain awal JICA di bawah ini.

## Tabel 1. Perhitungan Desain Awal JICA
Design Study Report on the Project for The Construction of Yogyakarta STP, Jan. 1993,
JICA Hidraulic retention time =  5.5 hari K desain =  1.2 hari Jumlah kolam yang disusun seri =  2.0 buah BOD inlet IPAL(S O )  =  332,0 mg/l BOD outlet IPAL (S) =  18,0 mg/l BOD inlet kolam fakultatif =  232,4 mg/l Efisiensi BOD Re- moval IPAL =  94,6 % x =  77,5 mg/l Px Bio =  1201,9  Kg/hari RO =  3610,5  Kg/hari SOTR desain =  5751,7  Kg/hari P1 desain =  2875,8  (KW Jam/hari) Lamanya operasi aerator =  24 (Jam/hari)
Kemudian  menurut  data  eksisting  pada tahun 2012, aerator di operasikan selama 13,5 jam,  dan  pada  tahun  2013  dioperasikan selama  18  jam.  Tetapi  menurut  desain  SOP oleh  PCI  lamanya  operasional  aerator  untuk beban  BOD  effluen  200  mg/l  dan  kondisi debit masuk sebesar 15.500 m3/hari diperlukan  waktu  9  jam.  Apakah  durasi waktu  tersebut  itu  sudah  terbaik  atau  tidak, untuk  itu  perlu  dilakukan  analisa  serta pengujian  kondisi  DO  untuk  mendapatkan lamanya  jam  operasi  yang  terbaik  dalam menghasilkan kualitas BOD yang optimal di kolam  aerasi  fakultatif.  Dimana  BOD  yang optimal  diperoleh  dari  efisiensi  kolam  yang paling tinggi
Hasil Analisa Data Tahun 2012 dimana kondisi lumpur septik truk tinja langsung dimasukkan ke kolam fakultatif .
Tabel 2.1. Analisis Data Tahun 2012
No Bulan Volume Air Masuk (m 3 /hari) SUHU kolam BOD (Mg/l) EFFISIENSI KOLAM Minimal  Maximal  Rata- rata S 0 (in) S (Out) 1 Januari 9.661,7 18.778,5 14.220,1 27,0 181,4 15,8 91,3 2 Februari 10.753,5 22.352,3 16.552,9 27,5 186,7 16,0 91,4 3 Maret 8.249,7 24.909,6 16.579,7 27,0 121,8 15,6 87,2 4 April 9.822,6 19.366,5 14.594,6 27,5 131,5 14,3 89,1 5 Mei 6.163,2 26.394,4 16.278,8 27,5 151,3 14,5 90,4 6 Juni 5.820,8 17.248,4 11.534,6 27,5 126,0 15,7 87,5 7 Juli 8.201,0 16.392,4 12.296,7 27,0 161,2 16,3 89,9 8 Agustus 6.634,0 13.000,5 9.817,3 27,0 151,0 16,2 89,3 9 September 7.736,1 13.257,3 10.496,7 28,0 177,2 18,4 89,6 10 Oktober 5.819,0 15.472,2 10.645,6 28,5 177,2 18,8 89,4 11 Nopember 8.099,9 15.953,7 12.026,8 28,5 160,0 18,2 88,6 12 Desember 8.902,4 18.200,7 13.551,6 28,0 128,9 18,0 86,0 Rata- rata Eksisting 13.216,3 28,0 154,5 16,5 89,3 Hasil Analisa 15.500,0 28,5 186,7 14,0 92,5

## Tabel 2.2. Analisis Data Tahun 2012 (lanjutan)
No Bulan x (mg/l) Px Bio (kg/hari) Ro ek- sisting (kg/hari) SOTR ek- sisting (kg/hari) P1 eksisting (KWJam/Ha ri) Lama Operasi (Jam/Hari) 1 Januari 38,8 552,2 1.746,0 2.811,0 1.405,5 11,7 2 Februari 42,6 704,4 2.037,3 3.275,1 1.637,6 13,6 3 Maret 25,9 428,8 1.239,0 1.994,8 997,4 8,3 4 April 27,4 400,5 1.246,8 2.004,4 1.002,2 8,4 5 Mei 33,7 548,6 1.601,9 2.575,1 1.287,6 10,7 6 Juni 23.1 266,1 960,1 1.543,5 771,8 6,4 7 Juli 31,6 389,1 1.346,9 2.168,4 1.084,2 9,0 8 Agustus 26,3 258,4 1.038,9 1.672,7 836,3 7,0 9 Septem- ber 32,1 337,2 1.295,4 2.079,6 1.039,8 8,7 10 Oktober 32,2 343,1 1.305,4 2.094,9 1.047,4 8,7 11 Nopem- ber 30,4 366,0 1.285,2 2.062,5 1.031,2 8,6 12 Desember 24,7 334,9 1.090,6 1.750,9 875,4 7,3 Rata- rata Ek- sisting 31,0 410,1 1.356,4 2.224,5 1.112,2 9,3 Hasil Analisa 42,2 653,7 1.965,6 3.154,3 1.577,1 13,0
Hasil Analisa diperoleh lama operasi sebesar 13 (jam/hari), hal ini lebih pendek (0,5 jam) daripada waktu eksisting 13,5 jam.
Hasil Analisa Data Tahun 2013 dimana kondisi lumpur septic truk tinja sudah tidak                di- masukkan ke kolam fakultatif tetapi langsung ke pengering lumpur.

## Tabel 3.1. Analisis Data Tahun 2013
No Bulan Volume Air Masuk (m 3 /hari) SUHU kolam BOD (Mg/l) EFFISIENSI KOLAM Minimal Maximal Rata- rata S 0 (in) S (Out) 1 Januari 9.886,8 19.092,4 14.489,6 28,0 113,3 17,6 84,5 2 Februari 12.315,7 20.554,3 16.435,0 28,5 121,2 17,8 85,3 3 Maret 8.806,1 16.823,1 12.814,6 28,5 125,7 15,9 87,3 4 April 5.329,5 17.730,8 11.530,2 29,0 131,1 16,3 87,5 5 Mei 7.704,0 19.227,4 13.465,7 29,0 135,6 17,5 87,1 6 Juni 5.938,5 18.767,8 12.353,2 28,5 119,5 16,5 86,2 7 Juli 8.217,3 17.633,6 12.925,5 29,0 125,0 15,3 87,7 8 Agustus 7.971,5 17.762,0 12.866,8 28,5 132,0 14,0 89,4 9 September 8.110,6 16.360,3 12.235,5 28,5 126,0 14,0 88,9 10  Oktober 7.725,4 21.817,3 14.771,4 28,0 122,0 15,2 87,5 11  Nopember 5.633,1 19.217,2 12.425,2 29,0 132,5 15,2 88,5 12  Desember 8.527,9 21.539,1 15.033,5 29,0 160,0 15,0 90,5 Rata- rata Eksisting 13.445,5 29,0 128,5 15,9 87,7 Hasil Analisa 15.500,0 29,0 160,0 14,0 91,3
Tabel 3.2. Analisis Data Tahun 2013 (lanjutan)
No Bulan x (mg/l) Px Bio (kg/hari) Ro eksisting (kg/hari) SOTR eksisting (kg/hari) P1 eksisting (KWJam/Har i) Lama Operasi (Jam/Hari) 1 Januari 21,7 315,0 984,9 1.554,6 777,3 6,5 2 Februari 24,8 407,5 1.183,2 1.866,5 933,3 7,8 3 Maret 24,1 308,3 1.039,8 1.640,2 820,1 6,8 4 April 24,0 276,8 998,8 1.574,8 787,4 6,6 5 Mei 26,4 355,6 1.162,7 1.833,3 916,6 7,6 6 Juni 22,1 272,8 941,4 1.485,1 742,5 6,2 7 Juli 24,2 312,6 1.048,3 1.652,9 826,4 6,9 8 Agustus 26,2 337,4 1.134,9 1.790,2 895,1 7,5 9 Septem- ber 24,3 296,9 1.031,0 1.626,4 813,2 6,8 10  Oktober 24,9 367,9 1.137,0 1.794,6 897,3 7,5 11  Nopember 25,5 317,2 1.090,9 1.720,0 860,0 7,2 12  Desember 34,2 513,5 1.570,4 2.476,1 1.238,0 10,3 Rata- rata Eksisting 25,3 339,6 1.111,5 1.768,1 884,1 7,4 Hasil Analisa 35,4 549,4 1.650,3 2.602,0 1.301,0 11,0
Hasil Analisa  diperoleh  lama operasi  sebesar  11  (jam/hari), hal  ini lebih  pendek   (7 jam) daripada waktu eksisting 18 jam.
Dari  Data  Tahun  2013,  untuk  mencari BOD optimal dalam kondisi effisiensi yang maksimal  menggunakan  bantuan Mi- crosoft  excel dengan  fasilitas solver .  Ana- lisa  mempunyai  beberapa  kondisi  batas  di bawah ini.
1. X1 = BOD inlet < 160 mg/l
2. X2 = BOD outlet > 14 mg /l
Kondisi batas ini diambil berdasarkan data
maksimal kualitas BOD inlet dan data min- imal kualitas BOD outlet pada tahun 2013.
Hasil Analisa menggunakan Microsoft excel dengan  fasilitas solver menunjukkan effisiensi BOD Removal maksimal sebesar 91,3 %.
Tabel 4. Analisa BOD Optimal menggunakan Fasilitas Solver
Dari  data  Analisa  BOD  Optimal  Simulasi diatas dapat dibuat grafik seperti di bawah ini.
Gambar 2. Grafik Hubungan Effisiensi dan BOD inlet optimal
Hasil  perhitungan  menunjukkan  beban BOD  optimal  pada  effisiensi  91,3  %. Efisiensi  maksimal  ini  pada  kondisi  BOD inlet 160 mg/l dan effluent 14 mg/l, Grafik mempunyai garis asymtot pada titik 91,8 %. apabila melebihi garis ini lamanya operasional aerator lebih dari 11 jam.
Kajian Kandungan DO Pengujian lamanya operasi aerator
Untuk mengetahui kandungan oksigen berdasarkan  lamanya  waktu  operasional aerator, diperlukan kajian terhadap kualitas DO  dalam  mengoperasikan  alat Aerator Pump Unit yang terdapat di IPAL.

## Gambar 3. Grafik Kandungan  DO pada Operasional Aerator Eksisting
Terlihat  bahwa  kondisi  DO  di  kolam aerasi  fakultatif  terjadi  penambahan  DO selama operasional selama 13,5 jam, Kon- disi DO pada awal pengambilan sampel su- dah diatas 2 mg/l karena sudah                men- galami  aerasi  hari  sebelumnya  yaitu  pada pukul 23.00 - 04.00 pagi.

## Gambar 4. Grafik Kandungan DO pada Operasional Aerator Analisa
Terlihat  bahwa  terjadi  penambahan  DO selama  operasional  selama  11  jam,  perbe- daan DO tidak terlalu banyak terhadap jam operasional selama 13,5 jam. Tetapi masih diatas  kondisi  standar  yang  dibutuhkan (2 mg/l).
X1 (BOD inlet ) (mg/l) X2 (BOD outlet ) (mg/l) Y  (Effisiensi BOD removal ) (%) 160 14 91,3 Nomer Kendala BOD 1 X1<160 160 2 x2>14 14

## Gambar 5. Grafik Kandungan DO pada Operasional  Aerator Simulasi
Terjadi  penambahan  DO  karena  aerator nyala  selama  operasional  selama  6  jam, kemudian kondisi DO menurun setelah aer- ator  mati  selama  6  jam  mendekati  kondisi batas  kandungan  DO  yang  minimal  yang harus dijaga (2 mg/l).

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## 4.1. Kesimpulan
Dari  penelitian  ini  dapat  diperoleh  kes- impulan sebagai berikut.
Hasil Analisa untuk durasi waktu operasi Aerator  Pump  Unit yang  dibutuhkan  pada tahun 2013 adalah sebesar 11 jam/hari un- tuk menghasilkan kualitas BOD yang opti- mal  (BOD inlet 160  mg/l  dan  BOD outlet 14 mg/l), dan Effisiensi BOD Removal 91,3
% di kolam aerasi fakultatif.
4.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian, saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut.
a) Waktu  pengoperasian  11  jam/hari  yang baik  sebaiknya  pada  waktu  debit  tinggi adalah pukul  07.00 –  18.00 WIB setiap harinya.
b) Untuk  kondisi eksisting  saat ini sebaiknya  perlu  dilakukan  kembali pengambilan  data  kualitas  BOD  serta COD setiap jam selama 24 jam ( time se- ries ),  untuk  mengitung  kembali  jam operasional yang optimal sesuai kondisi beban influen yang ada.

## DAFTAR  PUSTAKA
Departemen  Pekerjaan  Umum,  2003,  Pe-
doman Pengelolaan Air Limbah Perkotaan, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta Degreemont, 1979, Water Treatment Hand-
book ,  Fifth  Edition,  John  Wiley  &
Sons, Inc.
Fatimah. Siti, V.Yenni E. Sulistyawati, JF. Soandrijanie  Linggo,  2005,  Kajian Pemanfaatan Olahan Air  IPAL Bantul Untuk Memenuhi Kebutuhan Air Kota Bantul,  Program  studi  Teknik  Sipil Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Khurmi, R.S. & Gupta, J.K, A Text Book of Machine  Design ,  Eurasia  Publishing House        ( Pvt ) Lt : 1980.
Mara,  D.,  2003, Domestic  Wastewater Treatment  in  Developing  Countries .
Mc Graw Hill, Inc., New York.
Metcalf  &  Eddy,  Inc.,  2003, Wastewater Engineering  :  Treatment  and  Reuse fourth  edition ,    Mc  Graw  Hill,  Inc., New York.
Nuranto,  Sindu.  1998,  Evaluasi  proses  da- lam kolam fakultatif pada instalasi pen- golahan  air  limbah  (ipal)  kota  yogya- karta  di  desa  pendowoharjo,  bantul, Program  studi  Teknik  Sipil  Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yog- yakarta.
Peavy  HS,  Rowe,  Tchobanoglous,  1987,
Environmental Engineering, Mc Graw Hill Book Comp., New York.
Pougatch  K.,  Salcudean  M.,  Gartshore    I. dan  Pacoria    P.,    (2007), Computa- tional modeling  of  large  aerated  la- goon hydraulics ,  Water  Research.  41. 2109-2116.
Saraswati,  S.P.,  1996,  Unit  Proses  Air Limbah Domestik, Laboratorium Teknik  Penyehatan  dan  Lingkungan, Jurusan  Teknik  Sipil  Fakultas  Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Saraswati,  S.P.,  2000,  Dasar-Dasar  Pen- golahan  air  Limbah,  Laboratorium Teknik  Penyehatan  dan  Lingkungan, Jurusan  Teknik  Sipil  Fakultas  Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Sugiharto,  1987,  Dasar-dasar  Pengelolaan Air Limbah, Jakarta.
Sularso & Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan  dan  Pemilihan  Elemen
Mesin,    Pradnya  Paramita  :    Jakarta, 1997. Sunarsih,  Purwanto,  Wahyu  Setia  Budi, 2012,  Estimasi  Tipologi  Air  Limbah Domestik  Di  Perkotaan    Berdasarkan Variabel  Sosial  Ekonomi,  Program Doktor  Ilmu  Lingkungan,  Fakultas Sains  dan  Matematika  Universitas Diponegoro Semarang.