## Perbandingan Desain Ipal Proses
Attached Growth Anaerobic Filter dengan Suspended Growth Anaerobic Baffled Reactor untuk Pusat Pertokoan di Kota Surabaya
Abdul Hamid dan Mohammad Razif
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: razif@its.ac.id
Abstrak — Perencanaan IPAL dilakukan dengan mengidentifikasi karakteristik  dan  kuantitas  limbah  dari  pusat  pertokoan  X  di Surabaya. Selanjutnya ditetapkan baku mutu dan kriteria desain. Perhitungan  desain  meliputi  dimensi  dan  rencana  anggaran biaya.  Dari  hasil  perhitungan  desain  didapatkan  desain  rinci IPAL unit Anaerobic Filter meliputi dimensi bak ekualisasi (2,2 m x 1,1 m x 1,3 m), Bak Pengendap  kompartemen I (7 m x 2,5 m x 1,25)  kompartemen  II  (3,5  m  x  2,5  m  x    1,25  m),  AF    tiap kompartemen  (1,25  m  x  0,56  m  x    1,25  m)  sebanyak  6  buah. Desain  rinci  Unit  IPAL Anaerobic  Baffled  Reactor meliputi dimensi bak ekualisasi  (2,2 m x 1,1 m x 1,3 m), Bak Pengendap (8 m x 2 m x 1,5 m), ABR tiap kompartemen  (0,75 m x 4 m x 1,5m) sebanyak  7  buah.  Biaya  konstruksi  unit  AF  sebesar  Rp 178.383.868,-  dan    Rp  4.688.912,-/  bulan  untuk  OM.  Sedangkan biaya konstruksi unit ABR Rp 239.247.347,- serta Rp 4.677.801,- /bulan untuk OM.
Kata  Kunci — limbah  pusat  pertokoan,unit  pengolah  air  limbah, anaerobic filter, anaerobic baffled reactor .

## I. PENDAHULUAN
Pusat    Pertokoan  di  Surabaya  merupakan  pasar  yang besar  bagi  penduduk  kota  Surabaya  yang  mencapai  jumlah 3.193.636 jiwa [1]. Dengan jumlah penduduk yang sedemikian besar,  maka  pertumbuhan  pusat  pertokoan  diperkirakan  akan terus  meningkat  seiring  dengan  pertumbuhan  jumlah penduduk.  Terdapat  34  pusat  pertokoan  di  Surabaya  [2] dengan  jumlah  pengunjung  antara  35.000  –  45.000  pada  hari biasa  dan  pada  akhir    pekan  mencapai  50.000  –  60.000 pengunjung [3].
Air  limbah  Pusat  pertokoan  berasal  dari  limbah  dari toilet  dan  limbah  cair  restoran.  Jumlah  pengunjung  pusat pertokoan  memungkinkan    lebih  dari  1000  pengunjung  per hari.  Scara  teoritis,  debit  air  limbah  bisa  dihitung  dari pendekatan  50-80%  penggunaan  air  bersih  [4].  Air  limbah yang  dihasilkan  dari  pusat  pertokoan  termasuk  dalam  air limbah yang bersumber dari kegiatan ekonomi yang berpotensi mencemari  lingkungan,  khususnya  sungai  sebagai  badan  air penerima.  Undang-undang    Nomor  32  Tahun  2009  tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup
menyebutkan  bahwa  suatu  kegiatan  diwajibkan  untuk mengolah  dan  mengelola  limbah  yang  dihasilkan  wajib memenuhi  standar  baku  mutu  untuk  menjaga  kelestarian lingkungan.  Oleh  karena  itu effluent yang  akan  dibuang  ke badan  air  harus  memenuhi  baku  mutu  yang  tercantum  dalam Keputusan  Gubernur  Jawa Timur No. 72 Tahun 2013 tentang Baku  Mutu  Limbah  Cair  bagi  Industri  atau  kegiatan  Usaha lainnya di Jawa Timur sesuai dengan golongan badan air yang akan menerima air buangan.
Di  Indonesia  sendiri,  khususnya  di  Surabaya,  terjadi beberapa  kasus  pecemaran  sungai  akibat  limbah  kegiatan industri  dan  sejenisnya.  Seperti  pencemaran  sungai  di  Kali Jagir yang menyebabkan ribuan ikan mati [5]. Sedangkan data yang  dihimpun  Perum  Jasa  Tirta  Asa  III  menyebutkan  bahwa sebanyak  62%  Kali  Surabaya  tercemar  oleh  limbah  yang berasal dari domestik (rumah tangga) maupun industri [6].
Penelitian  sebelumnya  yang  dilakukan  oleh  Praditya [7]  tentang  desain  alternatif  IPAL  untuk  pusat  pertokoan menunjukkan  bahwa  pengolahan  limbah  cair  anaerobik memiliki keunggulan dibandingkan pengolahan secara aerobik maupun  kombinasi,  yakni  efisiensi  penyisihannya  mencapai 96%,  luas  lahan  yang  dibutuhkan  lebih  sempit,  serta  biaya operasional  lebih  murah  dikarenakan  tidak  menggunakan listrik.  Dalam  kajiannya,  Praditya  [7]  menjelaskan  bahwa pengolahan  anaerobik  dengan  sistem attached  growth lebih sesuai  daripada suspendeed  growth untuk  desain  rinci  IPAL pusat  pertokoan.  Dibutuhkan  cara  untuk  mendesain  instalasi pembanding pengolahan limbah cair anaerobik lainnya dengan sistem suspended  growth yang  sama  sebagai  pembanding sistem attached  growth anaerobic  filter untuk  menilai kelebihan  dan  kekurangannya.  Salah  satu  dari  sistem suspended  growth yang  ingin  dikaji  lebih  dalam  adalah Anaerobic baffled reactor (ABR).
Dimensi IPAL sangat tergantung pada beban hidrolik ( hydraulic loading ) dan beban organik ( organic loading ), oleh sebab  itu  diperlukan  desain  yang  sesuai  untuk  beban  hidrolik dan  organik  setiap  pusat  pertokoan.  Diperkirakan  beban hidrolik  dan  organik  yang  direncanakan  pada  desain  ini berbeda  dengan  desain  sebelumnya  karena  jenis  pusat
pertokoan  yang  berbeda  sehingga  dapat  diketahui  perbedaan desain unit yang dirancang beserta kelebihan dan kekurangannya.
Oleh  karena  itu,  desain  ini  bertujuan  untuk mendapatkan  dimensi  serta  membandingkan  unit  pengolahan Anaerobic filter dengan Anaerobic baffled reactor untuk jenis pusat  pertokoan  yang  dipilih  dari  aspek-aspek  teknis  dan ekonomis  namun  tetap  memenuhi  baku  mutu  sehingga  dapat dijadikan  acuan  dalam  pengolahan  limbah  cair  pusat pertokoan.  Dari  segi  ekonomis,  menjadi  penting  untuk menghitung  berapa  rencana  anggaran  biaya  (RAB)  dari  IPAL yang dirancang sehingga pengelola pertokoan bisa menyesuaikan dengan anggaran yang tersedia.

## II. METODE DESAIN
Metode  dalam  desain  ini  adalah  dengan  menghitung dimensi bangunan, menghitung rencana anggaran biaya (RAB) yang  dibutuhkan,  lalu  membandingkan  kelebihan  dan kekurangan  kedua  desain  IPAL  dengan  beberapa  parameter meliputi volume bangunan; luas lahan; efisiensi removal; serta RAB  yang  dibutuhkan.  Desain  IPAL  dirancang  berdasarkan modul  DEWATS  [8].  Data  yang  digunakan  bersumber  dari pusat  pertokoan  X  di  Kota  Surabaya  meliputi  data penggunaan  air  bersih  bulanan  selama  satu  tahun,  serta  data sekunder  berupa  fluktuasi  pemakaian  air  bersih  per  jam  [9] dan  karakteristik  air  limbah  per  jam  [10].  Pengolahan  data meliputi  penetapan  debit  air  limbah  dengan  diasumsikan sebesar 70% dari debit air bersih. Baku mutu yang digunakan sebagai acuan effluen adalah Pergub Jatim No. 72 Tahun 2013 tentang  Baku  Mutu  Limbah  Cair  bagi  kegiatan  Industri  dan Usaha  Lainnya.  Penggambaran  DED  (Detail  Engineering Design)  menggunakan  Program Autocad  2007 .  Perhitungan rencana anggaran biaya kontruksi dan operasi didasarkan pada SNI DT-91 series tentang pekerjaan bangunan dan HSPK Kota Surabaya  2013.  Hasil  desain  dibandingkan  kelebihan  dan kekurangan  masing-masing,  selanjutnya  ditarik  kesimpulan dan saran.

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Debit dan kualitas air limbah
Debit air limbah diambil dari debit pemakaian air bersih pusat  pertokoan  X  di  kota  Surabaya.  Dari  hasil  penelitian Pitoyo  [9]  didapatkan  bahwa  pemakaian  air  bersih  per  hari rata-rata sebesar 184 m 3 per hari.
Besarnya air limbah diasumsikan sebesar 70% dari debit air  limbah.  Hal  ini  dikarenakan  sekitar  30%  dari  air  bersih tersebut  digunakan  untuk  kegiatan  operasional,  penyiraman tanaman,  serta  akibat  penguapan.  Dari  hasil  perhitungan didapatkan debit air limbah pusat pertokoan X sebesar 128,73 m 3 per hari atau 1,49 Liter per detik.
Kulitas  air  limbah  yang  diukur  meliputi  BOD,  COD, TSS,  pH,  lemak  dan  minyak.  Dari hasil penelitian didapatkan hasil  analisa  laboratorium  untuk  pusat  pertokoan  X  bila dibandingkan dengan baku mutu seperti berikut.
Tabel 1.
Hasil analisa karakteristik air limbah Pusat Pertokoan X di Kota Surabaya Paramater Nilai rata-rata (mg/L) Baku Mutu (mg/L)* BOD 5 248,5 30 COD 397,5 50 TSS 411,75 50 Minyak dan Lemak 39,8 10 N 136,5 - P 12,6 -
Dari  data  diatas  dapat  dihitung  bahwa  efisiensi penyisihan  yang  dibutuhkan  untuk  penyisihan  COD  sebesar 87,4% dan penyisihan untuk BOD sebesar 87,9% agar effluen yang dihasilkan dapat memenuhi baku mutu.

## B. Penetapan  unit dan kriteria desain IPAL
Unit  IPAL  yang  direncanakan  adalah  unit Anaerobic Filter  (AF) dan  unit Anaerobic  Baffled  Reactor  ( ABR). Masing-masing  IPAL    dilengkapi  dengan  unit  bak  ekualisasi dan  bak  pengendap.  Bak  ekualisasi  berperan  sebagai  unit stabilisasi  debit  dan  kualitas  air  limbah  sehingga  mencegah terjadinya  lonjakan  hidrolik  maupun  organik.  Sedangkan  bak pengendap  berfungsi  sebagai  pengendapa  awal  yang  mampu mengendapkan  partikel  diskrit  maupun  tersuspensi  sehingga mampu  mengurangi  beban  air  limbah  yang  masuk  ke  unit pengolah biologis. Adapun kriteria desain dari masing-masing unit IPAL dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2.
Kriteria desain Unit IPAL direncanakan Anaerobic Filter
Anaerobic Baffled Reactor Organic Loding : 0,4 -5 kg COD /m 3 x hari Rasio SS/COD : 0,35 – 0,45 HRT di bak pengendap   : 2 jam HRT di bak pengendap   : 2 jam HRT di tangki AF : 24 – 48 Jam Velocity upflow : 1,4- 2 m/jam BOD removal  : 70 – 90% Panjang kompartemen < 50% - 60% dari tingginya Rasio SS/COD : 0,35 – 0,45 Organic loading : < 5 kg COD/m 3 .hari Luas spesifik media:80 - 180 m 2 /m 3
3
HRT : ≥ 8 jam
Massa kosong filter  : 30 – 45 % Volume lumpur pada septic tank  ≥ 4 L/m 3
BOD in dan pada tangki pertama ≥ 1,4 L/m 3 BOD
rem Velocity upflow : < 2 m/jam Rasio SS/COD : 0,35 – 0,45

## C. Pehitungan Dimensi IPAL
1.) Dimensi Anaerobic Filter
Perhitungan dimensi Anaerobic Filter didasarkan pada modul DEWATS. Hasil dari perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 3. Dimensi unit IPAL AF hasil perhitungan Parameter Dimensi Bangunan (m) Bak Ekualisasi Bak Pengendap Anaerobic Filter Panjang 2,2 10,5 1.25 Lebar 1,1 2,5 0.6 kedalaman 1,3 1,25 1,25
Jumlah unit AF yang digunakan sebanyak 6 buah.
2.) Dimensi Anaerobic Baffled Reactor
Perhitungan dimensi Anaerobic baffled reactor didasarkan  pada  modul  DEWATS.  Hasil  dari  perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4. Dimensi unit IPAL ABR hasil perhitungan
Parameter Dimensi Bangunan (m) Bak Ekualisasi Bak Pengendap Anaerobic Baffled Reactor Panjang 2,2 8 1.25 Lebar 1,1 2 0.6 kedalaman 1,3 1,5 1,25
Jumlah unit ABR  yang digunakan sebanyak 7 buah.

## D. Mass balance
Perhitungan  kesetimbangan  massa  ( mass  balance) dibutuhkan  untuk  mengetahui  beban  air  limbah  pada    tiap kondisi  baik  sebelum  maupun  sesudah  melewati  unit  IPAL. Pembebanan  dilakukan  dengan  mengalikan  debit  dengan konsentrasi  BOD  dan  COD.  Hasil  dari  perhitungan mass balance dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar. 1. Diagram Mass Balance unit IPAL AF
Gambar. 2 . Diagram Mass Balance unit IPAL ABR
Perhitungan mass balance ini tidak menggunakan prinsip rasio F/M  dikarenakan beban oragnik sudah distabilkan dalam bak ekualisasi.
Gambar.  3. Denah unit IPAL AF(tanpa skala)
Gambar . 4. Potongan memanjang unit IPAL AF(tanpa skala)
Gambar.  4. Denah unit IPAL ABR (tanpa skala)
Gambar. 5. Potongan memanjang unit IPAL ABR (tanpa skala)
Gambar.  6. Potongan Bak ekualisasi dan pompa resirkulasi (tanpa skala)

## F. Rencana Anggaran Biaya
Perhitungan  Rencana  Anggaran  Biaya  menghasilkan bahwa  unit  AF  membutuhkan  biaya  konstruksi  sebesar  Rp 178.383.868,-  dan    Rp  4.688.912,-/  bulan  untuk  biaya operasional  dan  perawatannya.  Sedangkan  Unit  IPAL  ABR membutuhkan  biaya  konstruksi  sebesar  Rp  239.247.347,-  dan Rp  4.688.912,-/  bulan  untuk  biaya  operasional  dan perawatannya.

## IV. KESIMPULAN
Dari hasil perencanaan didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Hasil  perhitungan  desain  IPAL Anaerobic  filter dimensi bak  ekualisasi  (2,2  m  x  1,1  m  x  1,3  m), septic  tank kompartemen I (7 m x 2,5 m x 1,25) kompartemen II (3,5 m  x  2,5  m  x    1,25  m),  AF    tiap  kompartemen  (1,25  m  x 0,56 m x  1,25 m) sebanyak 6 buah.
2. Perhitungan  desain  IPAL Anaerobic  Baffled  Reactor menghasikan dimensi bak ekualisasi  (2,2 m x 1,1 m x 1,3
m), septic  tank (8  m  x  2  m  x  1,5  m),  ABR  tiap kompartemen  (0,75 m x 4 m x 1,5m) sebanyak 7 buah.
3. Rencana Anggaran Biaya Unit AF Rp 178.383.868,- biaya OM  Rp  4.688.912,-/  bulan.  Sedangkan  Unit  ABR  Rp
239.247.347,- serta biaya OM Rp 4.677.801,-/  bulan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim.    2014. Jumlah  Penduduk  Kota  Surabaya .  Dinas Kependudukan Dan Catatan Sipil Kota Surabaya
[2] Anonim.  2012b.  Daftar  Pusat  Pertokoan  di  Kota  Surabaya. (http://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_pusat_Pertokoan_di_Surabaya) diakses pada 29 Januari 2014
[3] The, E.N. 2013. Analisis Perilaku Belanja Di Mall Berdasarkan Factor Usia  Da  Gender  Di  Tunjungan  Plaza  Dan  Galaxy  Mall .  Calyptra:
Jurnal Ilmiah Mahasiswa Universitas Surabaya 2,1: 2-3.
[4] Tchobanoglous  G.,  Burton  F.L.,  Stensel  H.D.,  2003. Wastewater Engineering,  Treatment  and  Reuse  Fourth  Edititon .  New  York  :
McGraw-Hill Companies.
[5] Anonim. 2012. Berlanjut Ikan Mati di Kali Surabaya . (http://regional.Kompas.com/read/2012/05/30/03172018/Berlanjut.Ikan. Mati.di.Kali.Surabaya) diakses pada 28 Januari 2014
[6] Anonim. 2013. 62 persen pencemaran Kali Surabaya limbah domestik. (http://www.antaranews.com/berita/367264/62-persen-pencemaran-
Kali-Surabaya-limbah-domestik). diakses pada 29 Januari 2014
[7] Praditya, A. 2013. Desain Alternatif Instalasi Pengolahan Air Limbah
Pusat  Pertokoan    dengan  Proses  Aerobic,  Anaerobic,  dan  Kombinasi Anaerobic  dan  Aerobic  di  Kota  Surabaya ,  Tugas  Akhir  di  Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITS. Surabaya
[8] Sasse,  L.  1998. DEWATS;  Decentralized  Wastewater  Treatment  In Developing Countries. Bremen: BORDA
[9] Pitoyo, E. 2014. Penelitian Faktor Jam Puncak Pemakaian Air Bersih Pada  2  (dua)  Pusat  Pertokoan  di  Kota  Surabaya. Tugas  Akhir  di
Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITS. Surabaya
[10] Hardiansyah,  F.  2014. Penelitian  Kuantitas  dan  Kualitas  Air  Limbah Pada  2  (dua)  Pusat  Pertokoan  di  Kota  Surabaya. Tugas  Akhir  di Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITS. Surabaya