Pra-Rancangan Instalasi Pengolahan Air Limbah (Ipal) Industri Batik (Studi Kasus Batik Sembung, Sembungan Rt.31/Rw.14, Gulurejo, Lendah, Kulonprogo)
Preliminary design of Waste Water Treatment Plant (WWTP) fr Batik Industry (A Case Study at Batik Sembung, Sembungan Rt.31/Rw.14, Gulurejo, Lendah, Kulonprogo)
Sri Hastutiningrum 1 a* , Purnawan 2 a
a Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta, Indonesia
Artikel histori :
Diterima November 2017 Diterima dalam revisi November 2017
Diterima Desember 2017 Online Desember 2017
ABSTRAK: Perancangan ini bertujuan untuk memberikan rancangan pengolahan limbah cair batik bagi industri batik di Yogyakarta. Beberapa parameter limbah cair batik sebelum diolah masih melebihi baku mutu, yaitu : TDS 5.325 mg/l, BOD 2.712,02 mg/l, COD 10.464,00 mg/l, dan  pH  10,5.  IPAL  dirancang  secara batch dengan  sistem  ekualisasi,  koagulasi-flokulasi, sedimentasi,  kontrol,  dan  pengering  lumpur.  Tahap  perancangan  IPAL  meliputi  menghitung ukuran  dimensi  masing-masing  unit  IPAL,  merancang  gambar  masing-masing  unit,  dan menghitung  rencana  anggaran  biaya  yang  diperlukan.  Terdapat  beberapa  unit  pada perancangan  IPAL,  salah  satunya  limbah  cair  batik  sebanyak  5,5  m 3 beserta  dimensi  yaitu  : bak  ekualisasi  (panjang  =  2,2m,  lebar  =  1,1m,  tinggi  =  2,5m),  bak  koagulasi-flokulasi (diameter  =  1,2m,  tinggi  =  1,95m),  bak  sedimentasi  (panjang  =  2,013m,  lebar  =  1,0065m, tinggi = 1m),  bak pengering  lumpur (panjang = 0,92m,  lebar = 0,46m, tinggi = 0,77m),   bak filtrasi (panjang = 2,36m, lebar = 1,18m, tinggi = 2,4m), dan bak kontrol (panjang = 1,138m, lebar  =  1,138m,  tinggi  =  1,138m).  Adapun  total  rencana  anggaran  biaya  yang  dibutuhkan dalam perancangan IPAL limbah cair industri batik adalah sebesar Rp 67.833.300,34. Kata Kunci : pra-rancangan; IPAL; limbah cair batik; batch ; koagulasi-flokulasi
ABSTRACT : The objective of this study was to design a batik waste water for industrial batik in  Yogyakarta.  Some  of  the  wastewater  parameters  before  the  treatment  still  exceeded  the standard  discharge.  The  parameters  were  TDS  5.325  mg/l,  BOD`s  2.712,02  mg/l,  COD`s 10.464,00 mg/l, dan pH 10,5. The design of the waste water treatment plant were consisted of equalitation,  coagulation-floculation,  sedimentation,  filtration,  control,  and  drying  bed  with batch  system.  The  stages  of  the  preliminary  design  of  WWTP  were  calculated  from  the dimensions of each unit, design result from each unit, and the costs. There were some units in the waste water treatment plant, which one of them is 5,5 m 3 batik waste, with the dimension of    equalitation  tank  (length  =  2,2m,  width  =  1,1m,  height  =  2,5m),  coagulation-floculation tank (diameter = 1,2m, height = 1,95m), sedimentation tank (length = 2,013m, width = 1,0065 m, height = 1m), drying bed tank (length = 0,92m, width =0,46m, height = 0,77m), filtration tank  (length  =  2,36m,  width  =  1,18m,  height  =  2,4m),  and  control  tank  (length  =  1,138m, width = 1,138m, height = 1,138m), The total cost required on the preliminary design WWTP of batik industry was Rp 67.833.300,34.
Keywords: pre-design;  WWTP;  waste  water  of  domestic  batik  industry;  batch;  coagulation- floculation
* Corresponding Author: Email: hastuti19@yahoo.com
1. Pendahuluan (Introduction)
Seni  batik  merupakan  keahlian  yang  turun  temurun, merupakan  salah  satu  sumber  penghidupan  yang memberikan  lapangan  kerja  yang  cukup  luas  bagi masyarakat  Indonesia  terutama  daerah  Yogyakarta. Yogyakarta  sebagai  daerah  tujuan    wisata  mendorong pertumbuhan sektor industri kecil, salah satu industri yang berkembang  adalah  batik  sebagai  ciri  khas  kota Yogyakarta.
Perkembangan  industri  batik  di  Indonesia  melalui beberapa  tahapan,  mulai  dari  seni  kerajinan  yang  biasa dikerjakan sebagai industri rumah tangga, hingga produksi yang  diorganisasikan  dalam  perusahaan-perusahaan  batik. Pertumbuhan  ekonomi  ternyata  membuat  batik  dapat menyesuaikan diri dengan beragam jenis kerajinan lainnya yang berasal dari Yogyakarta.
Banyaknya  industri  batik  di  Yogyakarta  memberikan pengaruh positif dan negatif khususnya bagi lingkungan di sekitar  industri  itu  sendiri.  Adapun  pengaruh  positif  dari
Citasi: Sri  Hastutiningrum,  Purnawan,  2017,  Pra-Rancangan  Instalasi  Pengolahan  Air  Limbah  (Ipal)  Industri  Batik  (Studi  Kasus  Batik  Sembung, Sembungan Rt.31/Rw.14, Gulurejo, Lendah, Kulonprogo) . Eksergi, 14(2), 52-61
industri  batik  adalah  melestarikan  kebudayaan  Indonesia, membuka  lapangan  pekerjaan,  sehingga  menambah pendapatan  bagi  masyarakat  setempat.  Sedangkan, pengaruh  negatif  pada  lingkungan  dapat  timbul  apabila limbah  cair  industri  batik  tersebut  langsung  dibuang  ke lingkungan  tanpa  adanya  pengolahan  terlebih  dahulu sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan sekitar. Salah satu industri batik yang ada di Yogyakarta adalah batik  Sembung.  Batik  Sembung  merupakan  industri  batik rumah  tangga  yang  terletak  di  Dusun  Sembungan RT.31/RW.14,  Kel.  Gulurejo,  Kec.  Lendah,  Kab.  Kulon Progo,  industri  batik  ini  telah  berdiri  sejak  tahun  2010. Faktor  yang  mendasari  berdirinya  industri  batik  ini  yaitu faktor ekonomi dan keahlian yang dimiliki.
Batik yang dihasilkan merupakan jenis batik klasik dan modern  yang proses pembuatannya dengan cara tulis atau cap, sedangkan untuk motif batik mengikuti perkembangan  zaman  mengikuti  keinginan  konsumen. Industri  batik  Sembung  mampu  memproduksi  rata-rata 100  lembar  kain  batik  per  harinya,  dengan  banyaknya produksi  yang  dilakukan  menghasilkan  limbah  cair  yang berasal  dari  proses  pencucian  kain  batik  yang  telah diproduksi.
Limbah  yang dihasilkan pengrajin  batik adalah  limbah cair  yang  mengandung  kadar  BOD,  COD,  TDS,  TSS, kekeruhan  dan  zat  warna.  Warna  limbah  yang  dihasilkan rata-rata  bewarna  merah  kehitaman.  Secara  estetika  dan kesehatan  hal  tersebut  melebihi  syarat-syarat  kualitas  air limbah  yang ditetapkan oleh pemerintah Daerah Istimewa Yogyakarta.
Usaha yang dilakukan sebelum limbah cair dibuang ke lingkungan adalah dengan menggunakan bak-bak pengendap  dan  langsung  dibuang  ke  lingkungan.  Namun pada  kenyataannya  upaya  tersebut  belum  optimal  karena tidak  dilakukan  pengolahan  yang  lebih  baik  guna memperbaiki  kualitas  air  limbah  cucian  kain  batik tersebut.
Upaya untuk memperkecil dampak negatif yang terjadi akibat  pembuangan  limbah  ke  lingkungan  perairan  perlu dilakukan  pengolahan  limbah.  Pertimbangan  utama  untuk pengolahan limbah cair industri batik rumah tangga adalah biaya,  sehingga  diperlukan  penanganan  dengan  teknologi yang tepat dan sederhana dengan biaya yang relatif murah. Salah  satu  alternatif  penanganan  limbah  cair  batik  rumah tangga  dengan  cara  kombinasi  koagulasi-flokulasi  dan filtrasi.

## 1.1 Umum
Yogyakarta  selain  dikenal  kota  pendidikan,  juga  dikenal sebagai  kota  budaya.  Sebagai  kota  budaya,  Yogyakarta banyak  menyimpan  peninggalan–  peninggalan  sejarah, juga  kesenian–kesenian  yang  mempunyai  nilai  seni  yang tinggi.  Salah  satu  karya  seni  yang  sangat  terkenal  dari Yogyakarta adalah kain batik.
Menurut  arti    kamusnya  batik  yaitu  gambaran  atau hiasan  pada  kain  yang  pengerjaannya  melalui  proses penutupan dengan  bahan  lilin atau  malam  yang kemudian diberi warna. Sedangkan kain batik itu sendiri adalah kain bergambar  dan  berhias  yang  proses  pembuatannya
dilakukan  secara  khusus  dengan  menggunakan  lilin  atau malam (Setiawati,P. 2004).
Awalnya  fungsi  kain  batik  hanya  digunakan  untuk keperluan  busana  tradisional  dikalangan  keraton,  yang tumbuh dan berkembang dengan budaya jawa yang masih kental. Proses pengerjan batik pun mengalami perkembangan,  tidak  terbatas  pada  batik  tulis  saja  tetapi berkembang pula menjadi batik cap dan batik printing.

## 1.2.Pengertian Air Buangan
Menurut  Sugiharto  (1987),  air  buangan  adalah  air  yang mengandung kotoran, buangan atau bahan pencemar yang berasal  dari  aktifitas  manusia  sehari-hari,  baik  dari kegiatan rumah tangga, pertanian, dan juga berasal dari air tanah sebagai air buangan.
Air buangan diartikan sebagai kejadian  masuknya atau dimasukannya  benda  padat,  cair,  dan  gas  ke  dalam  air dengan  sifatnya  berupa  endapan  atau  padat,  padat tersuspensi, terlarut, koloid, emulsi yang menyebabkan air dimaksud  harus  dipisahkan  atau  dibuang  dengan  sebutan air buangan (Tjokrokusumo, 1998).
Menurut  (Tjokrokusumo,  1998)  karakteristik  air buangan dibedakan menjadi tiga golongan yaitu:
1. Karakteristik Fisik
Karakteristik fisik air buangan ditentukan dari parameter – parameter:
a. Solid (zat padat)
b. Temperatur
c. Warna
d. Bau
2. Karakteristik kimia Karakteristik kimia air buangan ditentukan dari parameter – parameter:
a. Zat organik
b. Zat anorganik
c. Gas-gas
3. Karakteristik biologi Karakteristik biologi pada umumnya ditentukan dari parameter– parameter:
a. Kelompok  mikroorganisme  yang  tedapat dalam air limbah
b. Organisme pathogen yang ada.

## 1.3 Karakteristik Limbah Cair Batik
Menurut  Sugiharto  (1987),  untuk  mengetahui  lebih  jelas tentang  limbah  cair  yang  dihasilkan  dari  industri  maka perlu  diketahui  secara  detail  mengenai  kandungan  yang ada  pada  limbah  cair  tersebut.  Setelah  dianalisis  ternyata karakteristik  limbah  cair  dapat  digolongkan  menjadi  tiga, yaitu fisik, biologi, dan kimia.
Tabel 1. Karakteristik limbah cair industri batik Sembung
No Parameter Satuan Hasil 1 TSS mg/L 40 2 TDS mg/L 5.325 3 BOD 5 mg/L 2.712,02 4 COD mg/L 10.464,00 5 pH 10,5
Berdasarkan  pemeriksaan  yang  dilakukan  dapat  diketahui karakteristik limbah cair batik Sembung adalah seperti pada Tabel 1.
Hasil  pemeriksaan  tersebut  masih  di  atas  baku  mutu  yang telah ditetapkan. Adapun baku mutu air limbah batik adalah seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Parameter baku mutu air limbah batik No Parameter Satuan Kadar Maksimum 1 TSS mg/L 200 2 TDS mg/L 1000 3 BOD 5 mg/L 50 4 COD mg/L 100 5 pH 6,0 – 9,0
Sumber : Pergub DIY No. 7 Tahun 2010

## 1.4 Zat Warna
Zat warna adalah senyawa yang dapat dipergunakan dalam bentuk  larutan  atau  disperse  terhadap  suatu  bahan  lain, sehingga  penampangnya  berwarna.  Warna  air  limbah dapat dibedakan menjadi dua yaitu warna sejati dan warna semu. Warna yang disebabkan oleh senyawa organik yang mudah  larut  dan  beberapa  ion  logam  ini  disebut  warna sejati,  jika  air  tersebut  mengandung  kekeruhan  atau adanya  bahan  tersuspensi  dan  juga  oleh  penyebab  warna sejati  maka  warna  tersebut  dikatakan  warna  semu (Chatib,B. 1989) .
Zat warna adalah suatu senyawa organik yang komplek yang  dapat  dipertahankan  didalam  jaringan  molekul- molekul  zat  warna  merupakan  gabungan  dari  zat  organik yang  tidak  jauh,  sehingga  zat  warna  harus  terdiri  dari kromosfor sebagai pembawa warna dan ausokrom sebagai pengikat antara warna dengan serat.
Zat  warna  yang  digunakan  pada  pembuatan  batik Sembung  adalah  zat  warna  synthetis  yaitu  indigosol  dan napthol.
Indigosol  adalah  zat  warna  bejana  larut,  yaitu  senyawa leuco dari zat warna yang distabilkan, dalam pencelupannya perlu dibangkitkan warnanya dengan  jalan hidrolisa dan oksidasi.
Napthol  adalah  zat  warna  yang  tidak  larut  dalam  air, terdiri  dari  dua  komponen  yaitu  napthol  dan  garam diazonium.  Kedua komponen tersebut bergabung  menjadi senyawa  bewarna  jika  sudah  dalam  larutan.  Berdasarkan PP  No  101  Tahun  2014  bahwa  zat  pewarna  synthetis tersebut masuk dalam kategori limbah B3 karena memiliki sifat  karsinogenik,  sehingga  berbahaya  bagi  manusia  dan makhluk hidup lainnya.

## 1.5 BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Biochemical  Oxygen  Demand  (BOD)  atau  kebutuhan oksigen biologis yaitu banyaknya oksigen yang dibutuhkan  oleh  mikroorganisme  untuk  menguraikan bahan–bahan  organik  yang  terkandung  didalam  air  pada kondisi aerobik (Chatib,B. 1989).
Nilai BOD menunjukkan jumlah zat organik sesungguhnya,  tetapi  hanya  mengukur  jumlah  bahan oksigen  yang  dibutuhkan  untuk  mengoksidasi  bahan– bahan  buangan  tersebut.  Jika  konsumsi  oksigen  tinggi
yang  ditunjukkan  dengan  semakin  kecilnya  oksigen terlarut,  maka  berarti  kandungan    bahan–bahan  buangan membutuhkan  oksigen  tinggi.  Sebenarnya  peristiwa penguraian  bahan  organik  melalui  proses  oksidasi  oleh mikroorganisme  di  dalam  air  adalah  yang  mudah  terjadi apabila  air  lingkungan  mengandung  oksigen  yang  cukup (Wardana, 1995).

## 1.6 COD (Chemical Oxygen Demand )
Chemical  Oxygen  Demand    (COD)  atau  kebutuhan oksigen  kimiawi  yaitu  jumlah  oksigen  yang  diperlukan agar bahan buangan yang ada didalam air dapat teroksidasi melalui  reaksi  kimiawi,  atau  banyaknya  oksigen–oksigen yang dibutuhkan untuk  mengoksidasi  zat organik  menjadi CO2 dan H2O. Pada reaksi oksigen  ini  hampir semua zat yaitu sekitar 85% dapat teroksidasi menjadi CO2 dan H2O dalam suasana asam, sedangkan penguraian secara biologi (BOD)  tidak  semua  zat  organik  dapat  diuraikan  oleh bakteri (Fardiaz, 1992).

## 1.7 Kekeruhan
Kekeruhan  yaitu  adanya  benda–benda  tercampur  atau larutan  didalam  air  yang  disebabkan  adanya  partikel– partikel kecil dan koloid yang berukuran 10 µm sampai 10 mm.  Partikel–partikel  kecil  dan  koloid  tersebut  sangat bervariasi  baik  jenis  maupun  ukurannya,  untuk  partikel bermuatan  besar  dapat  disingkirkan  dengan  jalan pengendapan  atau  penyaringan,  sedangkan  untuk  partikel dengan ukuran  yang kecil seperti tersuspensi koloid perlu ada  bahan  atau  alat  bantu  untuk  mengendapkan  partikel tersebut.
Partikel padat pada prinsipnya dapat dipisahkan dengan proses  gravitasi,  namun  demikian  mengendapkan  ukuran partikel  yang  bervariasi,  waktu  yang  diperlukan  untuk pengendapan  juga  bervariasi,  mengenai  hubungan  antara besarnya ukuran partikel dengan lama waktu pengendapan dapat dilihat pada Tabel 3.

## 1.8 TDS (Total Suspended Solid)
Zat  padat  tersuspensi  (Total  Suspended  Solid)  adalah semua  zat  padat  (pasir,  lumpur,  dan  tanah  liat)  atau partikel-partikel    yang  tersuspensi  dalam  air  dan  dapat berupa  komponen  hidup  (biotik)  seperti  fitoplankton, zooplankton,  bakteri,  fungi,  ataupun  komponen  mati (abiotik) seperti detritus dan partikel-partikel anorganik. Zat padat tersuspensi merupakan tempat berlangsungnya  reaksi-reaksi  kimia  yang  heterogen,  dan berfungsi  sebagai  bahan  pembentuk  endapan  yang  paling awal  dan  dapat  menghalangi  kemampuan  produksi  zat organik  di  suatu  perairan.  Penetrasi  cahaya  matahari  ke permukaan dan bagian yang lebih dalam tidak berlangsung efektif  akibat  terhalang  oleh  zat  padat  tersuspensi, sehingga fotosintesis tidak berlangsung sempurna. Sebaran zat  padat  tersuspensi  di  laut  antara  lain  dipengaruhi  oleh masukan  yang  berasal  dari  darat  melalui  aliran  sungai, ataupun  dari  udara  dan  perpindahan  karena  resuspensi endapan akibat pengikisan (Tarigan & Edward, 2003).
Tabel 3. Hubungan ukuran partikel dengan waktu
pengendapan Ukuran partikel mm Sasaran partikel Spesifikasi luas permukaan m 2 /m 3 Waktu pengendapan 10 Kerikil 6.10 2 1 detik 1 Pasir kasar 6.10 3 10 detik 10 -1 Pasir halus 6.10 4 2 menit 10 -2 Lumpur 6.10 5 2 jam 10 -3 Bakteri 6.10 6 8 hari 10 -4 Koloid 6.10 7 2 tahun 10 -5 Koloid 6.10 8 20 tahun 10 -6 Koloid 6.10 9 200 tahun
Sumber: Reynold, 1982

## 1.9 TSS (Total Suspended Solid)
Total  Suspended  Solid  (TSS)  yaitu  zat  padat  tersuspensi atau  suspended  solid  sejumlah  berat  dalam  milligram pengeringan dengan membran tersebut mengandung bahan tersuspensi  yang dikeringkan pada suhu 105oC.  Zat padat tersuspensi  dibagi  menjadi  dua  bagian  yaitu  zat  padat terapung dan zat padat terendap. Zat padat terendap dapat bersifat anorganik dan organik. Pengendapan zat padat ini di  dasar  air  akan  mengganggu  kehidupan  di  dalam  air, juga  akan  mengalami  dekomposisi  yang  menyebabkan menurunnya kadar oksigen terlarut disamping menimbulkan bau busuk (Djayadiningrat, 1992).

## 1.10 Pengaruh Air Buangan Industri Batik Terhadap Lingkungan
Menurut  Djayadiningrat  (1992),  dampak  terhadap  badan air,  maka  air  buangan  industri  dikualifikasikan  sebagai berikut:
1. Zat  organik  terlarut  (BOD)  dan  zat  kimia  terlarut (COD)
Penyebab  menurunnya  kadar  oksigen  terlarut dalam air, sehingga  badan air tersebut  mengalami kekurangan  oksigen  yang  sangat  diperlukan  oleh kehidupan  air  ( aquatic  life )  dan  menyebabkan menurunnya kualitas badan air.
2. Total zat padat tersuspensi (TSS) Pengendapan  zat  di  dasar  badan  air,  akan mengganggu  kehidupan  di  dalam  badan  air tersebut.  Juga  yang  menyebabkan  menurunnya kadar  oksigen  terlarut  disamping  menimbulkan bau busuk dan pemandangan yang tidak sedap.
3. Minyak dan bahan – bahan terapung Penyebab  kondisi  tidak  sedap  dan  terganggunya penetrasi  sinar  matahari,  serta  masuknya  oksigen kedalam badan air adalah bahan-bahan terapung.
Menurut    Sugiharto  (1987),  untuk  mengolah dampak  buangan  diperlukan  suatu  pengolahan yang  baik  dan  memenuhi  kesehatan.  Air  buangan
industri batik yang tidak ditangani akan menyebabkan:
a. Membahayakan kesehatan manusia karena  dapat  merupakan  pembawa  suatu penyakit kulit.
b. Pewarna yang digunakan bersifat karsinogenik  yang  dapat  menyebabkan penyakit kanker pada manusia.
c. Bahan-bahan  kimia  pembantu  lainnya seperti  soda  api,  natrium  silikat  juga berbahaya terhadap kulit, dapat menyebabkan iritasi bahkan luka bakar.
d. Dapat merusak atau membunuh kehidupan  yang  ada  di  dalam  air,  seperti ikan dan makhluk hidup lain didalamnya.
e. Dapat  merusak  keindahan  (estetika), karena  membuat  air  bewarna  menjadi berbau busuk dan menimbulkan pencemaran  yang  tidak  sedap  dipandang terutama  didaerah  hilir  sungai  yang merupakan daerah rekreasi.

## 1.11 Alat Pengolah Limbah Cair Industri Batik
Susunan alat pengolahan limbah cair  industri batik setelah dilakukan pra– rancangan adalah sebagai berikut:

## a. Bak Penampung Awal
Bak  ini  berfungsi  untuk  menampung  limbah  cair sebelum  dilakukan  pengolahan  lebih  lanjut.  Dalam bak ini air limbah tidak dilakukan perlakuan apapun, tetapi  merupakan  suatu  cara  untuk  meningkatkan efektifitas dari proses selanjutnya. Bak ini bertujuan untuk  mengatur  fluktuasi  air  limbah  dari  segi kualitas dan kuantitas yang disebabkan oleh beragam aktifitas yang dilakukan dalam menghasilkan limbah dan jadwal aktivitas yang tidak tetap agar kecepatan aliran  konstan,  sehingga  pengolahan  optimun  dapat dicapai.
Adapun kriteria perancangan untuk bak penampung dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Kriteria perancangan untuk bak penampung
No Kriteria Satuan Nilai 1 Beban permukaan M 3 /m 2 .hr 32-48 2 Weir loading m 3 / hr 125-500 3 Waktu tinggal Jam 1-4 4 Kedalaman bak M 2,5-3,7 Sumber : Metcalf and Eddy, 1979
Rumus  yang  biasa  digunakan  dalam  perhitungan dimensi bak penampung awal
permukaan beban buangan air debit A permukaan Luas  (1) ) ( ) ( Q debit bak volume dtk tinggal Waktu  (2)

## b. Bak Koagulasi dan Flokulasi
Koagulasi  adalah  proses  untuk  menyatukan  butir– butir  (gumpalan)  dengan  jalan  memberikan  bahan kimia  yang  disebut  koagulan  dan  kemudian dilanjutkan  dengan  pengadukan  cepat,  sedangkan flokulasi  adalah  proses  pembentukan  flok  dengan pengadukan lambat.
Koagulasi merupakan proses pencampuran bahan kimia  pada  suatu  pengolahan  air  untuk  membantu proses  pembentukan  flok–flok  dari  bahan  kolodial dalam suatu air. Jenis koagulan umumnya dipergunakan  garam  besi  (Fe)  atau  garam  alumina (Al)  dalam  senyawa  kimia  Fe(SO 4 )  atau  Al 2 (SO 4 ) 3
dan  kadang  –  kadang  dipergunakan  senyawa polielektrolit sebagai pembantu koagulan (Tjokrokusumo, 1998). Menurut   Reynolds (1982), tujuan dari koagulasi pengolahan  air  adalah  mendestabilkan  suspensi kontaminan,  sehingga  partikel  dapat  bergabung  dan membentuk flok dan kemudian memisahkan dengan air  dalam  sedimentasi.  Sifat  koloidal  air  dalam sistem  adalah  tetap  sehingga  dikatakan  terstabilkan dikarenakan adanya elektrostatis pada koloid karena pada  umumnya  muatan  koloid  adalah  negatif  dan saling  tolak  menolak,  maka  koloid  tetap  tinggal dalam  larutan.  Gaya  tarik  menarik  disebabkan  oleh gaya Van Der Waals , sedangkan gaya tolak menolak disebabkan  oleh  gaya  elektrostatis  dari  disperse koloid.  Kekuatan  dari  gaya  ukur  dengan  beda potensial  tekanan  atau  potensial  ini  mengukur muatan partikel koloid tanpa  menghiraukan  jarak di mana  muatan  terjadi,  semakin  besar  beda  potensial akan  semakin  besar  tolak  menolak  antara  partikel koloid. Demikian pula masuknya ikatan air semakin menstabilkan koloid, koloid semakin stabil memiliki permukaan  lapisan  di  bagian  luar  batas  lapisan ikatan air sedangkan koloid yang tidak stabil berada di dekat batas bagian luar lapisan tetap.
Pengolahan  secara  koagulasi  flokulasi  untuk menurunkan  padatan  tersuspensi  menggunakan bahan  koagulan  berupa  tawas  atau    Al 2 (SO 4 ) 3 . Larutan Al 2 (SO 4 ) 3 digunakan sebagai bahan pengolah  limbah  cair  organik  secara  kimia.  Bahan ini berfungsi sebagai pemecah, sekaligus penggumpal  bahan  –  bahan  organik  dalam  air,  baik non  biodegradable (tidak  dapat  diuraikan  secara biologi) maupun yang biodegradable (dapat diuraikan secara biologi).
Jumlah  yang  dibutuhkan  dipengaruhi  oleh  jenis bahan  koagulan,  karakteristik  air  limbah,  serta kecepatan  dan  lama  pengadukan.  Di  dalam  praktek dosis  bahan  koagulan  ditentukan  dengan  percobaan jar test ( Reynold, 1982 ).
Pada  1687,  Isaac  Newton  menunjukan  bahwa partikel  yang  jatuh  pada  aliran  fluida  yang  tenang mempercepat sampai tahanan gesek atau tarik, sama dengan  gaya  gravitasi  pada  partikel.  (Davis, Mackenzie  L.,    2002).  Tiga  gaya  tersebut didefinisikan sebagai berikut :
a. Gaya berat ( gravity force ) : F g b. Gaya apung ( bouyant force ) : F b c. Gaya seret ( drag force ) : F d
Dimana :
p s g V g F   (3) p b V g F   (4) 2 2 V A C F p D D   (5)
Gambar 1 . Gaya bekerja pada partikel yang jatuh bebas pada fluida
Neraca gaya: Suatu partikel dapat mengendap jika:
Gaya berat > gaya apung + gaya seret
Maka  ditetapkan  hukum  Newton  pada  peristiwa tersebut
Gaya berat – gaya apung – gaya seret = gaya percepatan
F g - F b - F d = m p .a (6)
Sementara itu drag force  dipengaruhi oleh : bentuk, kekasaran,  ukuran,  kecepatan  gerak  partikel,  rapat massa, kekentalan air.
F d = ½ (C d .A p .ρ w .V s 2 ) (7)
Koefisien drag merupakan  fungsi  dari  bentuk partikel dan bilangan Reynold (Re)
C d =  0,4 (aliran turbulen)   s v dp  Re (8)
Keterangan: F d : gaya hambatan A p : luas proyeksi partikel V s : kecepatan gerak partikel C d : koefisien hambatan ρ s : rapat massa partikel ρ w : rapat massa air
F b F d F g
g : percepatan gravitasi
V p : volume partikel m p : massa partikel
a
: percepatan d p : diameter partikel µ : angka kekentalan dinamis ρ : rapat massa air Vs : kecepatan gerak partikel Re : bilangan Reynold
Pada proses koagulasi diperlukan pengadukan cepat, tujuan  pengadukan  cepat  pada  proses  ini  untuk menghasilkan turbulensi air sehingga dapat terdispersikan  bahan  kimia  secara  merata.  Secara umum  pengadukan  cepat  dilakukan  pada  gradien kecepatan  (300-1000/  detik)  selama  5  hingga  60 detik.
Sedangkan  pada  proses  flokulasi  menggunakan pengadukan  lambat,  pengadukan  lambat  bertujuan untuk menghasilkan energi hidrolik yang lebih kecil, aliran  dibuat  relatif  lebih  tenang  dan  menghindari terjadinya turbulensi.
Adapun    kriteria  bak  koagulasi  yang  menjadi dasar  perhitungan  dalam  menentukan  dimensi  bak koagulasi–flokulasi  dapat  dilihat  pada  Tabel  5, sedangkan untuk kriteria bak flokulasi pada Tabel 6.

## Tabel 5. Kriteria desain bak koagulasi
Kriteria Besaran Satuan Gradien kecepatan (G) 500 – 1500 Det -1 Pengaduk Kt 4,60 Kecepatan putar pengaduk 40 – 125 Rpm Waktu tinggal 15 – 60 Det Sumber: Reynold, 1982 Tabel 6. Kriteria desain bak flokulasi Kriteria Besaran Satuan Gradien kecepatan (G) 50 – 100 Det -1 Pengaduk Kt 0,32 Kecepatan putar pengaduk 10 – 30 Rpm Waktu tinggal 30 – 60 Det Sumber: Reynold, 1982
Untuk  menghitung  ukuran  bak  koagulasi–flokulasi, digunakan rumus berikut:
Volume bak ( V ) = Q.dt (9)
Daya motor pengaduk ( P ) = G 2 .µ.V (10) v P G kecepa Gradien   ) tan( (11) s n kt P Di pengauk Diameter / 1 3 ) (         (12)
Syarat diameter impeller dengan diameter pengaduk 50 – 80 %.
Rumus  yang  digunakan  untuk  menghitung  ruang pengendapan, adalah sebagai berikut:
V = Q . dt
(13)
permukaan beban Q A  (14)
a. Bak koagulasi-flokulasi Volume tabung V= π.r 2 .t 1 b. Bak penampung lumpur Bentuk kerucut V = . π.r 2 .t 2
Keterangan:
P : daya motor pengaduk (watt)
G  : gradien kecepatan (det -1 ) µ : kekentalan dinamis (gram/cm.det)
V  : volume bak (m 3 ) Q  : debit limbah (m 3 /hari) dt  : waktu tinggal (det) t 1 : tinggi bak koagulasi (m)
t 2 : tinggi bagian pengendap lumpur (m) A  : luas permukaan (m 2 ) Kt  : ketetapan impeller n : kecepatan putar (rpm) Di  : diameter impeller (m)
: massa jenis air (1000 kg/m 3 ) r  : jari – jari tabung bak (m)
π  : 3,14 atau

## 1.12 Jenis Koagulan
Jenis  koagulan  yang  digunakan  untuk  proses  koagulasi akan  mempengaruhi  mekanisme  destabilisasi  partikel koloid,  sebab  setiap  koagulan  mempunyai  karakteristik yang berbeda-beda.
1. Aluminium sulfat
Aluminium  sulfat  {Al 2 (SO 4 )}  atau  tawas  adalah koagulan  yang  paling  banyak  digunakan,  dengan alasan  harganya  yang  relatif  murah.  Karakteristik koagulan aluminium sulfat, antara lain:
a. Dapat menurunkan pH dan alkalinitas bikarbonat
b. Range pH dimana koagulasi ini dapat bekerja dengan baik antara pH 8-10
c. Memerlukan alkalinitas tambahan (Tjokrokusumo, 1998).
Aluminium  sulfat  dalam  suasana  limbah  netral akan membentuk flok
5Al 2 (SO 4 ) 3 + 12H 2 O  5Al 2 O 3 .3SO 3 + 12H 2 SO 4
Sedangkan aluminium sulfat dalam suasana limbah basa akan membentuk flok
Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2  2Al(OH) 3 + 3Ca SO 4 + 6CO 2 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Mg(HCO 3 ) 2  2Al(OH) 3 + 3Mg SO 4 + 6CO 2
2. Ferro sulfat Ferro  sulfat  (FeSO 4 )  membutuhkan  alkalinitas dalam bentuk ion hidroksid. Alkalinitas yang biasa digunakan  adalah  Ca(OH) 2 untuk  menaikkan  pH
sampai  ion  ferro  dipresipitasi  menjadi  ferri hidroksida.
Karakteristik koagulan ferro sulfat :
a. Diatas pH 7,0 akan teroksidasi menjadi  ferri hidroksida
b. Membutuhkan alkalinitas
c. pH optimum di sekitar 9,0
d. Koagulasi terjadi dengan baik antara pH 8,5- 11
Ferro  sulfat  bereaksi  dengan  limbah  dalam suasana basa membentuk flok
FeSO 4 + Ca(HCO 3 ) 2  CaSO 4 + Fe(HCO 3 ) 2 Fe(HCO 3 ) 2  Fe(OH) 2 + 2CO 2 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O  4Fe(OH) 3
3. Polielektrolit
Polyelektrolit  adalah  polimer  berantai  panjang atau rantai bercabang. Rantai cabang mengandung kelompok  ion  seperti  :  -COOH,  -OH,  -POP 3 H 2 ,  - NH 2 + dan R 1 NR 2 +.
Polyelektrolit yang mengandung ion-ion diatas, berbeda dengan polimer non elektrolit, polyelektrolit  yang  mempunyai  berat  molekul rendah  berbeda  dengan  polimer  non  elektrolit. Tetapi  semua  polyelektrolit  larut  dalam  air, menghantar arus listrik dan dipengaruhi oleh gaya- gaya  elektrostatik  di  antara  ion-ion  yang terkandung rantai cabangnya.
Pada  prinsipnya  polimer  hampir  sama  dengan beberapa  polyelektrolit  yang  terdapat  pada  air alami. Partikel  yang terdapat pada polimer sangat tergantung  pada  tingkat  ionisasinya  pada  pH medium.  Makro  molekul  alami  dan  sintesis mempunyai  pengaruh  yang  sangat  kuat  terhadap kestabilan koloid terdispersi.
Pada proses koagulasi kadang-kadang diperlukan  koagulan  pembantu  yang  dapat diperoleh  dari  daur  ulang  flok  atau  dengan menambahkan senyawa polyelektrolit guna menghasilkan pengendapan cepat. Untuk menentukan  ketepatan  dosis  dan  koagulasi,  perlu dilakukan  analisis jar  test yang  dikerjakan  di laboratorium,  guna  memahami  lebih  jauh  tentang proses  kimia  terhadap  pengolahan  air  dengan koagulasi (Tjokrokusumo, 1998).
1.13 Bak Sedimentasi
Sedimentasi adalah suatu unit operasi untuk menghilangkan  materi  tersuspensi  atau  flok  kimia  secara gravitasi.  Proses  sedimentasi  pada  pengolahan  air  limbah umumnya  untuk  menghilangkan  padatan  tersuspensi sebelum  dilakukan  proses  selanjutnya.  Gumpalan  padatan yang  terbentuk  pada  proses  koagulasi  masih  berukuran kecil,  gumpalan-gumpalan  kecil  ini  akan  terus  bergabung menjadi  gumpalan  yang  lebih  besar  pada  proses  flokulasi. Terbentuknya gumpalan-gumpalan besar membuat beratnya  semakin  bertambah,  sehingga  karena  gaya
gravitasi  gumpalan-gumpalan  tersebut  akan  begerak  ke bawah dan mengendap pada bagian dasar bak sedimentasi. Proses  ini  digunakan  untuk  pemindahan  pasir, penghilang  partikel  pada  pengendapan  utama,  penghilang flok-flok  kimia  apabila  proses  koagulasi  kimia  digunakan dan untuk konsentrasi padatan dalam pengendapan  lumpur (Metcalf and Eddy, 1979).
Proses  pengendapan  partikel  berlangsung  akibat pengaruh  gaya  partikel  atau  berat  partikel  itu  sendiri. Pengendapan  akan  berlangsung  sempurna  apabila  aliran dalam  air  dalam  keadaan  tenang  (laminar).  Gerakan partikel  dalam  air  yang  tenang  akan  diperlambat  oleh hambatan  akibat  kekentalan  air  ( drag  force )  samapai dicapai  keadaan  (gaya  hambatan  =  gaya  berat  partikel efektif).  Berat  gaya  partikel  dalam  air  ( impelling  force ) merupakan resultant antara  gaya  berat  partikel  dan  gaya apung ( bouyant force ).
F v = ρ s . g . V p (15)
F b = ρ w . g . V p
(16)
Maka  diperoleh  rumus  untuk  mencari  gaya  berat  efektif partikel dalam air:
F i = F v – F b (17) F i = ρ s . g . V p - ρ w . g . V p (18) F i = (ρ s – ρ w ) g . V p (19)
Keterangan:
F i : gaya berat efektif partikel dalam air F v : gaya berat partikel F b : gaya apung ρ s : rapat massa partikel ρ w : rapat massa air
g : gravitasi bumi V p : volume partikel
Gaya  hambatan  yang  dialami  partikel  bergerak  dalam  air dipengaruhi  oleh  kekasaran,  ukuran,  bentuk,  kecepatan gerak  partikel,  rapat  massa  dan  kekentalan  air.  Gaya hambatan dapat diketahui dengan menggunakan rumus:
F d = ½ .C d . A p . ρ. V s 2 (20)
Keterangan:
F d : gaya hambatan C d : koefisien hambatan A p : luas proyeksi partikel ρ : rapat massa air V s : kecepatan gerak partikel
Hukum  stokes :  Ketika partikel  mengendap dengan diskrit kecepatan  pengendapan  partikel  dapat  dihitung  dan  bak dapat  di  desain  untuk  menghilangkan  ukuran  partikel tertentu.  Kecepatan  pengendapan  dalam  air  dapat ditentukan dari rumus
                p p w D w s t A V C g V    ) ( 2 (21)
Citasi: Sri  Hastutiningrum,  Purnawan,  2017,  Pra-Rancangan  Instalasi  Pengolahan  Air  Limbah  (Ipal)  Industri  Batik  (Studi  Kasus  Batik  Sembung, Sembungan Rt.31/Rw.14, Gulurejo, Lendah, Kulonprogo) . Eksergi, 14(2), 52-61
    3 2 2 2 3 4 2 2 p p p d
d d A V    (22)
Selanjutnya
= (23)
Keterangan: V t : kecepatan pengendapan ρ s : rapat massa partikel ρ w : rapat massa air
g : gravitasi bumi
V p : volume partikel A p : luas proyeksi partikel C d : koefisien hambatan d p : diameter partikel
π : 3,14 atau
Efisiensi  pengendapan  tidak  langsung  dipengaruhi  oleh kedalaman  bak,  tetapi  dipengaruhi  oleh  kecepatan pengendapan.  Untuk  memperoleh  hasil  yang  optimal, perancangan kolam pengendapan tidak harus dalam.
Tabel 7 .  Kriteria Pra-Rancangan Untuk Bak Sedimentasi
No Kriteria Satuan Nilai 1 Laju beban permukaan m 3 /m 2 .hari 24-48 2 Laju limpahan m 3 /m 2 .hari 16-85 3 HRT Jam 1-4 4 Kedalaman bak M 2-4 5 BOD removal % 70-90 6 COD removal % 60-70 7 TSS rremoval % 80-95 8 Efisiensi pengendapan % 80-95

## Sumber : Metcalf and Eddy, 1979

## 1.14 Filtrasi
Filtrasi  adalah  proses  yang  terdiri  dari  melepaskan campuran  solid  likuid  melalui  material  porus  (filter) kemudian  menahan solid  melepaskan  likuid (filtrat) secara berlanjut (Tjokrokusumo,1998).
Menurut Tjokrokusumo (1998), terdapat tiga jenis filter yakni:
a.  Media  tunggal  filter:  saringan  hanya  satu  media, yaitu pasir atau pecahan arang antrasit
a. Dual media filter: saringan dua media, yaitu pasir dan antrasit
b.Multi media filter: saringan ini menggunakan tiga media yaitu antrasit, pasir dan garnet.
Berdasarkan  pertimbangan  biaya  dan  teknologi  biaya rendah, pasir banyak dipergunakan sebagai media saring.

## 1.15 Saringan Pasir
Menurut Sugiharto (1987), Penyaringan adalah pengurangan lumpur tercampur dan partikel koloid dari air limbah  dengan  melewatkan  pada  media  yang  porous. Penyaringan  banyak  dijumpai  sebagai  pengolahan  ketiga dari  air  limbah  setelah  mengalami  proses  biologis  atau proses  fisika  kimia.  Penyaringan  akan  memisahkan  zat padat  dan  zat  kimia  yang  dikandung  air  limbah.  Terdapat dua  macam  penyaringan  yang  ada,  yaitu  saringan  pasir lambat  dan  saringan  pasir  cepat,  masing-masing  dipilih berdasarkan  pertimbangan  teknik  dan  ekonomi  dengan sasaran  utamanya,  yakni  menghasilkan  filtrat  yang  murah dengan kualitas yang tetap tinggi.
Terdapat beberapa jenis saringan pasir, yaitu :
1. Saringan pasir cepat Saringan  pasir  cepat  (SPC)  atau rapid  sand  filter
(RSF) merupakan saringan air yang dapat menghasilkan  debit  air  hasil  penyaringan  yang  lebih banyak  daripada  saringan  pasir  lambat  (SPL). Walaupun demikian saringan ini kurang efektif untuk mengatasi  bau  dan  rasa  yang  ada  pada  air  yang disaring.
2. Saringan pasir lambat Saringan  pasir  lambat  adalah  saringan  yang menggunakan  pasir  sebagai  media  filter  dengan ukuran  butiran  sangat  kecil,  namun  mempunyai kandungan kuarsa yang tinggi.
3. Saringan pasir bertekanan Suatu  saringan  pasir  dengan  tekanan  (pressure  sand filter)  prinsipnya  serupa  dengan  pasir  penyaring secara  cepat.  Bedanya  pada  sistem  ini  bahan-bahan penyaring  ditempatkan  di  dalam  suatu  wadah  atau tangki  tertutup  yang  terbuat  dari  baja,  dalam  bentuk vertikal  atau  horisontal.  Air  yang  akan  disaring dilewatkan  melalui  bahan  penyaring  dengan  tekanan 65-100 psi.
Perbedaan konstruksi dan operasi antara filter pasir lambat terhadap filter pasir cepat dapat dilihat pada Tabel 8.

## 1.16 Bak Kontrol
Bak  ini  berfungsi  sebagai  penampungan  akhir  dari  air limbah setelah melalui pengolahan–pengolahan sebelumnya.  Selain  itu  bak    ini  juga  berfungsi  sebagai kontrol  terhadap  parameter  limbah  yang  telah  diolah.  Bak kontrol dapat juga ditambahkan bioindikator berupa hewan air  untuk  memantau  effesiensi  unit  pengolahan  air  limbah secara langsung tanpa melakukan uji parameter limbah.

## 1.17  Bak Penampung Lumpur
Bak  ini  berfungsi  untuk  menampung  lumpur  endapan  dari bak  sedimentasi  yang  terbentuk  dari  proses  koagulasi flokulasi.  Bak  penampung  lumpur  juga  digunakan  sebagai bak  untuk  mengeringkan  lumpur  yang  berasal  dari  unit koagulasi flokulasi sebelum dibuang ke lingkungan.
Tabel  8. Konstruksi  dan  operasi  antara  filter  pasir  lambat terhadap filter pasir    cepat
Keterangan Filter lambat Filter cepat Kecepatan filtrasi 0,1 - 0,24 m/jam 5 – 21 m/jam Luas media filter Luas :10-2.000 m 2 Sempit : 40 – 200 m 2 Kedalaman media Kerikil :30 cm Pasir : 90 – 110 cm Kerikil : 30 - 40 cm Pasir : 60 – 70 cm Ukuran pasir 0,25 – 0,3 mm 0,55 atau lebih Distribusi butir Tidak berlapis Berlapis antara butiran teringan diatas dan butiran terberat dibawah Sistem buangan Melalui pipa berlobang, cabang keluar melalui pipa utama Melalui pipa berlobang, cabang keluar melalui pipa utama Kehilangan head 6 cm awal – 120 akhir 30 cm awal – 240 cm akhir Kurun waktu 20 – 30 – 60 hari 12 – 24 – 72 hari Penetrasi unsur tersuspensi Sangat baik Sangat baik Metoda pencucian Pengerukan lapisan kotoran dan pencucian pasir Pencucian balik dan menghilangkan solida tersuspensi Jumlah air pencuci 0,2 – 0,6 % air yang disaring 4 – 6 % air yang disaring Biaya konstruksi Relatif murah Relatif mahal Biaya operasional Relatif murah Relatif mahal Depresiasi Relatif rendah Tinggi Sumber: Tjokrokusumo, 1998

## 1.18 Perancangan Terdahulu
Pra-rancangan  instalasi  pengolahan  limbah  yang  pernah dilakukan  oleh  Saba  Yulira  (2005)  pada  limbah  cair industri batik printing dengan kapasitas 80 m 3 /hari. Limbah cair  yang  dihasilkan  memiliki  parameter,  BOD  251,20 mg/L,  COD  358,86  mg/L,  TSS  292  mg/L.  Kadar  tersebut menunjukkan  bahwa  limbah cair  yang dihasilkan  masih di atas  baku  mutu,  sehingga  perlu  dilakukan  perencanaan instalasi pengolahan limbah.
Perbedaan  perancangan ini  dengan  perancangan terdahulu yaitu:
a. Sistem  pengolahan  dilakukan  secara batch ,  sedangkan perancangan terdahulu dilakukan secara kontinu.
b. Pengolahan  akhir  menggunakan  filtrasi,  mengingat studi  kasus  merupakan  industri  batik  rumah  tangga, sehingga perlu menggunakan teknologi yang sederhana dan  relatif  murah  akan  tetapi  dapat  berjalan  secara efektif.
c. Karakteristik  limbah  yang  berbeda  dari  limbah  cair batik printing

## 2.  Metode Penelitian
Obyek pra-rancangan ini dikhususkan membahas rancangan  unit  pengolahan  limbah  cair  industri  batik sembung  yang  terletak  di  Dusun  Sembungan,  Desa Gulurejo,  Kecamatan  Lendah,  Kabupaten  Kulon  Progo Daerah Istimewa Yogyakarta.
Data  yang  dibutuhkan  untuk  dasar  pelaksanaan  pra- rancangan adalah tersebut dibawah ini :
1. Metode  pengumpulan  data  yang  digunakan  yaitu dengan  studi  pustaka  mengenai  hal  –  hal  yang berkaitan  dengan  limbah  cair  industri  batik  dan teknik pengolahannya.
2. Kriteria  desain  sebagai  acuan  dalam  merancang bangunan pengolahan limbah cair industri batik.
3. Data  primer  yang  didapat  dari  survey  langsung dilapangan  untuk  mendapatkan  debit  limbah  cair industri  batik,  parameter  BOD,  COD,  TSS,  TDS, pH.
Berdasarkan  karakteristik  limbah  cair  industri  batik Sembung,secara  sistematis  proses  pengolahan  air  limbah yang direncanakan seperti pada Gambar 2.
Gambar  2. Diagram alir proses pengolahan
Langkah Pra-rancangan 1. Tahap Observasi
Pra-rancangan diawali dengan observasi lapangan,  untuk  mendapatkan  data  berkaitan dengan  proses  pencucian,  debit  limbah  cair, karakteristik  limbah  cair,  kondisi  lahan,  luas lahan dan perkiraan tata letak IPAL.
2. Tahap Kajian Setelah  mengetahui  karakteristik  limbah  cair yang  dihasilkan  dari  kegiatan  tersebut,  maka dilakukan  analisis  tentang  sistem  pengolahan yang  akan  digunakan.  Hal  ini  dapat  dilakukan dengan studi literatur. Perancangan diagram alir
Koagulasi -Flokulasi Sedimentasi Filtrasi Kontrol Dying Bed Ekuilitas
proses  pengolahan  IPAL  dilakukan  setelah mengetahui sistem pengolahan yang digunakan.
3. Tahap Pra-rancangan
Tahap selanjutnya dilakukan perhitungan mengenai  dimensi  IPAL  yang  akan  dirancang kemudian  di  gambar.  Perhitungan  rencana anggaran biaya dilakukan setelah dimensi IPAL sudah diketahui. Perhitungan biaya ini disesuaikan dengan harga bahan setempat, upah setempat, keamanan dan transportasi material.
4. Tahap Penyusunan Rancangan IPAL Penyusunan  perancangan  IPAL  dilakukan dengan  diawali  tentang  latar  belakang,  tinjauan pustaka,  dasar  hukum,  diagram  alir,  rencana anggaran biaya, dan gambar teknis IPAL.

## 3.  Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Debit Air Limbah
Industri  batik  Sembung  melakukan  produksi  setiap  hari dengan  kapasitas  rata-rata  100  potong  kain  batik  perhari, dengan proses pelorodan malam, pencucian kain batik hasil produksi  dilakukan  di  satu  tempat  dengan  menggunakan beberapa  bak  pencuci.  Untuk  mengetahui  debit  air  limbah yang  dihasilkan  dari  proses  pencucian  kain  batik,  maka dilakukan  perhitungan  kapasitas  masing-masing  bak pencucian  yang  menghasilkan  jumlah  air  buangan  sebesar 5,5m 3 dengan suhu air limbah 31 0 C.

## 3.2 Hasil Uji Jar Test
Sebelum dilakukan dilakukan uji jar test limbah cair indutri batik  di  lakukan  pemeriksaan    parameter  yaitu:  TSS,TDS, BOD,  COD  dan  pH.  Setelah  mengetahui  hasil  dari pemeriksaan beberapa parameter, ternyata limbah cair batik tersebut  masih  jauh  diatas  baku  mutu,  sehingga  perlu dilakukan  pengolahan  air  limbah  untuk  menurunkan parameter air limbah.
Sebelum dilakukan pengolahan air limbah, dilakukan uji jar  test untuk  mengetahui  dosis  koagulan  yang  akan digunakan pada pengolahan air limbah. Berikut hasil uji jar test dosis koagulan:
Dosis Koagulan (Tawas 5%)   : 16 mL/ 250 mL Dosis Superflok 0,2 % : 5 mL/ 250 mL Hasil  pemeriksaan  parameter  sampel  limbah  cair  batik sebelum pengolahan dan sesudah uji jar test ada pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Sebelum Dan Sesudah Uji Jar Test No Parameter Satuan Hasil Sebelum Hasil Sesudah Baku Mutu 1 TSS mg/L 40 97 200 2 TDS mg/L 5.325 5.720 1000 3 BOD 5 mg/L 2.712,02 620,08 50 4 COD mg/L 10.464,00 1.616,00 100 5 pH 10,5 7,13 6,0-9,0
Dari hasil pemeriksaan parameter sampel limbah cair batik yang  melebihi  baku  mutu,  sehingga  perlu  dilakukan pengolahan limbah cair batik, untuk mengurangi pencemaran lingkungan

## 3.3 Dimensi Alat
Perancangan IPAL  industri  batik terdiri dari  beberapa unit yaitu:  bak  ekualisasi  ,  bak  koagulasi-flokulasi,  bak sedimentasi, filtrasi, bak kontrol dan drying bed .
Proses  awal  perancangan  IPAL  dilakukan  dengan perhitungan dimensi masing-masing unit. Adapun perhitungan  masing-masing  unit  tersebut  adalah  sebagai berikut:
a . Bak Ekualisasi Desain ekualisasi  berbentuk persegi panjang Limbah yang dihasilkan Q = 5,5 m 3 / hari Tinggi yang diambil: 2,5 m Panjang bak = 2,2 m Lebar = 1,1 m
b. Bak Koagulasi-Flokulasi
Desain bak koagulasi-flokulasi berbentuk tabung Limbah  yang  dihasilkan  5,5  m 3 /  hari,  dilakukan pengolahan  secara batch dengan  3  kali  pengolahan  dalam sehari.
Bak koagulasi-flokulasi berbentuk tabung dengan diameter: 1,2 m, jari-jari (r) = 0,6 m dan Tinggi 1,95 m.
Waktu pengadukan koagulasi : 30 det Waktu pengadukan flokulasi : 60 det Pengaduk pedal plat 4 daun, dengan Kt : 2,75 Kecepatan putaran pengaduk koagulas : 100 rpm Kecepatan putaran pengaduk flokulasi : 20 rpm
c. Bak Sedimentasi
Diketahui : Q desain pra-rancangan : 5,5 m 3 /hari Kedalaman                         : 1 m Panjang bak sedimentasi  : 2,013 m
Lebar bak sedimentasi : 1,0065 m
Waktu tinggal : 3 jam
d. Drying Bed
Volume lumpur pada ruang pengendapan = 0,33 m 3 untuk 3 x proses pengolahan
Maka, Panjang bak : 0,92 m Lebar bak : 0,46 m Tinggi bak : 0,77 m

## e. Filtrasi
Diketahui: kecepatan filtrasi (V): 0,24 m/jam Debit limbah (Q): 5,5 m 3 /hari = 0,671 m 3 /jam Panjang : 2,36 m Lebar : 1,18 m Tinggi : 2,4 m Tinggi media : 1,4 m
Kecepatan filtrasi: 0,24 m/jam
f. Bak Kontrol
Debit rata-rata dari filtrasi: 0,23 m 3 /jam Waktu tinggal yang dimbil: 2 jam Dimensi bak berbentuk kubus

## 4.  Kesimpulan
1. Objek  perancangan ini  dikhususkan  untuk
membahas  rancangan  Instalasi  Pengolahan  Air Limbah (IPAL) Industri Batik Sembung
Kulonprogo.
2. Karakteristik  air  limbah  yang  digunakan  adalah nilai yang tercantum di dalam Tabel 2.
3. Rancangan  IPAL  untuk  mengolahan  limbah industri  batik  Sembung  adalah  sebagai  berikut  : ekualisasi, koagulasi-flokulasi, sedimentasi, drying bed filtrasi, dan kontrol.
4. Proses  perancangan  IPAL  meliputi  :  menghitung dimensi  masing-masing  unit,  menggambarkan rancangan  IPAL  dan  menghitungan  rencana anggaran biaya.
5. Dimensi  bak pada perancangan IPAL adalah,  bak ekualisasi (panjang = 2,2  m, lebar = 1,1  m, tinggi =  2,5  m),  bak  koagulasi-flokulasi  (diameter  =  1,2 m,  tinggi  =  1,95  m),  bak  sedimentasi  (panjang  = 2,013  m,  lebar  =  1,0065  m,  tinggi  =  1  m),  bak drying  bed (panjang  =  0,92  m,  lebar  =  0,46  m, tinggi  =  0,77  m),  bak  filtrasi  (panjang  =  2,36  m, lebar  =  1,18  m,  tinggi  =  2,4  m),  dan  bak  kontrol (panjang  =  1,138  m,  lebar  =  1,138  m,  tinggi =1,138 m).

## Daftar Pustaka
Anonim. 2011. Pedoman Bahan Konstruksi Bangunan dan Rekayasa Sipil, Analisis Harga Satuan Pekerjaan (AHSP) Bidang Pekerjaan Umum. Kementerian Pekerjaan Umum. Jakarta Anonim. 2012. Filtrasi. Dikutip dari www.restumibrahim.blogspot.co.id , diakses pada 05 april 2016.
Anonim. 2015. Daftar Harga Material Bahan Bangunan. Dikutip dari www.pip2bdiy.com/download harga.co.id , diakses tanggal 07 Maret 2016.. Davis, Mackenzie L., 2002, Water & Wastewater Engineering Design Principles and Practice, Mc.Graw-hill International Edition : New York. Djayadiningrat. A, 1992. Pengendalian Pencemaran Limbah Industri. ITB, Bandung. Gubernur Daerah Istimewa Yogyakarta. 2010. Peraturan Gubernur Daerah Istimewa Yogyakarta Nomor  7 Tahun 2010 Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri, Pelayanan Kesehatan, Dan Jasa Pariwisata . Sekretaris Daerah. Yogyakarta Republik Indonesia. 2014. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia  Nomor 101 Tahun 2014 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya Dan Beracun . Sekretariat Negara. jakarta Reynold, Tom. D, 1982. Unit Operation and Process Environmental Engineering. Montery California. Setiawati. P, 2004. Kupas Tuntas Teknik Membatik. Absolute. Yogyakarta.
Sugiharto, 1987. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah .
Universitas Indonesia Press. Jakarta.
Tarigan, M.S dan Edward. 2003. Kandungan Total Zat Padat Tersuspensi (Total Suspended Solid) Di Perairan Raha, Sulawesi Tenggara. Bidang Dinamika Laut. Pusat Penelitian Oseanografi. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Jakarta. Makara Sains Vol. 7, No. 3 . Yulira  ,  S.  2005, Pra-Rancangan  Instalasi  Pengolahan Limbah Cair Industri Batik Printing dengan Kapasitas 80 m 3 /hari. STTL “YLH”. Yogyakarta.
.