Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Industri tahu
1. Definisi dan Proses Pembuatan Tahu
Tahu merupakan makanan yang terbuat dari bahan baku kedelai, dan
prosenya masih sederhana dan terbatas pada skala rumah tangga. Tahu adalah
makanan padat yang dicetak dari sari kedelai (Glycine spp) dengan proses
pengendapan pada titik isoelektriknya, tanpa atau dengan penambahan zat lain
yang diizinkan. Pembuatan tahu pada prinsipnya dibuat dengan mengekstrak
protein, kemudian mengumpulkanya, sehingga terbentuk padatan protein. Cara
penggumpalan susu kedelai umumnya dilakukan dengan cara penambahan bahan
penggumpal berupa asam cuka, batu tahu dan larutan bibit tahu (larutan perasan
tahu yang telah diendapkan satu malam). Secara umum tahapan proses
pembuatan tahu adalah sebagai berikut:
a. Kedelai yang telah dipilih dibersihkan dan disortasi, pembersihan
dilakukan dengan ditampi atau menggunakan alat pembersih.
b. Perendaman dalam air bersih agar kedelai dapat mengembang dan
cukup lunak untuk digiling. Lama perendaman berkisar 4- 10 jam.
c. Pencucian dengan air besih. Jumlah air yang digunakan tergantung
pada besarnya atau jumlah kedelai yang digunakan.
d. Penggilingan kedelai menjadi bubur kedelai dengan mesin giling.
Untuk memeperlancar penggilingan perlu ditambahkan air dengan
jumlah yang sebanding dengan jumlah kedelai.
9
e. Pemasakan kedelai dilakukan di atas tungku dan didihkan selama 5
menit. Selama pemasakan ini dijaga agar tidak berbuih, dengn cara
menambahkan air dan diaduk.
f. Penyaringan bubur kedelai dilakukan dengan kain penyaring. Ampas
yang diperoleh diperas dan dibilas dengan air hangat. Jumlah ampas
basah kurang 70% sampai 90% dari bobot kering kedelai.
g. Setelah dilakukan penggumpalan dengan menggunakan air asam,
kemudian diamkan sampai berbentuk gumpalan besar. Selanjutnya air
di atas endapan dibuang dan sebagian digunakan untuk proses
penggumpalan kembali.
h. Langkah terakhir adalah pengepresan dan pencetakan yang dilapisi
dengan kain penyaring sampai padat. Setelah air tinggal sedikit, maka
cetakan dibuka dan diangin-anginkan. (Idaman, N dan Wahyono Dwi
Heru. 1999:298-299)
10
Kedelai
air untuk cucian Pencucian air limbah
kedelai bersih
Air untuk rendaman Perendaman air buangan
Kedelai rendaman
Ditiriskan kemudian digiling dengan ditambah air
Bubur kedelai
Air dimasak
disaring ampas tahu
susu kedelai
ditambah larutan pendendap dan diaduk pelan-pelan
campurkan padatan tahu dan cairan
pembuangan cairan air limbah
pencetakan
Tahu
Gambar 2.1 Diagram Alir Pembuatan Tahu
Sumber : Idaman, N dan Wahyono Dwi Heru. 1999
2. Buangan industri tahu
a. Buangan padat : pabrik tahu membuang buangan padat pada saat
pencucian yaitu berupa biji yang jelek, ceceran biji, dan batu kerikil
yang terikut dalam biji. Pada saat kedelai diproses menjadi susu
kedelai dan disaring mengeluarkan ampas.
11
b. Buangan cair :sebagian besar dari buangan pabrik tahu adalah limbah
cair dan limbah ini mengandung sisa air dari susu tahu yang tidak
tergumpal menjadi tahu. Oleh karena itu limbah cair pabrik tahu
masih mengandung zat-zat organik misalnya protein, karbohidrat dan
lemak. Disamping mengandung zat terlarut juga mengandung padatan
tersuspensi atau padatan terendap misalnya potongan tahu yang
hancur pada saat pemrosesan karena kurang sempurna pada saat
penggumpalannya. Padatan tersuspensi maupun terlarut, di alam
mengalami perubahan fisika, kimia dan hayati yang menghasilkan zat
toksis atau menciptakan tumbuhnya kuman dimana kuman ini dapat
berwujud kuman penyakit atau kuman lainnya yang merugikan baik
pada tahu sendiri atau tubuh manusia. Ciri lain apabila dibiarkan
dalam lingkungan air limbah berubah warnanya coklat kehitaman dan
berbau busuk. Perubahan warna ini keadaannya menjadi septik dan
kadar oksigen dalam genangan air tersebut menjadi nol. Apabila
berada disekitar sumber air, misalnya sumur maka kemungkinan akan
merembes dan sumur akan berubah fungsinya dan tidak dapat
dimanfaatkan lagi, (Nurhasan dan Pramudyanto, 1991:12)
B. Limbah Cair
1. Pengertian limbah cair
Menurut Sugiharto (1987:7), Air Limbah (waste water) adalah kotoran
dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah,
12
air permukaan serta buangan lainnya. Dengan demikian air buangan ini
merupakan hal yang bersifat kotoran umum.
2. Limbah Cair Industri Tahu
Limbah industri tahu terdiri dari dua jenis, yaitu limbah cair dan padat.
Dari kedua jenis limbah tersebut, limbah cair merupakan bagian terbesar dan
berpotensi mencemari lingkungan. Sebagian besar limbah cair yang dihasilkan
bersumber dari cairan kental yang terpisah dari gumpalan tahu pada tahap proses
penggumpalan dan penyaringan yang disebut air dadih atau whey. Sumber limbah
cair lainnya berasal dari proses sortasi dan pembersihan, pengupasan kulit,
pencucian, penyaringan, pencucian peralatan proses dan lantai. Jumlah limbah
cair yang dihasilkan oleh industri pembuatan tahu sebanding dengan penggunaan
air untuk pemrosesannya. Menurut Nuraida (1985) jumlah kebutuhan air proses
dan jumlah limbah cair yang dihasilkan dilaporkan berturut-turut sebesar 45 dan
43,5 liter untuk tiap kilogram bahan baku kacang kedelai, (Husin Amir, 2008:11)
3. Karakteristikair limbah tahu
Karakteristik limbah cair tahu antara lain (Nurhasan dan
Pramudyanto, 1991:13) :
a. Temperatur limbah cair tahu biasanya tinggi (60 – 80 oC) karena
proses pembuatan tahu butuh suhu tunggi pada saat penggumpala
n dan penyaringan.
b. Warna air buangan transparan sampai kuning muda dan disertai
adanya suspensi warna putih. Zat terlarut dan tersuspensi mengalami
penguraian hayati maupun kimia sehingga berubah
warna. Proses ini
13
merugikan karena air buangan berubah menjadi warna hitam da
n busuk yang memberi nilai estetika kurang baik.
c. Bau air buangan industri tahu dikarenakan proses pemecahan protein
oleh mikroba alam sehingga timbul bau busuk dari gas H2S.
d. Kekeruhan pada limbah disebabkan oleh adanya padatan tersuspensi
dan terlarut dalam limbah cair pabrik tahu.
e. pH rendah. Limbah cair tahu mengandung asam cuka sisa proses
penggumpakan tahu sehingga limbh cair tahu bersifat asam. Pada
kondisi asam inni terlepas zat-zat yang mudah menjadi gas.
f. BOD (Biochemical Oxygen Demand). Padatan yang terdapat dalam air
buangan terdiri dari zat organik dan anorganik. Zat organik tersebut
misalnya protein, karbohidrat, lemak dan minyak. Protein dan
karbohidrat biasanya lebih mudah terpecah secara proses hayati
menghasilkan amoniak, sulfida dan asam-asam lainnya. Sedangkan
lemak lebih stabil terhadap pengrusakan hayati, namun apabila ada
asam mineral dapat menguraikan asam lemak menjadi glycerol. Pada
limbah tahu adanya lemak ditandai dengan banyaknya zat-zat
terapung berbentuk skum. Untuk mengetahui berapa besarnya jumlah
zat organik yang terlarut dalam limbah dapat diketahui dengan melihat
besarnya angka BOD.
g. COD (chemical Oxygen Demand). Parameter ini dalam air buangan
menunjukkan juga zat organik, terutama zat organik non biodegradasi
selain itu zat dapat di oksidasi oleh bahan kimia K2Cr2O7 dalam asam,
misalnya SO3 (sulfit), NO2 (nitrit), kadar tinggi dan zat-zat reduktor
14
lainnya. Besarnya angka COD biasanya lebih besar dari BOD,
biasanya 2 sampai 3 kali besarnya BOD.
4. Baku mutu air limbah tahu
Berdasarkan Peraturan Gubernur Lampung nomor 7 tahun 2010 tentang
baku mutu air limbah bagi usaha dan/atau kegiatan di provinsi Lampung yaitu:
Tabel 2.1
Baku Mutu Air Limbah Pengolahan Tahu
Parameter Satuan Kadar Maksimum
BOD5 Mg/l 150
COD Mg/l 300
TSS Mg/l 100
pH - 6-9
Debit maksimal 20 m3/ton bahan baku
(Sumber: Peraturan Gubernur Lampung nomor 7 tahun 2010)
5. Parameter limbah industri tahu
Parameter air limbah tahu yang biasanya diukur antara lain temperatur,
pH, padatan-padatan tersuspensi (TSS) dan kebutuhan oksigen (BOD dan COD).
Temperatur biasanya diukur dengan menggunakan termometer air raksa dengan
skala Celsius. Nilai pH air digunakan untuk mengekpresikan kondisi keasaman
(konsentrasi ion hidrogen) air limbah. Skala pH berkisar antara 1-14; kisaran nilai
pH 1-7 termasuk kondisi asam, pH 7-14 termasuk kondisi basa, dan pH 7 adalah
kondisi netral.
Padatan-padatan Tersuspensi/TSS (Total Suspended Solid) digunakan
untuk menentukan kepekatan air limbah, efisiensi proses dan beban unit proses.
15
Pengukuran yang bervariasi terhadap konsentrasi residu diperlukan untuk
menjamin kemantapan proses control.
Kebutuhan oksigen dalam air limbah ditunjukkan melalui BOD dan COD.
BOD (Biological Oxygen Demand) adalah oksigen yang diperlukan oleh
mikroorganisme untuk mengoksidasi senyawa-senyawa kimia. Nilai BOD
bermanfaat untuk mengetahui apakah air limbah tersebut mengalami biodegradasi
atau tidak, yakni dengan membuat perbandingan antara nilai BOD dan COD.
Oksidasi berjalan sangat lambat dan secara teoritis memerlukan waktu tak
terbatas. Dalam waktu 5 hari (BOD5), oksidasi organik karbon akan mencapai
60%-70% dan dalam waktu 20 hari akan mencapai 95%. COD adalah kebutuhan
oksigen dalam proses oksidasi secara kimia. Nilai COD akan selalu lebih besar
daripada BOD karena kebanyakan senyawa lebih mudah teroksidasi secara kimia
daripada secara biologi. Pengukuran COD membutuhkan waktu yang jauh lebih
cepat, yakni dapat dilakukan selama 3 jam, sedangkan pengukuran BOD paling
tidak memerlukan waktu 5 hari. Jika korelasi antara B OD dan COD sudah
diketahui, kondisi air limbah dapat diketahui, (Siregar, 2005:22-23).
C. Pengolahan air limbah
1. Pengertian Instalasi Pengolahan Air Limbah
Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) adalah sebuah struktur yang
dirancang untuk membuang limbah biologis dan kimiawi dari air sehingga
memungkinkan air tersebut untuk digunakan pada aktivitas yang lain. IPAL
Komunal merupakan rencana dalam mengelola air limbah secara bersama
(komunal). (Wikipedia, Instalasi pengolahan air limbah)
16
2. Penanganan air limbah pabrik tahu
a. Cara fisika
Cara fisika biasanya dilakukan pada awal penanganan. Misalnya air
buangan pada tahap awal dilakukan penyaringan. Saringan dapat bertahap dari
saringan kasar sampai saringan halus. Selain itu juga dilakukan pengendapan
dengan memperlambat aliran buangan sehingga benda-benda padat dan berat
dapat tertinggal dalam bak pengendap.
b. Cara kimia
Cara kimia adalah penanganan air buangan dengan menggunakan
bahan kimia, misalnya: proses netralisasi, penggumpalan, penyerapan, khlorinasi,
ozonisasi.
c. Cara biologi
Tujuan cara ini adalah menghilangkan bahan organik dengan
penguraian hayati, serta mengubah menjadi gas dan massa (lumpur). Cara ini
banyak jenisnya antara lain: proses lumpur aktif, lapisan tritis (Trickling filter),
lagoon, bak kedap udara (anaerob) dan lain sebagainya, (Nurhasan dan
Pramudyanto, 1991:17)
3. Tahap pengolahan limbah tahu
Pengolahan air limbah dengan bantuan peralatan dilakukan pada IPAL.
Biasanya pengolahan dikelompokkan sebagai pengolahan pertama (primary
treatment), pengolahan kedua (secoundary treatment), dan pengolahan lanjutan
(tertiary treatment).
17
a. Pengolahan pertama (primary treatment)
Pengolahan pertama (primary treatment) bertujuan untuk memisahkan
padatan dari air secara fisik. Hal ini dapat dilakukan dengan melewatkan air
limbah melalui saringan (filter) dan/atau bak sedimentasi (sedimentation
treatment).
1) Penyaringan bertujuan untuk mengurangi padatan maupun lumpur
tercampur dan partikel koloid dari air limbah dengan melewatkan
air limbah melalui media yang porous. Hal ini perlu dilakukan
sebab polutan ini (padatan, lumpur tercampur, dan partikel koloid)
yang menyebabkan pendangkalan badan air. Selain itu, polutan ini
dapat merusak peralatan pengolahan limbah yang lain seperti
pompa serta dapat juga megganggu efisiensi dari alat pengolah
lainnya. Pengoperasian alat filtrasi biasanya dibagi menjadi dua
aktifitas yakni penyaringan polutan dan pembersihan alat filtrasi
tersebut (disebut juga backwashing). Beberapa alat filtrasi yang
banyak digunakan adalah saringan pasir lambat, saringan pasir
cepat, saringan multimedia, percoal filter, microstaining, dan
faccum filter.
2) Pengendapan terjadi karena adanya kondisi yang sangat tenang ada
kalanya bahan kimia juga dapat ditambahkan untuk menetralkan
keadaan atau meningkatkan pengurangan dari partikel yang
tercampur. Dengan adanya pengendapan ini, maka akan
mengurangi kebutuhan oksigen pada proses pengolahan biologis
berikutnya dan pengendapan yang terjadi adalah pengendapan
18
secara gravitasi. Waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir
dari titik inlet ketitik outlet agar terjadi proses pengendapan secara
perlahan dan sempurna disebut waktu tinggal. Untuk mempercepat
proses pengendapan ini, kadang- kadang ditambahkan juga bahan
koagulan seperti alum atau tawas. Sebaiknya tawas dilarutkan
dahulu dalam air sebelum dicampurkan kedalam air limbah. Dalam
indutri dikenal istilah rapid mixing dan slow mixing. Rapid
mixing(pengadukan cepat) dilakukan untuk melarutkan koagulan
(tawas) dalam air. Slow mixing (pengadukan lambat) dilakukan
untuk mencampurkan larutan koagulan dengan polutan agar
terbentuk flok yang dapat mengendap. Untuk mempermudah
proses koagulasi ada kalanya dilakukan penambahan kapur
sehingga tercipta suasana basa.
b. Pengolahan kedua (secondary treatment)
Bertujuan untuk mengkougulasikan dan menghilangkan koloid serta
menstabilkan zat organik limbah.
1) Proses aerobik biasanya dilakukan dengan bantuan lumpur aktif
(activated sludge), yaitu lumpur yang banyak mengandung bakteri
pengurai. Hasil akhir yang dominan dari proses ini bila konfersi
terjadi secara sempurna ialah karbondioksida, uap air, serta excess
sludge.
2) Proses anaerobik pada proses ini zat organik diuraikan tanpa
kehadiran oksigen hasil akhir yang dominan dari proses anaerobik
adalah biogas (campuran metana dan karbon dioksida), uap air
19
serta sedikit excess sludge. Aplikasi terbesar saat ini adalah
stabilisasi lumpur dari Instalasi Pengolahan Air Limbah serta
pengolahan beberapa jenis limbah indutri.
c. Pengolahan lanjutan (tertiary treatment)
Pengolahan ini adalah kelanjutan dari pengolahan-pengolahan
terdahulu. Oleh karena itu, pengolahan jenis ini baru akan dipergunakan apabila
pada pengolahan pertama dan kedua masih banyak terdapat zat tertentuyang
masih berbahaya bagi masyarakat umum. Pengolahan ketiga ini merupakan
pengolahan secara khusus sesuai dengan kandungan zat yang terbanyak dalam air
limbah, biasanya dilaksanakan pada pabrik yang menghasilkan air limbah yang
khusus pula. Terdapat beberapa jenis pengolahan yang sering dipergunakan antara
lain: saringan pasir, saringan multi media, precoal filter, mikrostaining, vacum
filter, penyerapan/adsorbtion, pengurangan besi dan mangan, perubahan CN, dan
osmosis bolak balik, (Sugiharto, 1987:113-120)
D. Pengolahan Air Limbah (IPAL) Komunal Biofilter Anaerob-
Aerob
1. Bangunan IPAL
Komponen instalasi pengolahan air limbah terdiri dari bak Inlet, bak
pengolahan (banyak pilihan teknologi) dan bak Outlet. Bangunan IPAL berfungsi
untuk menampung air limbah yang dialirkan dari sistem perpipaan untuk diolah
agar menghasilkan air buangan (Effluent) yang aman bagi lingkungan. Pada
dasarnya telah banyak pilihan teknologi maupun jenis sarana pengolahan air
20
limbah yang umum dipakai, adapun metode pengolahan IPAL komunal yang
direncanakan sebagai berikut :
a. Bar Screen
Air limbah yang berasal dari kegiatan industri dialirkan melalui saluran
limbah ke screening (penyaring) berbentuk bar screen. Bar screen
berfungsi sebagai penyaring material besar seperti sampah daun dan
kotoran lainnya. Screening menjadi proses awal karena berfungsi pula
sebagai pelindung pompa, valve dan peralatan mekanis lainnya, screen
dibuat dari plat perforate.
b. Ekualisasi
Dari penyaringan air limbah masuk ke dalam bak equalisasi. Proses
equalisasi terjadi pada bak exiting, bak ini berfungsi untuk
menghomogenkan kualitas dan karakteristik limbah cair dari berbagai
proses produksi sehingga mencegah terjadinya shockloding (pembebanan
yang dapat menyebabkan gangguan pada proses pengolahan),
menghomogenkan debit limbah cair yang akan diolah, menstabilkan
kondisi pH air secara total.
c. Bak Pengendapan Awal
Setelah melalui equalisasi air limbah dialirkan ke bak pengendap awal,
untuk mengendapkan partikel lumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain
sebagai bak pengendapan, juga berfungsi sebagai bak pengontrol aliran,
serta bak pengurai senyawa organic yang berbentuk padatan.
d. Biofilter Anaerob
21
Pada sistem ini, limbah akan didegradasi oleh bakteri anaerobik menjadi
gas karbon dioksida, gas metan dan biomassa. Pada proses mikrobiologi
ini terjadi secara aseptik atau tanpa suplai oksigen sama sekali. Bakteri
yang digunakan adalah bakteri asetogenik dan bakteri netanogenik.
Sirkulasi dilakukan oleh pompa sirkulasi A dan B bertujuan agar limbah
selalu homogen. Efesiensi penyisihan BOD adalah 90 – 95 %.
e. Biofilter Aerob
Pada proses ini terjadi penguraian lanjutan dari organik terlarut dari
effluen proses anaerob. Zat organik tersebut diurai menjadi gas CO2 dan
tubuh mikroba aerob tersebut kemudian di sedimentasi pada bak
sedimentasi dan dikeringkan digunakan sebagai pupuk. Bak aerasi
dirancang untuk mengolah air limbah dengan sistem intermitent dan tipe
konfigurasi extendedaeration proses yang memiliki kemampuan
menurunkan BOD dapat mencapai 80 % reaktor aerobik dilengkapi
dengan pendistribusi udara dan bagian bawah yang dikenal dengan nama
diffuser. Sebanyak total 6 buah diffuser dipasang reaktor aerob untuk
mengalirkan udara yang dipasok oleh blower pada tangki aerasi ini
berlangsung proses pendegradasian zat organik (BOD dan COD) oleh
mikroorganisme. Sebagian dari zat organik dimanfaatkan sebagai sumber
energi dan sebagian lagi untuk sintesa sel. Efesiensi penyisihan BOD = 80-
95 % dengan tipikal = 95 %.
f. Bak Pengendapan Akhir
Bak pengendap akhir, untuk mengendapkan partikel lumpur, pasir dan
kotoran yang tertinggal dari proses pengolahan sebelumnya.
22
g. Filter kasar
Filter kasar, untuk menyaring sisa-sisa partikel yang terbawa selama
proses pengolahan berlangsung.
h. Sistem Jaringan Perpipaan
Sistem jaringan perpipaan terdiri dari Pipa sambungan rumah, Pipa
Service (Pipa Tertier), Pipa Cabang (Pipa Sekunder), Pipa Induk (Pipa
Utama) yang berfungsi untuk mengumpulkan air limbah dari sumber-
sumbernya dan mengalirkannya ke bangunan IPAL untuk diolah agar
menghasilkan effluent air buangan yang aman bagi lingkungan. Sistem
saluran ini membutuhkan bak kontrol setiap jarak 20 m atau sesuai
kebutuhan kondisi dilapangan untuk saluran lurus, pada titik-titik
pertemuan saluran dan pada perubahan arah aliran.
Kelebihan sistem jaringan perpipaan adalah lebih hemat dari pada sistem
pembuangan limbah konvensional, masyarakat dapat berperan dalam
proses perencanaan dan konstruksi, nyaman untuk pengguna karena
air limbah dijauhkan dari area permukiman dan mendekatkan akses ke
pengguna. Kekurangannya proses perencanaan lebih rumit, diperlukan
perawatan secara rutin, perawatan yang tidak rutin akan menyebabkan
kegagalan sistem secara total.
i. Perencanaan perpipaan
Sistem Perpipaan pada pengaliran air limbah komunal berfungsi untuk
membawa air limbah dari beberapa rumah ketempat pengolahan agar
limbah agar tidak terjadi pencemaran pada lingkungan sekitarnya. Syarat-
23
syarat pengaliran air limbah yang harus diperhatikan, dalam
perencanaan jaringan saluran air limbah adalah :
a) Pengaliran secara gravitasi
b) Batasan kecepatan minimum dan maksimum harus
diperhatikan.
Kecepatan minimum untuk memungkinkan terjadinya proses self-
cleansing, sehingga bahan padat yang terdapat didalam saluran tidak
mengendap di dasar pipa, agar tidak mengakibatkan penyumbatan,
sedangkan kecepatan maksimum mencegah pengikisan pipa oleh
bahan- bahan padat yang terdapat didalam saluran.
Melihat fungsi perpipaan penyaluran air limbah buangan dibedakan
atas: Pipa persil, pipa servis, pipa lateral/pipa cabang dan pipa
induk dengan keterangan sebagai berikut :
a) Pipa persil, yaitu pipa saluran yang umumnya terletak didalam
pekarangan rumah dan langsung menerima air buangan dari
dapur atau kamar mandi/wc.
b) Pipa servis yaitu pipa saluran yang menampung air buangan dari
pipa-pipa persil dan terletak dijalan didepan rumah.
c) Pipa lateral, yaitu pipa saluran yang menerima air buangan dari
pipa-pipa servis.
24
d) Pipa induk pipa air buangan yang menerima air buangan dari pipa
lateral. Pipa ini langsung terhubung ke instalasi pengolahan air
limbah. (Direktorat Pengembangan PLP)
j. Contoh perhitungan disain IPAL Biofilter Anaerob-Aerob
Sebagai contoh diteteapkan sebagai berikut:
Kapasitas disain IPAL = 60 m3/hari = 2,5 m3/jam = 41.67 liter/menit
BOD inlet = 350 mg/l
TSS inlet = 300 mg/l
Efesiensi pengolahan = 90%
BOD outlet = 35 mg/l
TSS outlet = 30 mg/l
Berikutnya adalah proses pengolahan.
a) Kriteria Perencanaan
1) Bak pengendapan awal
Waktu tinggal rata-rata = 3-5 jam
Beban permukaan 20-50 m3/m2.hari. (JWWA)
2) Biofilter Anaerob
Untuk biofilter anaerob:
Beban BOD per volume media = 0,4-4,7 kg BOD/m3.hari.
Beban BOD per satuan permukaan media (LA) = 5-30 g
BOD/m2.hari. (EBIE Kunio., “Eisei Kougaku Enshu”, Morikita
shuppan kabushiki Kaisha, 1992.)
Berdasarkan hasil penelitian Said, N.I (BPPT, 2002), hubungan
antara beban BOD dengan efesiensi penghilangan organic di dalam
25
reactor bofilter. Beban BOD sebesar 1 kg BOD per m# media per
hari dapat dihasilkan efesiensi pengolahan sebesar 90-95%. Maka
Waktu tingggal total rata-rata = 6-8 jam
Tinggi ruang lumpur = 0,5 m
Tinggi bed media pembiakan mikroba = 0,9-1,5 m
Tinggi air di atas bed media = 20 cm
3) Biofiler Aerob
Beban BOD per satuan permukaan media (LA) = 5-30 g
BOD/m2.hari. (EBIE Kunio., “Eisei Kougaku Enshu”, Morikita
shuppan kabushiki Kaisha, 1992.). maka,
Waktu tingggal total rata-rata = 6-8 jam
Tinggi ruang lumpur = 0,5 m
Tinggi bed media pembiakan mikroba = 1,2 m
Tinggi air di atas bed media = 20 cm
4) Bak pengendapan akhir
Pada bak pengendap akhir:
Waktu tinggal rata-rata = 2-5 jam
Beban permukaan rata-rata = 10 m3/m2.hari
Beban permukaan = 20-50 m3/m2.hari, (JWWA)
5) Media Biofilter Untuk Pembiakan Mikroba
Tipe = sarang Tawon
Material = PVC sheet
Ketebalan = 0,15-0,23 mm
Luas kontak spesifik = 150-266 m2/m3
26
Diameter lubang = 3 cm x 3 cm
Berat spesifik = 30-35 kg/m3
Porositas rongga = 0,98
b) Perhitungan Disain Volume IPAL
1) Disain bak ekualisasi
Untuk disian bak ekualisasi, waktu tinggal didalam bak (HRT)= 8
jam. Maka volume bak yang diperlukan =
hari x 60 /hari =
20 . Maka di peroleh dimensi bak:
Kedalaman bak = 2,0 m
Lebar bak = 2,5 m
Panjang bak = 4,0 m
Tinggi ruang bebas = 0,5 m
Cek waktu tinggal: HRT didalam bak = 8 jam
2) Bak pengendapan awal
Untuk bak pengendapan awal:
Debit limbah = 60 /hari
= 350 mg/l
Efesiensi = 25%
BOD keluar = 265,5 mg/l
Waktu tinggal didalam bak = 3,5 jam. Sehingga
Volume bak yang diperlukan =
x 60 = 8,75
Maka diperoleh dimensi berikut:
Lebar = 4,0 m
Kedalaman air efektif = 2,0 m
27
Panjang = 1,0 m
Tinngi ruang bebas = 0,4 m (disesuaikan dengan kondisi
lapangan). Sehingga
Volume efektif = 4 m x 2 m x 1,2 = 9,6
Cek waktu tinggal rata-rata =
= 3,2 jam
Beban permukaan rata-rata =
= 15 / .hari
3) Biofilter Anaerob
Untuk biofilter anaerob:
BOD masuk = 262,5 mg/l
Efisiensi = 80%
BOD keluar = 45 mg/l
Debit limbah = 60 /hari
Untuk pengolahan air dengan proses biofilter standar, beban BOD
per volume media adalah 0,4-4,7 kg BOD/ .hari. Ditetapkan
beban BOD yang digunakan = 0,85 kg BOD/ .hari. maka
Beban BOD didalam air limbah = 60 /hari x 262,5 g/ =
15.750 kg/hari
Volume media yang diperlukan =
= 18,3
Volume median = 60% dari total volume reactor, sehingga
Volume reactor yang diperlukan = 100/60 x 18,3 = 30,5
Waktu tinggal didalam reactor anaerob =
x 24 jam/hari =
12,2 jam
Ditetapkan untuk
28
Dimensi:
Lebar = 4 m
Kedalaman air efektif = 2 m
Panjang efektif = 3,6 m
Tinggi ruang bebas = 0,4 m
Volume total = 4 x 2 x 3,6 m = 28,8
Jumlah ruang = dibagi menjadi 2 ruangan
Cek waktu tinggal rata-rata =
= 11,52 jam
Tinngi ruang lumpur = 0,5 m
Tinggi bed media pembiakan mikroba = 1,2 m
Tinggi air di atas bed media = 40 cm
Volume total media biofilter anaerob = 1,2 m x 4 m x 3,6 m =
17,28
BOD loading per volume media =
= 0,91 kg
BOD/ .hari. standar high rate trickling filter: 0,4-4,7 kg
BOD/ .hari. (Ebie Kunio, 1995) jika media yang dipakai
mempunyai luas spesifik ± 150
BOD loading per luas permukaan media = 6,06 g BOD/ per
hari
4) Biofilter Aerob
Untuk biofilter aerob:
Debit limbah = 60 /hari
BOD masuk = 87,5 mg/l
29
Efesiensi = 75-80 %
BOD keluar = 20 mg/l
Beban BOD di dalam air limbah = 60 /hari x 87,55 g/ =
5250 g/hari = 5,25 kg/hari.
Jumlah BOD yang dihilangkan = 0,8 x 5,25 kg/ .hari.
Volume media yang diperlukan =
= 8,4
Volume media = 40 % dari volume reactor. Sehngga
Volume reactor biofilter aerob yang diperlukan = 100/40 x 8,4
= 21
Biofilter aerob terdiri dari dua ruangan yakni ruang aerasi dan
ruang bed media.
5) Bak pengendap akhir
Untuk bak pengendap akhir:
Debit limbah = 60
BOD masuk = 20 mg/l
Bod keluar = 20 mg/l
Waktu tinggal didalam bak = 4 jam
Volume bak yang diperlukan =
x 60 = 10
Dimensi:
Lebar = 4 m
Kedalaman air efektif = 2 m
Panjang = 1,2 m
Tinggi ruang bebas = 0,4 m (disesuaikan dengan kondisi
lapangan)
30
Volume efektif = 4 m x 2 m x 1,2 m = 9,6
Cek waktu tinggal rata-rata =
= 3,84 jam.
Beban permukaan rata-rata =
= 12,5 . Hari
Standar JWWA: beban permukaan 20-50 .hari
6) Media biofilter untuk pembiakan Mikroba
Media biofilter yang digunakan adalah media dari bahan plastic
yang ringan, tahan lama, mempunyai luas spesifikasi yang besar,
ringan serta mempunyai volume rongga yang besar sehingga resiko
kebutuhan media sangat kecil. Spesifikasi media biofilter yang
digunakan:
Material = PVC sheet
Ukuran modul = 25 cm x 30 cm x 30 cm
Ketebalan = 0,15-0,23 mm
Luas kontak spesifik = 150 /
Diameter lubang = 3 cm x 3 cm
Warna = hitam atau transparan
Berat spesifik = 30-35 kg/
Porositas rongga = 0,98
Jumlah total media yang dibutuhkan = 18 + 5,4 = 23,4
(Idaman, 2017:303-311)
31
Gambar 2.2 Ilustrasi Disain IPAL Biofilter Anaerob-Aerob
Sumber : BPPT
k. Dampak dari limbah tahu
Air limbah yang tidak dikelola dengan baik dapat menimbulkan dampak
buruk bagi makhluk hidup dan lingkungannya. Beberapa dampak buruk
tersebut yaitu:
a) Gangguan kesehatan, air limbah sangat berbahaya terhadap kesehatan
manusia mengingat bahwa banyak penyakit yang dapat ditularkan
melalui air limbah. Air limbah ini ada yang hanya berfungsi sebagai
media pembawa saja, seperti penyakit kolera, radang usus, hepatitis
infektiosa, serta skhistosomiasis. Selain sebagai pembawa penyakit
didalam air limbah itu sendiri banyak terdapat bakteri patogen
penyebab penyakit.
b) Gangguan terhadap kehidupan biotik, dengan banyaknya zat pencemar
yang ada didalam air limbah, maka akan menyebabkan menurunnya
kadar oksigen yang terlarut didalam air limbah. Dengan demikian akan
32
menyebabkan kehidupan didalam air yang membutuhkan oksigen akan
terganggu, dalam hal ini akan mengurangi perkembangannya.
c) Gangguan terhadap keindahan, air limbah mengandung polutan yang
tidak mengganggu kesehatan dan ekosistem tetapi mengganggu
keindahan contohnya ialah air limbah mengalami proses pembusukan
dari zat organik yang ada didalamnya. Sebagai akibat selanjutnya
adalah timbulnya bau hasil pengurangan dari zat organik yang sangat
menusuk hidung.
d) Gangguan terhadap kerusakan benda, adakalanya air limbah
mengandung zat-zat yang dapat dikonversi oleh bakteri anaerobik
menjadi gas yang agresif seperti H2S, gas ini dapat mempercepat
proses perkaratan pada benda yang terbuat dari besi, (Sugiharto,
1987:45-51).
33
E. Kerangka teori
Bahan baku
Produksi tahu
Limbah tahu
Limbah padat limbah cair
IPAL
primary treatment
secoundary treatment
tertiary treatment
Gambar 2.3 Kerangka teori
Sumber: (Idaman, N dan Wahyono Dwi Heru. 1999 dan Sugiharto, 1987)
34
F. Kerangka Konsep
Gambar 2.4 Kerangka Konsep
INPUT:
Limbah Cair
1. Kualitas
2. Debit
PROSES:
1. Bar Sreen
2. Ekualisasi
3. Bak Pengendap awal
4. Bak Biofilter
Anaerob
5. Bak Biofilter Aerob
6. Bak Pengendap
akhir
7. Filter Kasar
OUTPUT:
IPAL Komunal
yang memenuhi
syarat