PERANCANGAN UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI …repository.ub.ac.id/3745/1/Bagian Depan...
Transcript of PERANCANGAN UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI …repository.ub.ac.id/3745/1/Bagian Depan...
PERANCANGAN UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH
INDUSTRI TEKSTIL PT BEHAESTEX PANDAAN
SKRIPSI
Oleh :
ANNAFI MAHARANI
135100900111013
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
PERANCANGAN UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH
INDUSTRI TEKSTIL PT BEHAESTEX PANDAAN
SKRIPSI
Oleh :
ANNAFI MAHARANI
135100900111013
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana
Teknik
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul TA : Perancangan Unit Pengolahan Air
Limbah Industri Tekstil
PT Behaestex
Nama Mahasiswa : Annafi Maharani
NIM : 135100900111013
Program Studi : Teknik Lingkungan
Jurusan : Keteknikan Pertanian
Fakultas : Teknologi Pertanian
Pembimbing Pertama, Pembimbing Kedua,
Dr.Eng Evi Kurniati, STP, MT
NIP. 19760415 199903 2 001
Dr. Ir J. Bambang Rahadi, MS
NIP. 19560205 198503 1 003
Tanggal Persetujuan :
Tanggal Persetujuan:
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Judul TA : Peracangan Unit Pengolahan Air Limbah
Industri Tekstil PT Behaestex Pandaan
Nama Mahasiswa : Annafi Maharani
NIM : 135100900111013
Program Studi : Teknik Lingkungan
Jurusan : Keteknikan Pertanian
Fakultas : Teknologi Pertanian
Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,
Dr.Eng Evi Kurniati, STP, MT
NIP. 19760415 199903 2 001
Dr. Ir J. Bambang Rahadi, MS
NIP. 19560205 198503 1 003
Dosen Penguji, Ketua Jurusan,
Dr. Ir. Ruslan Wirosoedarmo, MS
NIP. 19530112 198003 1 003
La Choviya Hawa, STP, MP, Phd
NIP. 19780307 200012 2 001
iii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama Mahasiswa : Annafi Maharani
NIM : 135100900111013
Program Studi : Teknik Lingkungan
Jurusan : Keteknikan Pertanian
Fakultas : Teknologi Pertanian
Judul TA : Peracangan Unit Pengolahan Air
Limbah Industri Tekstil PT Behaestex
Pandaan
Menyatakan bahwa,
TA dengan judul d iatas merupakan karya asli penulis tersebut
diatas. Apabila di kemudian hari terbukti pernyataan ini tidak
benar saya bersedia dituntut sesuai hukum yang berlaku.
Malang, 17 Agustus 2017
Pembuat Pernyataan
Annafi Maharani
NIM 135100900111013
iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pati, 05 Juni 1995
dari ayah bernama Ir. Masturi dan ibu
Heny Zulaekah, S.Ag. Penulis adalah
anak pertama dari dua bersaudara.
Penulis mengawali jenjang pendidikan di
TK PGRI Pandaan. Pada tahun 2001
penulis menyelesaikan pendidikan
Taman Kanak-Kanak dan dilanjutkan ke
jenjang Sekolah Dasar di SDN
Kejapanan I. Tahun 2010 penulis telah
menyelesaikan pendidikan di SMP
Ma’arif NU Pandaan. Penulis terdaftar sebagai siswa SMAN I
Pandaan dan lulus pada tahun 2013. Di tahun yang sama,
penulos terdaftar sebagai mahasiswa di Program Studi Teknik
Lingkungan, Jurusan Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi
Pertanian Universitas Brawijaya Malang.
Selama penulis menyandang predikat sebagai mahasiswi
Universitas Brawijaya, penulis aktif dalam kegiatan kepanitiaan
salah satunya divisi PDD kegiatan OPJ TEP 2014. Selain
kepanitiaan penulis sangat aktif dalam Unit Kegiatan Mahasiswa
Taekwondo sebagai staf pengurus untuk periode 2014 dan
sebagai Badan Pertimbangan pada periode kepengurusan tahun
2015. Selain Kepengurusan penulis juga aktif sebagai atlet dan
telah beberapakali meraih medali emas, perak maupun perunggu
di tingkat daerah maupun nasional. Dan untuk mengembangkan
diri penulis pun telah mencoba menjadi manager, coach, dan
wasit di berbagai kejuaraan tingkat daerah maupun nasional.
v
Angin saja tidak membuat kapal berlayar Perlu layar yang membentang
Layarpun tidak akan dibentangkan Tanpa seorang kapten yang menghendakinya
Namun kapten pun hanya mampu untuk berkehendak Perlu awak kapal yang saling bahu membahu membentang layar
Angin telah berhembus, layar telah terbentang, jangkar telah dinaikan
Dan tujuan telah ditentukan
Maka terimakasih pada angin yang berhembus, layar yang terbentang, awak yang bekerja dengan keras dan kapal yang siap memecah ombak
mengarungi samudra
Dan dengan ini aku persembahkan lautan yang luas dan perjalananku Untuk angin, layar, kapal, bersama seluruh awaknya
Dan untuk ayah dan ibuku…
vi
MAHARANI. 135100900111013. Perancangan Unit
Pengolahan Air Limbah Industri Tekstil PT Behaestex
Pandaan Skripsi. Pembimbing : Dr.Eng Evi Kurniati, STP, MT
dan Dr. Ir. J. Bambang Rahadi W, MS
RINGKASAN
Perkembangan dibidang industri tekstil memiliki dampak
positif, diantaranya meningkatkan laju perekonomian, menyerap
tenaga kerja, dan lain sebagainya. Namun, tanpa pengelolaan
yang tepat produksi tekstil juga memicu timbulnya dampak
negatif berupa pencemaran lingkungan. Maka dari itu perlu
dilakukan pengolahan limbah cair agar limbah cair yang
dihasilkan dapat memenuhi baku mutu yang telah ditentukan oleh
pemerintah. PT Behaestex Pandaan telah melakukan
pengelolaan lingkungan khususnya air limbah , namun
penataannya masih belum memadai sehingga menyebabkan
efisiensi yang kurang dalam hal penggunaan energi dan kualitas
hasil keluarannya.
Perancangan ini akan meliputi desain unit pengolahan
limbah cair untuk industri tekstil dalam hal ini adalah PT
Behaestex Pandaan yang berkapasitas 1500 m3/hari. Sistem
yang akan diterapkan dalam Unit pengolahan air limbah ini
meliputi pretreatment, primary treatment, secondary treatment,
dan tertiary treatmen. Pretreatment meliputi bar screen dan bak
ekualisasi. Primary treatment mencakup proses koagulasi
flokulasi dengan FeCl3, Ca(OH)2, Polyelectrolite, MgCl2 dan
CaCl2. MgCl2 dan CaCl2 diperoleh dari proses water treatment
yang berfungsi sebagai coagulant aids untuk menghemat
penggunaan koagulan. Penghematan penggunaan koagulan
FeCl3 mencapai 0,5 ml/L air limbah dan penghematan kapur
vii
(Ca(OH)2) sebamyak 2 ml/L air limbah. Secondary treatment
dengan metode activated sludge dan tertiary treatment
menggunakan carbon filter. Biaya pembangunan diestimasikan
sebesar Rp 6.356.716.190,- dengan total biaya penghematan
bulanan sebesar Rp 171.400.000,- / bulan.
Kata Kunci : Coagulan aids, Flokulasi, Limbah industri tekstil,
Koagulasi, Perancangan IPAL
viii
MAHARANI. 135100900111013. Perancangan Unit
Pengolahan Air Limbah Industri Tekstil PT Behaestex
Pandaan Skripsi. Pembimbing : Dr.Eng Evi Kurniati, STP, MT
dan Dr. Ir. J. Bambang Rahadi W, MS
SUMMARY
The development in the textile industry has a positive
impact, including increasing the rate of the economy, absorbing
labor, and so forth. However, without proper management of
textile production also leads to negative impacts of environmental
pollution. Therefore, it is necessary to process liquid waste so that
the liquid waste produced can meet the quality standard that has
been determined by the government. PT Behaestex Pandaan has
conducted environmental management, especially waste water,
but the arrangement is still inadequate resulting in less efficiency
in terms of energy use and quality of output.
This design will cover the design of liquid waste treatment
unit for textile industry in this case is PT Behaestex Pandaan with
capacity 1500 m3 / day. The systems to be applied in this
wastewater treatment unit include pretreatment, primary
treatment, secondary treatment, and tertiary treatments.
Pretreatment includes a bar screen and equalization tub. Primary
treatment includes flocculation coagulation process with FeCl3,
Ca(OH)2, Polyelectrolite, MgCl2 and CaCl2. MgCl2 and CaCl2 are
obtained from the water treatment process that serves as
coagulant aids to save the use of coagulant. The savings of
coagulant use of FeCl3 reached 0.5 ml / L of waste water and lime
savings (Ca(OH)2) of 2 ml / L of waste water. Secondary treatment
with activated sludge method and tertiary treatment using carbon
ix
filter. Development cost is estimated to be Rp 6,356,716,190, -
with total monthly savings cost of Rp 171.400.000, - / month.
Keywords: Coagulan aids, Flocculation, Textile industry waste,
Coagulation, Design of WWTP
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT karena dengan rahmat
dan hidayah serta petunjuknya penulis dapat menyelesaikan
skripsi dengan judul “Perancangan Unit Pengolahan Air limbah
Industri Tekstil PT Behaestex Pandaan ”. Tak lupa sholawat serta
salam penulis aturkan kepada Nabi Muhammad SAW. Di
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada
:
1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta
memberikan kelancaran dalam terselesaikannya Skripsi
ini
2. Segenap staf jurusan Keteknikan Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya
3. Ibu Dr. Eng. Evi Kurniati, S.TP, MT. dan Bapak Dr. Ir. J.
Bambang Rahadi W. MS. selaku dosen pembimbing
Skripsi.
4. Bapak Dr. Ir. Ruslan Wirosoedarmo, MS sebagai dosen penguji atas segala kritik dan saran yang membangun demi tersusunnya skripsi yang lebih baik.
5. Ayah saya Bapak Ir. Masturi atas segala serta arahan dan
memberikan andil yang sangat besar dalam penyusunan
Skripsi ini
6. Ibu saya Heny Zulaekah, S.Ag. yang senantiasa
memberikan dukungan secara moril maupun materiil
serta panjatan doa yang tidak pernah berhenti demi
kelancaran proses penyusunan Proposal Skripsi ini.
7. Sahabat saya Hendriek Oeibowo S., S.TP atas segala
bantuan dukungan waktu dan tenaga kesediaan
mendengarkan keluh kesah dalam penyusunan skripsi ini.
xi
Penulis sangat menyadari bahwa masih banyak
kekurangan yang terdapat pada Skripsi ini, oleh karena itu
penulis sangat mengharapkan kritik dan saran serta masukan –
masukan yang membangun dari pembaca demi terciptanya
laporan yang lebih baik di kemudian hari. Akhir kata penulis
ucapkan terima kasih.
Malang, 17 Agustus 2017
Penulis
xii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ....................................... iii
RIWAYAT HIDUP ..................................................................... iv
RINGKASAN ........................................................................... vi
SUMMARY ......................................................................... viii
KATA PENGANTAR ................................................................. x
DAFTAR ISI .......................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................. xv
DAFTAR TABEL ................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................. xix
BAB I PENDAHULUAN ................. Error! Bookmark not defined.
1.1 Latar Belakang Masalah ... Error! Bookmark not defined.
1.2 Perumusan Masalah ......... Error! Bookmark not defined.
1.3 Tujuan Penelitian .............. Error! Bookmark not defined.
1.4 Batasan Masalah .............. Error! Bookmark not defined.
1.5 Luaran yang Diharapkan .. Error! Bookmark not defined.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....... Error! Bookmark not defined.
2.1 Air Limbah ....................... Error! Bookmark not defined.
2.2 Parameter Air Limbah ...... Error! Bookmark not defined.
2.3 Pengolahan Air Limbah .... Error! Bookmark not defined.
2.4 Proses Softening air ........ Error! Bookmark not defined.
xiii
2.5 Pengelolaan Lingkungan . Error! Bookmark not defined.
2.6 Baku Mutu Limbah Cair .... Error! Bookmark not defined.
2.7 Gambaran Umum Pengolahan Limbah PT Behaestex
............................................... Error! Bookmark not defined.
Pandaan ................................. Error! Bookmark not defined.
2.7.1 Proses Produksi Sarung PT Behaestex Pandaan
........................................... Error! Bookmark not defined.
2.7.2 Karakteristik Air LimbahError! Bookmark not
defined.
2.7.3 Neraca Air ................. Error! Bookmark not defined.
2.7.5 Layout PT Behaestex PandaanError! Bookmark not
defined.
2.7.4 Bagan Alur Proses Unit Pengolahan Air Limbah PT
Behaestex Pandaan ............ Error! Bookmark not defined.
BAB III METODE PENELITIAN ..... Error! Bookmark not defined.
3.1 Waktu dan Tempat PenelitianError! Bookmark not
defined.
3.2 Alat dan Bahan ................. Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Alat dan Bahan PerancanganError! Bookmark not
defined.
3.2.2 Alat dan Bahan Uji Jar testError! Bookmark not
defined.
3.3 Metode Perancangan ....... Error! Bookmark not defined.
3.3.1 Tahapan PerancanganError! Bookmark not defined.
3.3.2 Cara Kerja Uji Jar test :Error! Bookmark not defined.
3.4 Diagram alur perhitungan unit pengolahan air limbah
Error! Bookmark not defined.
xiv
3.4.1 Metode unit IPAL terpilih Error! Bookmark not defined.
3.4.2 Bar screen ................. Error! Bookmark not defined.
3.4.3 Bak Ekualisasi ............ Error! Bookmark not defined.
3.4.4 Unit Koagulasi ........... Error! Bookmark not defined.
3.4.5 Unit Flokulasi ............. Error! Bookmark not defined.
3.4.6 Primary clarifier .......... Error! Bookmark not defined.
3.4.7 Aerationtank ............... Error! Bookmark not defined.
3.4.8 Unit Filtrasi ................. Error! Bookmark not defined.
BAB IV PEMBAHASAN ................ Error! Bookmark not defined.
4.1 Pemanfaatan air regenerasi sebagai coagulan aids . Error!
Bookmark not defined.
4.3 Rancangan Unit IPAL ....... Error! Bookmark not defined.
4.3.1 Desain Unit Pengolahan Air LimbahError! Bookmark
not defined.
4.4 Perancangan Dimensi Unit IPALError! Bookmark not
defined.
4.4.1 Perancangan Unit Bar screenError! Bookmark not
defined.
4.4.2 Perancangan Bak EkualisasiError! Bookmark not
defined.
4.4.3 Perancangan Unit KoagulasiError! Bookmark not
defined.
4.4.4 Perancangan Unit FlokulasiError! Bookmark not
defined.
4.4.5 Perancangan Unit Primary clarifierError! Bookmark
not defined.
xv
4.4.6 Perancangan Unit BiologiError! Bookmark not
defined.
4.5 Penggunaan utilitas pada IPAL Error! Bookmark not
defined.
4.6 Perbandingan biaya operasional IPALError! Bookmark
not defined.
4.7 RAB/BOQ ......................... Error! Bookmark not defined.
4.8 Layout rencana ................. Error! Bookmark not defined.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………..109
5.1 Kesimpulan………………..……………………………….109
5.2 Saran………………………………………………………..110
DAFTAR PUSTAKA ...................... Error! Bookmark not defined.
LAMPIRAN ................................ Error! Bookmark not defined.
DAFTAR GAMBAR
No Keterangan Hal.
Gambar 2.1 Pengumpulan dan pengolahan air limbah
11
Gambar 2.2 Complately Mixed Activate Sludge Plant for an Industrial Wastewater
12
xvi
Gambar 2.3 Rancang bangun Carbon Filter 18
Gambar 2.4 Proses softening air tanah 19
Gambar 2.5 Proses backwash resin tangki softening
26
Gambar 2.7 Lokasi titik pengambilan sampel uji karakteristik influen
27
Gambar 2.8 Neraca air PT Behaestex Pandaan
28
Gambar 2.9 Bagan Alur Proses Unit Pengolahan Air Limbah PT Behaestex Pandaan
33
Gambar 2.10 Layout PT Behaestex Pandaan 41
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan Unit Pengolahan Air Limbah PT Behaestex Pandaan
45
Gambar 3.2 Diagram alir pengujian jartest 49
Gambar 3.3 Rencana unit proses IPAL 55
Gambar 3.4 Diagram alir Perhitungan unit bar screen
61
Gambar 3.5 Diagram alir Perhitungan unit Bak ekualisasi
65
Gambar 3.6 Diagram alir Perhitungan unit Koagulasi
Gambar 3.7 Diagram alir Perhitungan unit Flokulasi
79
Gambar 3.8 Diagram alir Perhitungan unit primary clarifier
87
Gambar 3.9 Diagram alir Perhitungan unit Aerasi
91
Gambar 3.10 Diagram alir Perhitungan Secondary clarifier
92
Gambar 4.1 Grafik hubungan variasi FeCl3 dan air regenerasi terhadap penurunan kadar Pt-Co
93
xvii
Gambar 4.2 Grafik hubungan variasi FeCl3 dan air regenerasi terhadap penurunan kadar COD
96
Gambar 4.3 Grafik hubungan variasi FeCl3 dan air regenerasi terhadap produksi lumpur
117
Gambar 4.4 Bagan alir proses pengolahan air limbah rencana
118
Gambar 4.5 Lokasi pembangunan IPAL 1
Gambar 4.6 Perencanaan layout unit pengolahan air limbah PT Behaestex Pandaan
117
xviii
DAFTAR TABEL
No. Keterangan Hal.
Tabel 2.1 Baku mutu air limbah bagi industri tekstil
19
Tabel 2.2 Hasil uji parameter influen PT Behaestex Pandaan
24
Tabel 2.3 Peralatan utama dan penunjang pada IPAL PT Behaestex Pandaan
28
Tabel 3.1 Kriteria Disain Bar Screen 36
Tabel 3.2 Kiteria desain bak ekualisasi 40
Tabel 3.4 Kiteria desain pengadukan cepat (koagulasi)
46
Tabel 3.5 Nilai gradien kecepatan dan waktu pengadukan
47
Tabel 3.6 Kriteria impeller 47
Tabel 3.7 Konstanta KT dan KL untuk tangki bersekat
47
Tabel 3.8 Kriteria desain primary clarifier 57
Tabel 3.9 Kriteria desain tangki aerasi 67
Tabel 3.10 Kriteria Desain Pengendapan Kedua Untuk Lumpur Aktif
71
Tabel 3.11 Dimensi filter karbon 79
Tabel 4.1 Dimensi unit bar screen 90
Tabel 4.2 Data fluktuasi debit unit ekualisasi 92
Tabel 4.3 Data parameter dan kemampuan removal bak ekualisasi
93
Tabel 4.4 Hasil perhitungan dimensi unit koagulasi
94
Tabel 4.5 Hasil perhitungan dimensi unit flokulasi
95
Tabel 4.6 Hasil perhitungan dimensi unit primary clarifier
97
xix
Tabel 4.7 Kriteria desain unit biologi 98
Tabel 4.8 Hasil perhitungan dimensi unit Biologi 100
Tabel 4.9 Perbandingan penggunaan utilitas pada IPAL eksisting dan IPAL yang direncanakan
102
Tabel4.10 Perbandingan biaya operasional bulanan antara IPAL eksisting dengan IPAL rencana 98
Tabel 4.11 Anggaran dana peralatan utama 106
Tabel 4.12 Anggaran dana peralatan penunjang 107
Tabel 4.13 Total anggaran dana pembangunan IPAL
107
xx
DAFTAR LAMPIRAN
No Keterangan Hal.
Lampiran I Regulasi tentang baku mutu air
limbah
1
Lampiran II Data Hasil uji jartest 2
Lampiran III Detail perhitungan unit IPAL 5
Lampiran IV Surat izin penelitian 15
Lampiran V Detail perhitungan RAB/BOQ 16