Studio IPALbelajar · simulasi · rancang
MasukDaftar

Belajar › Rangkaian

Memilih rangkaian pengolahan

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Ilustrasi konseptual: Memilih rangkaian pengolahan
Ilustrasi konseptual (dibuat dengan AI, gaya EcoEdu), bukan gambar kerja.

Coba di simulasi →

Rangkaian bukan soal "yang terbaik"

Rangkaian pengolahan adalah urutan unit yang dilalui air limbah dari pipa masuk sampai badan air penerima (lihat rangkaian pengolahan). Tidak ada rangkaian yang unggul di semua hal. Rangkaian tanpa listrik murah dioperasikan tetapi butuh bak besar dan tidak menurunkan amoniak. Rangkaian beraerasi menurunkan amoniak di lahan kecil, tetapi bergantung pada listrik dan operator. Tugas perancang adalah mencocokkan rangkaian dengan baku mutu yang berlaku, keadaan tapak, dan kemampuan pengelola, bukan memilih yang keluarannya paling jernih di atas kertas.

Studio IPAL menyediakan lima rangkaian:

  • R1 pengendap awal + reaktor bersekat anaerobik (ABR) + filter anaerobik
  • R2 tangki septik komunal + filter anaerobik
  • R3 pengendap awal + biofilter aerob + pengendap akhir
  • R4 lumpur aktif paket (aerasi diperpanjang)
  • R5 ABR + lahan basah buatan

Kelimanya diawali saringan kasar, pemisah minyak dan lemak, dan bak pengumpul, lalu diakhiri desinfeksi, bak ukur, dan bak pengering lumpur. Pemisah minyak ada pada semua rangkaian karena Permen LH/BPLH 11/2025 Pasal 8 mewajibkan unit pemisah minyak dan lemak bagi air limbah domestik yang mengandung minyak dan lemak.

Alur keputusan

Jawab berurutan. Langkah yang lebih atas menentukan aturan main, dan biasanya paling sulit diubah.

1. Tentukan tingkat debit

Peraturan membagi air limbah domestik menjadi tiga tingkat debit menurut volume yang dihasilkan: lebih dari 50 m3/hari; lebih dari 3 sampai 50 m3/hari; dan 3 m3/hari atau kurang. Tingkat menentukan angka baku mutu dan apakah ada standar teknologi. Hitung dulu debit rata-rata dari jumlah sambungan, jiwa per sambungan, pemakaian air, dan faktor pengembalian (lihat debit dan beban). Griya Asri: 300 SR x 5 jiwa x 125 L/orang/hari, setelah faktor pengembalian menjadi 150 m3/hari, yaitu tingkat lebih dari 50.

2. Periksa apakah ada standar teknologi (Pasal 6)

Standar teknologi pengolahan (Lampiran III) hanya ada untuk dua tingkat: 3 m3/hari atau kurang, dan lebih dari 3 sampai 50 m3/hari. Untuk lebih dari 50 m3/hari tidak ada standar teknologi: yang berlaku hanya baku mutu, dan teknologi bebas dipilih selama keluarannya memenuhi baku mutu. Bila teknologi yang dipakai berada di luar standar, Pasal 10-11 mewajibkan memenuhi baku mutu dan menyusun standar teknis (Pasal 11 ayat 1 huruf a), serta sertifikat uji laboratorium teregistrasi di hulu titik pembuangan (Pasal 11 ayat 3).

Akibatnya bagi pemilihan rangkaian di tingkat lebih dari 50: kelima rangkaian boleh dipertimbangkan, tetapi bahwa keluarannya memenuhi baku mutu perlu dibuktikan perancang, termasuk lewat standar teknis bila teknologinya di luar standar. Kriteria Lampiran III hanya berguna sebagai pembanding. Contohnya, pemisah minyak dengan waktu tinggal minimal 30 menit (PM-01 Griya Asri: 30,3 menit) dan lumpur aktif aerasi diperpanjang dengan waktu tinggal 16 sampai 24 jam (AE-01: 18,1 jam). Perhatikan pula bahwa bak pengumpul pada rangkaian ini berwaktu tinggal 20 menit pada debit puncak, jadi bukan ekualisasi sejati; Lampiran III meminta ekualisasi minimal 8 jam, dan itu tidak ada pada kelima rangkaian.

3. Periksa amoniak

Pada tingkat lebih dari 50, baku mutu amoniak (NH3-N) adalah 10 mg/L. Dengan asumsi 40 mg/L masuk, rangkaian harus menyisihkan paling sedikit 75 persen amoniak. Tanyakan pada setiap rangkaian: apakah ada unit yang melakukan nitrifikasi?

  • Proses anaerobik (tangki septik, ABR, filter anaerobik) tidak menurunkan amoniak. R1 dan R2 keluar 40 mg/L.
  • Biofilter aerob (R3) menurunkannya sebagian, bergantung pada beban BOD media: 35 persen pada Griya Asri, keluar 25,9 mg/L.
  • Lahan basah (R5) diberi penyisihan 50 persen: keluar 20 mg/L.
  • Lumpur aktif aerasi diperpanjang (R4) dengan umur lumpur 20 hari menyisihkan sekitar 85 persen: keluar 6,0 mg/L.

Amoniak adalah penyaring terkeras. Pada Griya Asri, empat dari lima rangkaian gugur di sini walaupun BOD-nya baik. Bila ingin tetap memakai rangkaian anaerobik, rancangkan unit nitrifikasi tambahan di hilirnya.

4. Periksa lahan

Lahan adalah kendala keras di permukiman padat. Periksa dua hal: luas lahan perlu (luas bangunan dikali 1,35 untuk ruang sirkulasi) dan lebar terpakai, karena tata letak otomatis memakai penempatan pertama-muat. Pada lahan 42 x 18 m (756 m2), R1 dan R4 muat; R2 dan R3 luasnya cukup tetapi lebar terpakainya 24,85 dan 28,60 m, melebihi 18 m; R5 membutuhkan 4.346,1 m2, sekitar 5,7 kali lahan tersedia. Baca tata letak dan kebutuhan lahan dan, untuk bak yang dasarnya di bawah muka air tanah, gaya angkat.

5. Bandingkan biaya, bangun dan operasi

Setelah baku mutu dan lahan terpenuhi, barulah bandingkan biaya. Hitung biaya bangun dari BOQ, lalu tambahkan biaya operasi: listrik (blower pada R3 dan R4 menyala 24 jam), operator, kaporit, pengerukan lemak dari pemisah minyak ke pihak ketiga berizin, dan pengurasan lumpur. Pertimbangkan juga beban kejut, yaitu lonjakan debit atau kadar mendadak, misalnya dari warung makan atau acara warga: unit anaerobik bervolume besar meredam lonjakan dengan baik, lumpur aktif paling stabil bila dioperasikan benar, dan biofilter cukup tahan karena biomassanya menempel pada media.

Untuk meranking kelima rangkaian secara terstruktur dengan data Anda, pakai tahap 2 pada halaman Rancang: matriks keputusan enam kriteria, bobot AHP, dan peringkat TOPSIS (penjelasan lengkap). Kondisi wilayah (datar, miring, berbukit) ikut menentukan sisa tinggi tekan dan biaya galian (kondisi wilayah).

Urutan praktis

Jangan mulai dari biaya. Pada tingkat lebih dari 50 m3/hari, mulai dari pertanyaan "rangkaian mana yang bisa menurunkan amoniak sampai 10 mg/L?", lalu "mana yang muat di lahan?", baru "mana yang termurah?". Pada Griya Asri urutan itu menyisakan satu rangkaian, R4, dan kebetulan R4 juga yang termurah dibangun. Bila lahan luas dan listrik meragukan, rangkaian anaerobik (R1, R5) tetap mungkin, tetapi dengan unit nitrifikasi tambahan yang berada di luar rangkaian bawaan aplikasi.

Perbandingan lima rangkaian

Angka di bawah dihitung Studio IPAL V2.3 untuk data baku Griya Asri (300 SR, 150,0 m3/hari, tingkat lebih dari 50 m3/hari, BOD masuk 400 mg/L, lahan 42 x 18 m = 756 m2). Baku mutu dalam kurung adalah batas tingkat lebih dari 50 m3/hari menurut Lampiran I huruf A angka 2. Angka masuk amoniak (40 mg/L), minyak dan lemak (25 mg/L), dan fecal coliform (107 MPN/100 mL) adalah asumsi umum; ganti dengan hasil uji laboratorium. Harga BOQ adalah harga satuan asumsi.

Butir R1 abr-af R2 septik-af R3 biofilter R4 lumpur-aktif R5 abr-lahan-basah
BOD keluar (30 mg/L) 20,4 62,7 26,6 21,3 10,2
COD keluar (100 mg/L) 40,9 125,4 53,2 42,6 20,4
TSS keluar (30 mg/L) 13,0 37,9 6,5 8,7 6,5
Amoniak NH3-N keluar (10 mg/L) 40,0 40,0 25,9 6,0 20,0
Minyak dan lemak keluar (5 mg/L) 2,9 3,6 2,5 2,1 1,8
Fecal coliform (1.000 MPN/100 mL) 316 501 316 316 32
Parameter lolos (dari 6) 5 2 5 6 5
Parameter gagal amoniak BOD, COD, TSS, amoniak amoniak tidak ada amoniak
Jumlah unit 9 8 9 9 9
Luas lahan perlu (m2, dari 756) 297,3 388,8 284,4 239,8 4.346,1
Lebar terpakai (m, batas 18) 17,60 24,85 28,60 16,65 67,50
Muat di lahan 42 x 18 m Muat Tidak Tidak Muat Tidak
Daya blower teoritis (kW) 0 0 0,81 1,02 0
Biaya total (Rp juta) 1.037,1 1.346,8 983,7 855,3 2.446,4
Biaya per SR (Rp juta) 3,46 4,49 3,28 2,85 8,15
Lumpur (kg bahan kering/hari) 33,2 18,4 46,7 37,1 31,6
Kriteria berstatus PERIKSA 1 5 2 0 5

Hal yang terbaca dari tabel:

  • Hanya R4 yang lolos keenam parameter dan muat di lahan. Aerasi diperpanjang dengan umur lumpur panjang memberi nitrifikasi sekitar 85 persen.
  • R1 dan R5 lolos BOD, COD, TSS, minyak-lemak, dan fecal coliform, tetapi gagal amoniak (40,0 dan 20,0 mg/L). R5 juga membutuhkan lahan jauh melampaui yang ada dan sisa tinggi tekannya negatif.
  • R2 gagal BOD, COD, TSS, dan amoniak, dan tata letaknya tidak muat dalam lebar lahan.
  • R3 lolos BOD (dengan selisih tipis), COD, TSS, minyak-lemak, dan fecal coliform; amoniak 25,9 mg/L gagal, dan tata letaknya tidak muat dalam lebar lahan. Amoniak R3 bisa membaik bila beban BOD media diturunkan (nitrifikasi = 1 - 1,1 x beban, dibatasi 10 sampai 85 persen), tetapi itu berarti media yang jauh lebih banyak.
  • Gagal bukan berarti aplikasi salah. Hasil ini adalah pelajaran perancangan: tiap rangkaian menunjukkan unit apa yang mampu dan tidak mampu menurunkan parameter tertentu. Baca bagian "Pelajaran" pada halaman R1, R2, R3, R4, dan R5.

Biaya operasi tidak termasuk

Biaya total pada tabel kini memuat pekerjaan sipil, perpipaan 10 persen, kisi saringan, dosing kaporit, dan, bila ada, blower, diffuser, pompa resirkulasi lumpur, dan panel listrik. Tidak termasuk: lahan, tagihan listrik, kaporit yang dikonsumsi (sekitar 1,25 kg/hari pada semua rangkaian ber-desinfeksi), gaji operator, pengerukan lemak ke pihak ketiga berizin, truk penguras lumpur, struktur terperinci, dan penggantian peralatan. Blower R3 (0,81 kW) dan R4 (1,02 kW) yang menyala terus memakai kira-kira 19 dan 24 kWh per hari, belum termasuk pompa resirkulasi R4. Dalam 10-20 tahun, biaya operasi R3 dan R4 dapat melampaui selisih biaya konstruksinya dengan R1. Bandingkan rangkaian dengan biaya daur hidup, bukan biaya bangun saja.

Kesalahan yang sering terjadi

Kesalahan yang sering terjadi

  • Memilih rangkaian hanya dari BOD dan TSS, lalu baru sadar amoniak 40 mg/L tidak turun di rangkaian anaerobik.
  • Memilih lumpur aktif karena "paling modern" di kampung yang listriknya sering padam. Tanpa udara, bak aerasi menjadi septik dan berbau dalam beberapa jam, dan nitrifikasi hilang lebih dulu.
  • Memakai tangki septik komunal saja dan menganggap keluarannya memenuhi baku mutu.
  • Mengira "tidak ada standar teknologi" untuk debit di atas 50 m3/hari berarti tanpa aturan. Baku mutu tetap berlaku dan harus dibuktikan terpenuhi.
  • Menjadikan persentase penyisihan minimum peraturan terdahulu yang sudah dicabut sebagai syarat. Naskah 11/2025 menilai kadar keluaran, bukan persentase penyisihan.
  • Membandingkan biaya konstruksi tanpa memasukkan biaya operasi.
  • Mengabaikan luas lahan perlu dan lebar terpakai, yang memuat ruang sirkulasi dan susunan bak, bukan hanya jejak bangunan.

Rujukan

  • Buku 3, Bab 8.
  • Peraturan Menteri LH/BPLH Nomor 11 Tahun 2025 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Standar Teknologi Pengolahan Air Limbah untuk Air Limbah Domestik (Berita Negara RI Tahun 2025): Pasal 6 (standar teknologi), Pasal 8 (pemisah minyak dan lemak), Pasal 10-11 (teknologi di luar standar dan standar teknis), Lampiran I huruf A angka 2 (baku mutu), Lampiran III (kriteria desain untuk debit sampai 50 m3/hari). Peraturan ini mencabut peraturan terdahulu (Permen LHK P.68/2016) pada Pasal 14.
  • Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries. BORDA.
  • Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.
R1 - Pengendap awal + ABR + filter anaerobik →