Belajar › Unit pengolahan

Bak kontak desinfeksi

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Coba di simulasi →

Apa fungsinya

Bak kontak desinfeksi adalah bak kecil bersekat tempat air olahan bercampur dengan klor sebelum dibuang. Pengolahan biologis menurunkan BOD dan TSS, tetapi masih menyisakan banyak bakteri dan virus dari tinja. Klor membunuh sebagian besar kuman itu sehingga air yang masuk saluran atau sungai lebih aman bagi warga di hilir. Permen LH/BPLH No. 11 Tahun 2025 (Lampiran I huruf A angka 2) menetapkan baku mutu fecal coliform 1.000 MPN/100 mL untuk semua tingkat debit, dan sisa khlorin (Cl2) 1 mg/L yang diukur langsung di titik penaatan. Fecal coliform adalah bakteri koliform asal tinja; ia dipakai sebagai penanda kemungkinan adanya patogen.

Cara kerja

• Kaporit (kalsium hipoklorit) dilarutkan dan diteteskan ke air di ujung masuk bak, atau tablet kaporit diletakkan dalam tabung yang dilalui air.
• Klor perlu waktu untuk bekerja. Waktu ini disebut waktu kontak.
• Sekat pengarah membuat air berkelok-kelok sehingga setiap bagian air benar-benar tinggal selama waktu kontak (mendekati aliran sumbat), bukan mengambil jalan pintas.
• Sebagian klor habis bereaksi dengan sisa bahan organik dan amonia. Yang tersisa di ujung keluar disebut sisa klor dan menjadi tanda bahwa dosis sudah cukup.

Rumus dan cara menghitung

Bak dirancang pada debit puncak, karena saat itulah waktu kontak paling pendek.

V_perlu   = Q_puncak_jam x t / 60
t_nyata   = V_terpasang / Q_puncak_jam x 60
kaporit   = D x Q / 1000 / c

• V_perlu = volume efektif (m3); Q_puncak_jam = debit puncak (m3/jam); t = waktu kontak rancangan (menit)
• D = dosis klor (mg/L); Q = debit rata-rata (m3/hari); c = kadar klor aktif kaporit (baku 0,60)
• kaporit dalam kg/hari

Ukuran denah diambil dari volume dan tinggi air (baku 1,20 m) dengan panjang : lebar sekitar 2,5 dan lebar minimum 0,80 m. Kebutuhan kaporit dihitung dengan debit rata-rata karena yang dicari adalah pemakaian harian.

Penyisihan fecal coliform dalam satuan log dihitung dengan:

log_desinfeksi = 3,5 x min(1; t_nyata / 30) x min(1; D / 3)

t_nyata = waktu kontak nyata (menit), D = dosis klor (mg/L). Bila waktu kontak sedikitnya 30 menit dan dosis sedikitnya 3 mg/L, nilainya 3,5 log; bila salah satunya kurang, penyisihan turun sebanding. Dosis di atas 3 mg/L tidak menambah log di model. Penjelasan satuan log ada di bagian berikut.

Fecal coliform masuk dan satuan log

Coba di simulasi →

Satuan log memudahkan membandingkan angka mikroba yang bergeser berpangkat. Penyisihan 1 log berarti jumlahnya turun 10 kali (90 persen), 3 log berarti turun 1.000 kali (99,9 persen). Aplikasi menganggap fecal coliform air limbah masuk 10^7 MPN/100 mL, atau 7 log; ini asumsi umum air limbah domestik, ganti dengan hasil uji laboratorium bila ada.

Desinfeksi diberi 3,5 log pada kontak 30 menit dan dosis 3 mg/L, turun proporsional bila kurang. Unit di hulu (misalnya ABR 0,5 log atau filter 0,5 log) menambah penyisihan. Contoh R1: 7 - 0,5 - 0,5 - 3,5 = 2,5 log, atau 316 MPN/100 mL, lebih kecil dari baku 1.000 MPN/100 mL.

PERIKSA pada fecal coliform keluaran muncul bila hasil akhir melebihi 1.000: tambah waktu kontak (perpanjang bak) atau naikkan dosis ke 3 mg/L atau lebih, dan periksa angka masukan. Sisa khlor tidak dihitung aplikasi; ia diukur langsung di titik penaatan dan tidak boleh melebihi 1 mg/L.

Dosis klor

Coba di simulasi →

Dosis klor adalah banyaknya klor aktif yang ditambahkan ke setiap liter air olahan, dalam mg/L.

Dosis yang terlalu kecil habis bereaksi dengan sisa bahan organik dan amonia sebelum sempat membunuh kuman; koliform keluaran tetap tinggi. Dosis yang terlalu besar meninggalkan sisa klor yang meracuni ikan dan biota di badan air, menimbulkan bau, membentuk senyawa samping berklor, dan memboroskan kaporit.

Rentang di aplikasi 3,0-10,0 mg/L, baku 5,0 mg/L (dosis baku di kode adalah 5,0 mg/L; penyisihan 3,5 log sudah tercapai mulai 3 mg/L). Dosis harus dipilih sehingga sisa khlor di titik penaatan tidak lebih dari 1 mg/L menurut Permen LH/BPLH 11/2025; sisa ini tidak dihitung aplikasi dan hanya bisa dipastikan dengan pengukuran. Keluaran pengolahan anaerobik (ABR, filter anaerobik) biasanya mengandung amonia dan sisa organik lebih banyak daripada keluaran aerob, sehingga cenderung butuh dosis di sisi atas rentang.

Kalau muncul PERIKSA: kembalikan dosis ke dalam rentang. Dosis tidak mengubah ukuran bak, hanya kebutuhan kaporit harian. Di lapangan dosis disetel dengan mengukur sisa klor di ujung keluar bak; sasaran umum adalah sisa klor kecil tetapi terdeteksi.

Kriteria perancangan

Cara memberi kaporit dapat dipilih di tahap 3: tablet dalam tabung (bawaan) atau larutan dengan pompa dosing; lihat memilih cara memberi kaporit untuk perbandingan dan hitungan Griya Asri. Parameter baku: waktu kontak 30 menit, dosis 5,0 mg/L, kadar klor aktif kaporit 60 persen, tinggi air 1,20 m, jagaan 0,30 m, 3 sekat pengarah. Penyisihan BOD dan TSS yang diberikan aplikasi untuk unit ini kecil (5 persen), karena tugasnya membunuh kuman. Lampiran III Permen LH/BPLH 11/2025 menyatakan disinfeksi diperlukan untuk kapasitas di atas 3 m3/hari; lampiran itu hanya untuk tingkat sampai 50 m3/hari, jadi untuk Griya Asri (150 m3/hari) yang mengikat tetap baku mutu fecal coliform dan sisa khlor.

Pemeliharaan dan pengoperasian

Isi ulang larutan atau tablet kaporit sesuai jadwal dan catat pemakaiannya. Ukur sisa klor di ujung keluar dengan alat uji sederhana beberapa kali seminggu. Kuras endapan di dasar bak setiap beberapa bulan. Simpan kaporit dalam wadah tertutup di tempat kering, jauh dari bahan organik, dan gunakan sarung tangan serta masker saat menanganinya.

Studi kasus: bak desinfeksi Griya Asri

Rangkaian R1 (pengendap awal + ABR + filter anaerobik). Debit rata-rata 150,0 m3/hari; debit puncak 4,34 L/detik = 15,62 m3/jam.

1. V_perlu = 15,62 x 30 / 60 = 7,81 m3.
2. Luas = 7,81 / 1,20 = 6,51 m2. Dengan panjang : lebar 2,5 diperoleh lebar 1,65 m dan panjang 3,95 m.
3. V_terpasang = 3,95 x 1,65 x 1,20 = 7,82 m3; t_nyata = 30,0 menit.
4. Dipasang 3 sekat pengarah.
5. Kaporit = 5,0 x 150,0 / 1000 / 0,60 = 1,25 kg/hari, sekitar 37,5 kg per bulan.
6. Penyisihan fecal coliform: waktu kontak 30,0 menit dan dosis 5,0 mg/L, sehingga 3,5 x 1 x 1 = 3,5 log. Fecal coliform masuk bak ini sudah turun di hulu (ABR 0,5 log dan filter anaerobik 0,5 log): 7 - 1,0 = 6,0 log; setelah desinfeksi 6,0 - 3,5 = 2,5 log = 316 MPN/100 mL.

Hasil fecal coliform kelima rangkaian Griya Asri, semuanya memenuhi baku 1.000 MPN/100 mL: R1 316, R2 501, R3 316, R4 316, dan R5 32 MPN/100 mL (R5 paling rendah karena lahan basah menyumbang 1,5 log). Namun pada R1, R2, dan R5 pengolahannya tetap gagal pada amoniak, sehingga desinfeksi yang berhasil tidak membuat rangkaian itu memenuhi baku mutu.

Waktu kontak tepat di batas bawah. Bila tinggi air diturunkan atau ukuran dibulatkan ke bawah saat pelaksanaan, status bisa berubah menjadi PERIKSA. Menambah panjang bak 0,20-0,30 m memberi cadangan yang murah.

Latihan

Soal 1 (mudah). IPAL dengan debit rata-rata 100 m3/hari dan debit puncak 10 m3/jam. Waktu kontak 30 menit, tinggi air 1,20 m, dosis 5,0 mg/L, kaporit 60 persen klor aktif. Hitung volume bak, luas, dan kaporit per hari.

Jawaban: V = 10 x 30 / 60 = 5,0 m3; luas = 5,0 / 1,20 = 4,17 m2; kaporit = 5,0 x 100 / 1000 / 0,60 = 0,83 kg/hari.

Soal 2 (sedang). Fecal coliform masuk 10^7 MPN/100 mL (7 log). Unit hulu menyisihkan total 1,0 log; bak desinfeksi memenuhi waktu kontak 30 menit dan dosis 5 mg/L. Berapa fecal coliform keluar, dan apakah memenuhi baku 1.000 MPN/100 mL?

Jawaban: log keluar = 7 - 1,0 - 3,5 = 2,5, sehingga 10^2,5 = 316 MPN/100 mL, memenuhi baku.

Soal 3 (menantang). Bak yang sama dibangun lebih kecil: waktu kontak nyata 20 menit dan dosis dipasang 2 mg/L. Hitung penyisihan log dan fecal coliform keluar. Apa yang harus diubah?

Jawaban: log_desinfeksi = 3,5 x (20/30) x (2/3) = 1,56 log. Log keluar = 7 - 1,0 - 1,56 = 4,44, atau sekitar 27.800 MPN/100 mL, jauh di atas 1.000 (PERIKSA). Perbaikan: waktu kontak 30 menit dan dosis 3 mg/L atau lebih mengembalikan 3,5 log (316 MPN/100 mL); sisa khlor lalu dicek di titik penaatan agar tidak melebihi 1 mg/L.

Hubungan dengan baku mutu 11/2025

Desinfeksi adalah satu-satunya unit yang secara tegas ditujukan pada fecal coliform (baku 1.000 MPN/100 mL pada semua tingkat debit) dan memunculkan parameter baru, sisa khlorin 1 mg/L yang diukur langsung di titik penaatan; lihat halaman baku mutu. Ia hanya memberi penyisihan kecil pada BOD dan TSS (5 persen) dan tidak menurunkan amoniak: amoniak yang tinggi justru memakai klor dan mempersulit sisa khlor. Karena itu rangkaian yang amoniaknya masih tinggi perlu unit nitrifikasi sebelum desinfeksi. Penyisihan 3,5 log adalah asumsi aplikasi, bukan angka dari peraturan; hasil nyata harus diuji di laboratorium.

Rujukan

• Buku 3, Bab 8 (seri Menggambar Teknik untuk Teknik Lingkungan).
• Permen LH/BPLH No. 11 Tahun 2025 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Standar Teknologi Pengolahan Air Limbah untuk Air Limbah Domestik, Lampiran I huruf A angka 2.
• Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.

Foto dan gambar dari sumber terbuka

Foto dan gambar dari sumber terbuka

Foto dari sumber terbuka; hak cipta tetap pada pembuatnya sesuai lisensi.