Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT Amallia Ashuri 1, Elis Hastuti 2, dan Ida Medawati 3 Introduksi-Akses terhadap sanitasi merupakan salah satu kebutuhan dasar untuk mendukung kesehatan masyarakat, lingkungan, dan kesejahteraan ekonomi secara berkelanjutan. Namun akses terhadap sanitasi belum dapat dirasakan secara merata oleh masyarakat Indonesia. Akses sanitasi air limbah skala kota berupa jaringan air limbah tidak dapat melayani seluruh kota. Hal ini dapat disebabkan oleh padatnya daerah permukiman atau jarak permukiman yang terlalu jauh dengan jaringan air limbah dan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) kota. Fasilitas pengolahan air limbah setempat dikembangkan untuk mengatasi masalah keterbatasan akses air limbah skala kota. Pengoperasian fasilitas pengolahan air limbah setempat, seperti tangki septik individu dan IPAL komunal, sebagian besar belum memperhatikan pengelolaan lumpur tinja. Padahal lumpur tinja yang terakumulasi dalam fasilitas pengolahan akan mengganggu proses dekomposisi air limbah hingga dapat menyebabkan kualitas efluen air limbah tidak memenuhi baku mutu. Di sisi lain, banyak masyarakat memanfaatkan lumpur tinja secara ilegal dan melakukan praktek daur ulang lumpur tinja yang tidak aman. Lumpur tinja seharusnya disedot secara berkala dan diolah dalam Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) terpusat skala kota. Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT Kata-kata kunci: Air limbah; proses A2O; biodigester; komunal; lumpur tinja Hasil studi IPLT menunjukkan tidak optimalnya fungsi IPLT terpusat yang ada yang disebabkan kendala jarak ke IPLT sistem terpusat, kapasitasnya yang tidak sesuai dengan meningkatnya jumlah penduduk, kurangnya kesadaran masyarakat, lumpur tinja sebagai satu-satunya pasokan lumpur semakin berkembangnya sistem pengolahan air limbah yang menghasilkan sedikit lumpur, serta tidak dapat menjangkau permukiman padat. Selain itu, terdapat pula kelemahan dalam aspek kelembagaan serta faktor pelayanan dan operasional belum efektif (Wardhana dan Karunia, 2009; Sukadi, 2009; Mariyam, 2014; Dian dan Herumurti, 2016). Integrasi pengolahan lumpur tinja dengan air limbah dikembangkan untuk menjawab tantangan pengoperasian IPLT yang masih belum optimal. Pada beberapa kasus, pengolahan terpadu antara lumpur tinja dan air limbah domestik dilakukan dengan menggunakan sistem kolam dan juga sistem lumpur aktif (Ingallinella, Sanguinetti, Fernández, Strauss, & Montangero, 2000; Heinss & Strauss, 1999). Pengolahan terpadu air limbah domestik tidak hanya dapat dilakukan dengan lumpur tinja tetapi juga dapat dilakukan dengan biomasa lain. Praktik ini biasanya dilakukan pada daerah yang belum memiliki pengolahan terhadap biomasa yang dihasilkannya. Beberapa biomasa Output Kegiatan Penelitian 1 yang sering digunakan sebagai substrat tambahan pada pengolahan terpadu dengan air limbah diantaranya sampah organik, kotoran hewan (animal manure), dan sampah agrikultur (Cheerawit, Thunwadee, Duangporn, Tanawat, & Wichuda, 2012; Abhold, Golden, Mckenzie, & Romankiewicz, 2014; Cheng et al., 2017; Mata-Alvarez et al., 2014). Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT Melihat peluang dilakukannya pengolahan terpadu air limbah domestik baik dengan lumpur tinja maupun biomasa lain,maka Puslitbang Perumahan dan Permukiman mengembangkan sistem pengolahan air limbah terpadu. Pada tahun anggaran 2017, pengembangan dilakukan pada skala model laboratorium lapangan. Hasil penelitian menunjukan bahwa pengolahan air limbah dengan lumpur tinja dan pengolahan air limbah dengan limbah organik lainnya dapat dilakukan secara terpadu (Pusperkim, 2017). Oleh karena itu, pada tahun anggaran 2018 sistem pengolahan tersebut dikembangkan menjadi skala prototipe. Pendekatan yang digunakan adalah IPLT merupakan bagian dari komponen sistem sanitasi setempat (on site) atau sistem terdesentralisasi (desentralized system) yang dikembangkan untuk menggantikan pendekatan sistem konvensional dan/atau sistem terpusat yang dinilai kurang berhasil mengatasi pencemaran air di daerah perkotaan (Pamekas, 2006). Penelitian ini akan diterapkan di kawasan permukiman dengan akses sanitasi rendah, memiliki keterbatasan akses ke IPLT terpusat, dan memiliki potensi daur ulang baik sebagai urban farming, lansekap, maupun perbaikan badan air di kawasan permukiman. Maksud dan Tujuan- Pengembangan prototipe pengolahan air limbah terintegrasi antara pengolahan air limbah dengan lumpur tinja dan air limbah dengan limbah organik lainnya secara komunal di kawasan permukiman dengan akses sanitasi terbatas. Penerima Manfaat- Dua institusi utama yang mendapatkan manfaat langsung dari hasil kegiatan litbang adalah Direktorat Jedneral Cipta Karya, dinas terkait, dan masyarakat. a. Direktorat Cipta Karya dan dinas terkait mendapatkan alternatif teknologi pengolahan air limbah terintegrasi antara air limbah dengan lumpur tinja atau limbah organik lainnya yang dapat diterapkan di lokasi dengan akses sanitasi terbatas sehingga dapat membantu pencapaian target universal access sanitasi 100%. Selain itu, teknologi ini juga dapat menghasilkan efluen yang sesuai dengan baku mutu yang diatur dalam PermenLHK No. 68 Tahun 2016. b. Masyarakat dapat memanfaatkan hasil pengolahan, seperti efluen dan lumpur stabil sebagai pupuk untuk wilayah pertanian. Desain/Metode/Pendekatan- Pelaksanaan penelitian ini didasarkan pada kemungkinan integrasi pengelolaan air limbah dengan lumpur tinja dan limbah organik lainnya di kawasan permukiman. Pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pendekatan kuantitatif dan kualitatif. Pendekatan kualitataif digunakan untuk mengevaluasi sistem pengelolaan secara komunal. Sementara pendekatan kuantitatif digunakan dalam evaluasi kinerja teknologi IPAL dan IPLT. Evaluasi kinerja dilakukan dengan cara pengukuran kualitas air limbah baik di lapangan maupun di laboratorium. Titik pengujian dapat dilihat pada Tabel 1. 2 Output Kegiatan Penelitian Tabel 1. Lokasi pengambilan sampel Tahap pengujian Tahap seeding dan aklimatisasi Titik sampling Periode Influen, setiap Setiap unit, outlet minggu Tahap stabil Influen, setiap Setiap dua unit, outlet minggu Parameter pH, kekeruhan, temperatur, COD, total coliform, dan telur cacing pH, kekeruhan, temperatur, TSS, kadar lumpur, COD, BOD, NO3, NH4, NO2, minyak dan lemak, total fosfat, total coliform, bakteri pathogen, telur cacing Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT Aspek teknis atau kinerja unit proses dianalisis dengan menggunakan metode komparatif dan statistik deskriptif. Metode komparatif digunakan untuk membandingkan data kualitas efluen dengan baku mutu yang ditetapkan dalam Kemen LHK 68/2016 serta membandingkan data kualitas lumpur tinja dengan standar USEPA. Statistik deskriptif digunakan untuk menggambarkan data yang didapat secara umum. Temuana. Perencanaan Kriteria desain yang digunakan dalam perencanaan pengolahan terintegrasi antara air limbah dan lumpur tinja berupa biofilter dengan system anaerob, anoksik, dan aerob (A2O) dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Kriteria desain pengolahan air limbah dan lumpur tinja No. A. 1. 2. 3. B. 1. 2. 3. 4. C. 1. 2. 3. D. 1. 2. 3. 4. 5. E. 1. 2. 3. Parameter Unit Pengendap Awal Beban permukaan hidrolis (m3/m2/hari) Waktu detensi (jam) Kecepatan scouring (m/detik) Unit Anaerob Waktu detensi (jam) Beban permukaan hidrolis (m3/m2/hari) Beban BOD/volume media Beban BOD/luas permukaan media Unit Anoksik Waktu detensi (jam) Kecepatan pengadukan (m/detik) Konsentrasi oksigen terlarut (mg/L) Unit Aerob Waktu detensi (jam) Beban permukaan hidrolis (m3/m2/hari) Beban BOD/volume media Beban BOD/luas permukaan media Konsentrasi oksigen trelarut (mg/L) Taman Sanita Batasan konsentrasi influen (mg/L) Beban hidrolis (m3/m2/hari) Waktu detensi (hari) Output Kegiatan Penelitian Kriteria desain < 30 1,5 – 2,5 0,063 6–8 <2 0,4 – 4,7 5 – 30 1 0,1 0,5 6–8 <2 0,5 – 4 5 – 30 2 200 – 400 0,014< Lw < 0,046 <1 3 Kriteria desain yang digunakan dalam perencanaan pengolahan terintegrasi antara air limbah dan lumpur tinja berupa unit hibrid biodigester untuk blackwater dan taman snaita untuk greywater dapat dilihat pada Tabel 3. Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT Tabel 3. Kriteria desain pengolahan air limbah dan sampah organik No. A. 1. 2. 3. B. 1. 2. 3. 4. C. 1. 2. 3. D. 1. 2. 3. Parameter Unit Hibrid Biodigester Waktu detensi (hari) Laju volumetric organic loading (kg-COD/m3/hari) Kecepatan aliran upflow (m/jam) Unit Anaerob Waktu detensi (jam) Beban permukaan hidrolis (m3/m2/hari) Beban BOD/volume media Beban BOD/luas permukaan media Unit Pengendap Awal Beban permukaan hidrolis (m3/m2/hari) Waktu detensi (jam) Kecepatan scouring (m/detik) Taman Sanita Batasan konsentrasi influen (mg/L) Beban hidrolis (m3/m2/hari) Waktu detensi (hari) Kriteria desain 0,2 – 2 0,5 – 25 0,6 – 0,9 6–8 <2 0,4 – 4,7 5 – 30 < 30 1,5 – 2,5 0,063 200 – 400 0,014< Lw < 0,046 <1 b. Hasil Uji Kinerja Hasil uji kinerja menunjukan bahwa terjadi penurunan konsentrasi kandungan organik dari influen menuju efluen. Peningkatan konsentrasi BOD pada unit biofilter anaerob disebabkan oleh penambahan lumpur tinja ke dalam air limbah. Taman sanita sebagai unit pengolahan tersier dibutuhkan untuk menyisihkan organik dan nutrien lebih jauh. Efisiensi keseluruhan penyisihan BOD campuran air limbah dan lumpur tinja adalah sebesar 95,7% (Gambar 1). Gambar 1. Konsentrasi BOD di setiap unit Hasil uji kinerja menunjukan bahwa terjadi penurunan konsentrasi kandungan organik dari influen menuju efluen pada unit pengolahan terpadu air limbah dan sampah organik. Efisiensi keseluruhan penyisihan BOD campuran air limbah dan lumpur tinja adalah sebesar 94,62% (Gambar 2). 4 Output Kegiatan Penelitian Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT Gambar 2. Konsentrasi BOD di setiap unit c. Biaya Operasional Biaya operasional untuk pengolahan terpadu air limbah dengan lumpur tinja adalah Rp 950.000/bulan atau Rp 29.000/bulan/rumah. Kemampuan membayar masyarakat hanya Rp 3.000/bln. Kekurangan biaya operasional sebesar Rp 26.000/bln diambil dari unit air siap minum sebagai unit ekonomi. Biaya operasional unit pengolahan terpadu air limbah dengan limbah organik adalah Rp 400.000/bulan. Pengguna MCK mencapai 100 orang, sehingga biaya retribusi penggunaan MCK adalah Rp 4.000/bulan/orang. Limitasi- Kemampuan dan kemauan masyarakat dalam mengelola teknologi dalam jangka panjang. Implikasi- Penerapan teknologi terpadu pengolahan air limbah dan lumpur tinja skala kawasan dapat mengurangi kegagalan proses pengolahan air limbah dalam jangka panjang yang disebabkan oleh penumpukan lumpur di dasar instalasi. Selain itu, pengolahan lumpur tinja secara setempat atau onsite system juga dapat mengurangi praktek pembuangan dan pemanfaatan lumpur tinja ilegal. Konklusi-Pengolahan terpadu antara air limbah baik dengan lumpur tinja maupun dengan limbah organik lainnya dapat dilakukan. Proses pengolahan air limbah dengan lumpur tinja tidak dapat dilakukan hanya dengan biofilter anaerob saja namun memerlukan proses penambahan oksigen untuk menyisihkan kandungan nutrien dalam air limbah. Sementara, pengolahan terpadu antara air limbah dengan limbah organik dilakukan dengan menggunakan unit hibrid biodigester yang dapat mengolah air limbah dengan beban organik tinggi. Selain itu, terdapat produk sampingan berupa energi dalam bentuk gas metan yang dapat dimanfaatkan sebagai pengganti LPG ataupun dapat digunakan untuk menghasilkan listrik melalui perantara generator gas. Biaya operasional untuk pengolahan terpadu air limbah dengan lumpur tinja adalah Rp 950.000/bulan atau Rp 29.000/bulan/rumah. Kemampuan membayar masyarakat hanya Rp 3.000/bln. Kekurangan biaya operasional Output Kegiatan Penelitian 5 sebesar Rp 26.000/bln diambil dari unit air siap minum sebagai unit ekonomi. Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT Biaya operasional unit pengolahan terpadu air limbah dengan limbah organik adalah Rp 400.000/bulan. Pengguna MCK mencapai 100 orang, sehingga biaya retribusi penggunaan MCK adalah Rp 4.000/bulan/orang. Referensi Abhold, K., Golden, R., Mckenzie, L., & Romankiewicz, J. (2014). Understanding & Overcoming Barriers to Co-Digestion at Wastewater Treatment Facilities, (May). Cheerawit, R., Thunwadee, T. S., Duangporn, K., Tanawat, R., & Wichuda, K. (2012). Biogas Production from Co-digestion of Domestic Wastewater and Food Waste. Health and the Environment Journal, 3(2), 1–9. Cheng, Q., Deng, F., Li, H., Qin, Z., Wang, M., & Li, J. (2017). Nutrients removal from the secondary effluents of municipal domestic wastewater by Oscillatoria tenuis and subsequent co-digestion with pig manure. Environmental Technology, 1–8. Dian, G., & Herumurti, W. (2016). Evaluasi Kinerja Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) Keputih, Surabaya. Jurnal Teknik ITS, 5(1), 1– 6. Heinss, U., & Strauss, M. (1999). Co-treatment of Faecal Sludge and Wastewater in Tropical Climates, (January). Ingallinella, A. M., Sanguinetti, G., Fernández, R. G., Strauss, M., & Montangero, A. (2000). Cotreatment of sewage and septage in waste stabilization ponds, 9–16. Mata-Alvarez, J., Dosta, J., Romero-Güiza, M. S., Fonoll, X., Peces, M., & Astals, S. (2014). A critical review on anaerobic co-digestion achievements between 2010 and 2013. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 36, 412–427. Pamekas. (2006). Model Pelestarian Fungsi Lingkungan Perkotaan Berbasis Ekosanita-IPLT. Institut Pertanian Bogor. Pusperkim. (2004). Kajian Fungsionalisasi IPLT dan TPA Sampah. Bandung. Pusperkim. (2013). Pengembangan Teknologi Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT). Bandung. Pusperkim. (2017). Pengembangan Model Terpadu Pengolahan Lumpur Tinja dan Air Limbah Komunal. Bandung. Sukadi. (2009). Bantuan Teknis Rehabilitasi IPLT di Kota/Kabupaten. Jurnal Sipil Kokoh, 7(1), 1–10. Wardhana, I. W., & Karunia, W. (2009). Evaluasi dan Optimalisasi Instalasi Pengolahan Limbah Tinja Kota Pekalongan. Jurnal Presipitasi, 7(2), 7–16. Tentang Penulis 6 1 Amallia Ashuri, Peneliti Pertama di Puslitbang Perumahan dan Permukiman. Kontak: [email protected]; 2 Elis Hastuti, Peneliti Madya di Puslitbang Perumahan dan Permukiman yang banyak berkecimpung dalam bidang pengolahan air limbah. Kontak: [email protected]; Output Kegiatan Penelitian 3 Ida Medawati, Peneliti Muda di Puslitbang Perumahan dan Permukiman yang banyak berkecimpung dalam bidang pengolahan air limbah. Kontak: [email protected]. Output Kegiatan Penelitian Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Komunal dan IPLT 7
