MODEL OPTIMALISASI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH KOMUNAL MENGGUNAKAN PEMROGRAMAN DINAMIS

Pemerintah Indonesia telah berupaya melakukan pengelolaan air limbah untuk memenuhi target MDG’s di bidang sanitasi sektor air limbah. Tetapi dari hasil evaluasi terhadap program PPSP (Percepatan Pembangunan Sanitasi Pemukiman) melalui National City Sanitation Rating (NCSR), pada September 2012 skor untuk setiap kota dan kabupaten masih rendah. Sementara itu, potensi reuse air limbah yang besar masih terbatas penerapannya. Kualitas pengolahan air limbah untuk reuse yang lainnya berada pada kedua rentang kualitas pengolahan untuk irigasi dan domestik. Aplikasi model optimisasi telah terbukti bermanfaat dalam mengoptimalkan kualitas efluen, waktu dan biaya. Melihat potensi dan manfaat reuse air limbah domestik dan masih rendahnya kinerja pengelolaan air limbah, maka diperlukan penelitian untuk mengoptimalkan proses pengelolaan air limbah domestik dengan pendekatan model optimisasi. Tujuan penelitian adalah membuat model optimisasi IPAL Komunal untuk meminimalkan konsentrasi polutan yang keluar dari IPAL Komunal sehingga aman bagi badan air penerima dan memiliki potensi digunakan kembali (reuse). Pendekatan pemodelan sistem dinamik pada studi kasus IPAL Komunal Mergosono I Kota Malang sebagai berikut : Modul → Prasedimentasi (1); Filter Anaerobik (2); Aerasi (3) Stocks → kandungan polutan influen, kandungan polutan efluen pada setiap modul Flows → rasio pemisahan pada setiap modul Converters → proses fisik dan biokimia Tahapan penelitian terdiri (1) evaluasi kinerja IPAL Komunal (2) analisa sistem operasi dan proses IPAL Komunal dan (3) pemodelan optimisasi IPAL Komunal dengan program dinamik. Setiap tahap direncanakan dilaksanakan selama 1 (satu) tahun sehingga diperlukan waktu 3 (tiga) tahun untuk menyelesaikan seluruh tahap. Hasil penelitian ini diharapkan mampu menjawab permasalahan rendahnya kinerja pengelolaan air limbah, terbatasnya aplikasi reuse air limbah, penurunan kualitas air sungai dari pembuangan air limbah domestik dan keterbatasan sumber air. Hasil penelitian tahap I pada tahun 2015 menunjukkan kinerja pengolahan yang rendah untuk IPAL Komunal yang lama. Pada IPAL Tlogomas, kinerja pengolahan maksimal 41,17% untuk COD dan 28,68% untuk BOD. Tingkat penyisihan TSS pada kolam fitoremediasi cukup baik (sebesar 70,2%). Sedangkan tingkat penyisihan Nitrat maksimal (28,14%) pada aliran minimum. Sebaliknya tingkat penyisihan Fosfat Total maksimum terjadi pada aliran maksimum sebesar 35,46%. Kinerja maksimal unit pengolahan filtrasi pada IPAL Tlogomas untuk penyisihan BOD hanya mencapai 23,05% pada aliran minimum. Konsentrasi COD pada outlet bahkan mengalami peningkatan. Unit pengolahan pada IPAL Ciptomulyo dan Mergosono sama yaitu Bar Screen, Filter Anaerobik dan Aerasi Berjenjang. Pada IPAL Ciptomulyo tingkat penyisihan TSS, BOD dan COD pada aliran maksimum setelah melalui Bar Screen berturut-turut sebesar 30,02%; 1,38%; 10%. Sedangkan tingkat penyisihan TSS, BOD dan COD pada iv aliran minimum sebesar 11,52%; (80,25%);(30,07%). Pada IPAL Mergosono kondisinya lebih buruk dimana tingkat penyisihan TSS, BOD dan COD pada aliran maksimum berturut-turut sebesar 9,5%; 19,01%; (17,24%). Tingkat penyisihan TSS, BOD dan COD pada aliran minimum sebesar (124,95%; (67,30%);(10,91%). Tingkat penyisihan BOD dan COD tertinggi pada unit pengolahan Aerasi Berjenjang sebesar 16,17% dan 43,49% pada IPAL Komunal Ciptomulyo pada aliran maksimum. Tingkat penyisihan TSS tertinggi sebesar 67,11% pada IPAL Komunal Mergosono pada aliran maksimum. Untuk parameter NO3 dan PO4 tingkat penyisihan tertinggi berturut-turut sebesar 8,81% dan 15,64% pada IPAL Komunal Mergosono pada aliran maksimum. Kinerja IPAL Komunal Tlogomas, Mergosono dan Ciptomulyo yang rendah disebabkan karena rendahnya waktu tinggal (HRT) air limbah dalam unit pengolahan biologi dan tingkat pembebanan organik (OLR). Kondisi ini disebabkan karena minimnya pemeliharaan pada unit reaktor pengolahan. Kinerja pengolahan pada unit aerasi berjenjang yang rendah disebabkan karena rasio tinggi air dalam bak dan tinggi limpasan yang rendah sehingga jumlah udara yang masuk terbatas. Disamping itu beban permukaan pada unit aerasi berjenjang juga rendah. Upaya untuk meningkatkan kinerja dengan melakukan pemeliharaan IPAL secara intensif dan studi optimasi kinerja IPAL Komunal dengan parameter operasi tingkat pembebanan organik, tingkat pembebanan hidrolik dan waktu tinggal. Sedangkan untuk IPAL Komunal yang baru beroperasi selama 1-4 tahun menunjukkan kinerja pengolahan yang bagus untuk pengolahan bahan organik dan padatan. Kinerja pengolahan BOD, COD dan TSS berada pada kisaran tingkat pemisahan berturut-turut sebesar 78%-99%, 71%-99% dan 56%-100%. Tetapi semua IPAL Komunal masih rendah kinerja pengolahan nutrien (NO3 dan PO4). Sedangkan kinerja pemisahan NO3 dan PO4 berturut sebesar (43%)-72% dan (2%) -13%. Kandungan efluen dengan kualitas amoniak juga masih tinggi sehingga selanjutnya diperlukan proses aerasi dan pemanfaatan efluen sebagai media pertumbuhan tanaman air dan perikanan