EM-1

REDUKSI PENGGUNAAN AIR DENGAN SISTEM PENAMPUNGAN AIR HUJAN DAN DAUR

ULANG AIR BUANGAN DI KLUSTER HUNIAN DAN PERKULIAHAN ITB JATINANGOR

Richita Eti Andari Favor1 dan Suprihanto Notodarmodjo2

Program Studi Teknik Lingkungan

Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung

Jl. Ganeca No. 10 Bandung 40132 1richita.favor@gmail.com dan 2suprihanto@tl.itb.ac.id

PENDAHULUAN

Sistem penampungan air hujan adalah

pengumpulan dan penyimpanan air hujan dengan

kapasitas tertentu untuk kemudian diolah menjadi air

baku yang siap digunakan (Frasier, Gary, and Lloyd

Myers, 1983). Sedangkan daur ulang air buangan

merupakan kegiatan pemakaian kembali air hasil

aktivitas rumah tangga seperti mandi dan mencuci

(Ludwig, 1994). Air hasil daur ulang dapat digunakan

untuk menyiram toilet (flushing) dan mengairi

tanaman karena kedua aktivitas tersebut tidak

membutuhkan air dengan kualitas I tetapi cukup

dengan air kualitas III (PP No. 82 th. 2001). Lokasi

studi yang diambil secara spesifik adalah sebagian

kawasan ITB Jatinangor. Air bersih yang dapat

digunakan di ITB Jatinangor tidak sebanding dengan

jumlah kebutuhan air. Untuk memenuhi kebutuhan air

tersebut diperlukan sumber air alternatif yang salah

satunya didapat dari sistem penampungan air hujan

dan daur ulang air buangan.

METODOLOGI

Untuk mengetahui kualitas air hujan dan unit

pengolahan yang dibutuhkan, dilakukan uji

laboratorium yang mengacu kepada Peraturan

Menteri Kesehatan RI No. 416/MEN.KES/ PER/

IX/1990 tentang Syarat syarat dan Pengawasan Kualitas Air. Parameter yang diuji antara lain adalah

zat padat terlarut, kekeruhan, pH, logam, dan kimia

organik. Untuk mengetahui kuantitas air hujan yang

akan ditampung, dilakukan analisis hidrologi

kemudian dibandingkan dengan kebutuhan air.

Melalui analisis hidrologi, didapatkan intensitas curah

hujan yang digunakan sebagai dasar perhitungan

volume tangki dan talang atap.

Untuk mengetahui unit pengolahan yang sesuai

untuk sistem daur ulang, dilakukan analisis terhadap

air buangan yang mengacu kepada Peraturan Menteri

Kesehatan RI No. 416/MEN.KES/ PER/ IX/1990

tentang Syarat syarat dan Pengawasan Kualitas Air dan Peraturan Menteri No. 82 Tahun 2001 tentang

Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian

Pencemaran Air untuk baku mutu kelas III. Parameter

yang diuji antara lain TSS, BOD, COD, NTK, serta

minyak dan lemak. Unit pengolahan sistem daur

ulang air buangan direncanakan terdiri dari Anaerobic

Baffled Reactor (ABR) dan Subsurface Flow

Constructed Wetland (SFS-CW). ABR digunakan

sebagai pengolahan air buangan sebelum masuk ke

dalam SFS-CW yang berfungsi menurunkan kadar

pencemar awal agar tidak terjadi kelebihan beban

pengolahan pada SFS-CW. Debit influen ditentukan

dari jumlah kebutuhan air bersih dikalikan 80%.

Sedangkan debit keluar ditentukan dengan persamaan

water budget.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sistem Penampungan Air Hujan

Volume tangki penampung didapatkan dari

persamaan Q = cIA. Daerah tangkapan air hujan

merupakan atap bangunan pada kluster hunian dan

perkuliahan dengan luas total 16.788 m2. Dilakukan

perhitungan neraca massa pada kondisi minimum,

maksimum, dan rata-rata untuk PUH 5 tahun dengan

kurva massa sebagai berikut. Debit keluaran (Qout)

merupakan jumlah kebutuhan air. Dalam perancangan

SPAH ini, direncanakan debit keluaran sebesar 30%

dari kebutuhan air total.

Gambar 1. Kurva Massa Untuk Keadaan Rata-rata

PUH 5 tahun

Pada Gambar 1, terdapat beberapa bulan

dimana kurva Qin (debit air hujan yang tertangkap)

melewati kurva Qout (kebutuhan air). Hal ini

menunjukkan pada kondisi hujan rata-rata, terdapat

beberapa bulan yang kebutuhan air bersihnya dapat

dipenuhi dengan air hujan yang tertangkap.

Volume tangki yang dipilih adalah volume

tangki berdasarkan nilai negatif pada kondisi hujan

rata-rata yaitu 8.481.423 L. Nilai ini adalah volume

tangki total untuk kluster hunian dan perkuliahan ITB

Jatinangor. Sedangkan standar volume tangki adalah :

Vstd = Vtank / Ac (1)

EM-2

Untuk luas daerah (Ac) 16.788 m2, volume

tangki standar (Vstd) adalah 505,21 L / m2. Volume

standar ini kemudian dikalikan dengan luas daerah

tangkapan masing-masing bangunan. Untuk hunian

dosen dengan daerah tangkapan 1.519 m2, volume

tangki yang harus disediakan adalah 767,41 m3:

Vtangki = Vstd x Ac (2)

Untuk volume sebesar 767,41 m3 tangki

direncanakan berbentuk balok dengan ukuran

panjang, lebar dan tinggi sebesar 3 m, 16 m dan 16 m.

Air yang didapatkan dari sistem penampungan air

hujan adalah 87,727 L/hari.

Anaerobic Baffled Reactor (ABR)

Menurut Sasse (1998), dalam membuat ABR,

perlu memperhatikan kriteria sebagai berikut :

Up flow velocity < 2m/ jam

Removal COD = 65 90 %

Removal BOD = 70 90 %

Removal TSS = 40 70 % (Purwanto, 2008)

Organic Loading < 3 kg COD/m3. Hari

Hydraulic Retention Time > 8 jam Direncanakan akan dbangun satu unit ABR pada

gedung hunian dosen, dengan dasar perencanaan ;

konsentrasi COD, BOD, dan TSS sebesar 445 mg/L,

154 mg/L, dan 892 mg/L. Debit influen untuk hunian

dosen 25,965 m3/ hari dan tinggi tangki 1,5 m. Tahap

perhitungan akan dijelaskan sebagai berikut.

1. Perhitungan dimensi tangki

= . (3) Dari perhitungan tersebut didapatkan dimensi

tangki dengan panjang 6m, lebar 3m, dan tinggi

1,5 m.

2. Perhitungan volume lumpur.

= (4) = (5) = + Dari perhitungan tersebut, didapat jumlah lumpur

yang mengendap sebanyak 12,0731 /. Volume lumpur didapatkan dengan persamaan :

= 5 % (range 3 6 % ; Qasim 1989)

Jadi, volume lumpur dalam satu hari

1,179915 3 3. Periode pengambilan lumpur. Direncanakan

lumpur diambil setelah mencapai tinggi tangki.

29

Subsurface Flow Constracted Wetland (SFS-CW)

Dasar perhitungan wetland adalah sebagai

berikut.

1. Konsentrasi BOD telah mengalami reduksi sebanyak 90 % pada ABR sebelum masuk ke

wetland.

2. Konsentrasi BOD efluen yaitu 6 mg/L

3. Debit total Q = 195,072 3/. Direncanakan dibuat 4 unit wetland.

4. Tipe vegetasi = Cyperus papyrus dan Canna sp. 5. Temperatur air minimum = 16 0C 6. Media basin = Gravelly sand, Coarse sand,

Medium Sand

7. Slope basin = 0.01 Dari hasil perhitungan, constructed wetland

yang akan digunakan untuk mengolah air buangan

terdiri dari empat sel. Masing-masing sel memiliki

panjang 12 m dan lebar 10 m dengan kedalaman 1 m.

Persamaan neraca massa untuk Constructed Wetland

adalah sebagai berikut (Kadlec & Wallace. 2009).

Qo = Qi + Qc Qb Qgw + Qsm + PAw - ETAw (6) dimana :

Qo = debit outlet

Qi = debit inlet, 48.77 3/

Qc = debit run off, 0, sistem dilindungi atap Qb = bank loss rate 0, sistem dilapisi liner Qgw = debit infiltrasi 0, sistem dilapisi liner Qsm = snowmelt rate 0, tidak ada musim salju P = Laju presipitasi 0, sistem dilindungi atap

Aw = Luaspermukaan wetland, 10.45027 2

ET = Laju evapotranspirasi.

Debit outflow untuk 4 sel SFS-CW adalah 20% Qo

(ada kehilangan sistem) = 156,000 L/hari

SIMPULAN

Kebutuhan air total untuk kluster hunian dan

perkuliahan adalah 263,183 L/hari, termasuk 111,130

L/hari untuk flushing toilet. Dengan total air daur ulang

sebanyak 156,000 L/hari, tidak lagi dibutuhkan air

PDAM untuk flushing toilet. Air bersih yang

didapatkan dari sistem penampungan air hujan adalah

87,727 L/hari. Dengan total kebutuhan air bersih

263,183 L/hari, maka aiar PDAM yang dapat tereduksi

sebesar 263,183 L/hari 111,130 L/hari 87,727 L/hari= 64,326 L/hari atau 75% dari kebutuhan awal.

DAFTAR PUSTAKA Frasier, Gary, and Lloyd Myers. 1983. Handbook of water

harvesting. Virginia : U.S. Dept. of Agriculture

Kadlec, Robert H., Wallace, Scott. (2009) Constructed Wetlands.

CRC Press LL: Boca Raton, Florida

Laporan Akhir Kampus ITB Jatinangor Lampiran. 3. Tim Master

Plan ITB Jatinangor 2010.

Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MEN.KES/ PER/

IX/1990 Tentang Syarat syarat dan Pengawasan Kualitas Air

Peraturan Menteri No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan

Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air

Robert, Bronte Marie. 2011. Thesis : Development Of Portable

Recycled Vertical Flow Constructed Wetlands For The

Sustainable Treatment Of Domestic Greywater And Dairy

Wastewater. Colorado State University. Colorado.

digitool.library.colostate.edu

SASSE, L. ; BORDA (Editor) (1998): DEWATS. Decentralised

Wastewater Treatment in Developing Countries. Bremen:

Bremen Overseas Research and Development Association

(BORDA) www.sswm.info