Daur Ulang Limbah (TL-5224)
Disusun oleh:
|
15311043
|
Dinda
A. Nurdiani
|
|
25314305
|
Sri Lestari Ridhati
|
|
25314307
|
Agung Waskito
|
PROGRAM STUDI TEKNIK
LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN
LINGKUNGAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2015
BAB 1
PENDAHULUAN
World Resources Institute (USA) memperkirakan
bahwa 41.000 Km3 air per tahun mengalir dari daratan ke lautan.
Sebaliknya atmosfer mengangkut uap air dari laut ke daratan. Sebanyak 27.000 Km3
kembali lagi ke laut sebagai limpasan banjir yang tidak dapat ditangkap, 5000
Km3 melalui area yang tidak berpenghuni dan kembali ke laut. Dari
41.000 Km3 air yang kembali ke laut tersebut sejumlah tertentu
tertahan di daratan yaitu terserap oleh tanaman yang jumlahnya belum dapat
diketahui secara pasti. Dari siklus ini lebih kurang 9000 Km3 air
tawar yang siap digunakan oleh manusia di bumi.
Ditinjau
dari segi kuantitas atau jumlahnya, hal tersebut mungkin dapat mencukupi
seluruh kebutuhan manusia di bumi, tetapi jika ditinjau dari segi kualitasnya
maka jumlah air yang kualitasnya baik makin sulit ditemukan. Bahkan banyak
pakar yang berpendapat bahwa masa – masa mendatang air tawar akan menjadi
barang yang langka. Selain itu, karena penduduk dan air tawar yang tersedia di
bumi tidak terdistribusi secara merata, maka terdapat wilayah yang kekurangan
air dan wilayah yang kelebihan air. Jumlah pemakaian air yang berbeda antara
satu wilayah atau negara dengan wilayah atau negara lainnya, namun pemakaian
air yang terbanyak sejauh ini adalah untuk keperluan sektor pertanian. Secara
global 73% air tawar yang diperoleh di bumi digunakan untuk keperluan
pertanian. Hampir 3 juta Km2 dari daratan di bumi ini telah
memperoleh irigasi dan setiap tahunnya bertambah sekitar 8%. Sehingga sangat
dibutuhkan sumber air yang sangat banyak, namun dengan kelangkaan air yang
sudah mulai terjadi dewasa ini maka alternatif sumber air yang lain seperti air
hasil daur ulang limbah dapat pula dipertimbangkan untuk digunakan pada sektor
pertanian.
Air
hasil daur ulang merupakan air hasil olahan air limbah yang diolah sedemikian
rupa untuk menghilangkan padatan dan kotoran tertentu, dan digunakan dalam
pengairan lahan pertanian yang berkelanjutan atau untuk mengisi ulang akuifer
air tanah. Tujuan dari proses ini adalah untuk keberlanjutan dan konservasi
air. Dalam beberapa kasus, air daur ulang dapat digunakan untuk menambah debit
sungai untuk manfaat ekosistem dan meningkatkan estetika. Penggunaan daur ulang
air untuk mengairi lahan pertanian telah meningkat dalam beberapa tahun
terakhir sebagai cara untuk melestarikan sumber air permukaan dan air tanah .
Irigasi dengan menggunakan daur ulang air dapat menghemat sumber daya air tawar
dengan mengganti kualitas air minum dengan air daur ulang. Ketika digunakan
untuk mengairi daerah pemukiman, lapangan golf, sekolah umum, dan taman, air
hasil daur ulang telah melalui proses pengolahan dan disinfeksi tingkat tinggi
sehingga tidak dianggap sebagai ancaman bagi kesehatan masyarakat ( FDEP , 2007;
US EPA , 2004).
Menurut WHO, sebanyak 2
miliar manusia kini menyandang resiko menderita penyakit murus yang disebabkan
oleh air dan makanan. Penyakit ini merupakan penyebab kematian lebih dari 5
juta anak-anak setiap tahunnya. Pencemaran sumber air semakin marak. Pencemaran
tersebut disebabkan oleh limbah industri yang tidak diolah terlebih dahulu
sebelum di buang ke badan air dan dari segi penggunaan nya sudah melebihi
kapasitas untuk diperbaharui. Oleh karena itu, harus lebih bijak dalam hal
penggunaan air dan dibutuhkan solusi lain agar kebutuhan air tetap dapat
dipenuhi.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah :
1. Memberikan contoh aplikasi reklamasi air yang diterapkan di
Negara Jepang untuk pasokan air bersih.
2. Untuk menetukan manfaat
Water Reuse di Jepang.
BAB
II
TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
Reclaimed water atau air daur ulang
merupakan air
limbah yang diolah untuk menghilangkan padatan dan kotoran tertentu, dan
digunakan dalam irigasi berkelanjutan
atau untuk mengisi ulang akuifer air tanah. Tujuan
dari proses ini adalah keberlanjutan dan konservasi air,
daripada menggunakan air yang diolah
dari air permukaan
seperti sungai dan lautan (Levine dan Asano, 2004).
Definisi air
daur ulang, seperti yang didefinisikan oleh Levine dan Asano,
adalah "produk akhir dari reclaimed water yang telah memenuhi persyaratan kualitas air dari kandungan BOD, padatan tersuspensi dan patogen." Dalam penggunaan secara konvensional, istilah ini mengacu pada air diolah dengan tidak
menggunakan teknologi tinggi dalam rangka mengurangi penggunaan air minum. Air daur ulang
ini lebih banyak penggunaannya untuk pertanian dan
berbagai macam kegiatan industri.
Di Prefektur Jepang diperkenalkan unit
usaha air daur ulang yang memang bertujuan untuk melestarikan sumber daya air,
usaha ini dapat disebut Sewerage Business of Recycled Water Use (SBRWU).
Unit usaha ini mengolah air sekunder dari Instalasi Pengolahan Air Buangan Naha
dan mensuplai kembali hasil olahannya ke daerah Urban Naha untuk penggelontor
toilet dan penyiraman taman. Penduduk Okinawa mengharapkan air digunakan secara
efektif khusus di daerah Prefektur Okinawa yang kekurangan air. Oleh karena itu
air limbah diolah kembali secara kontinyu di lingkungan perkotaan kemudian air
tersebut dijadikan sumber daya air yang berharga.
BAB
II
KONDISI EKSISTING
KONDISI EKSISTING
2.1 Gambaran Umum Kota
Kota Okinawa
merupakan prefektur
tersendiri di Jepang. Prefektur ini terpisah dari pulau utama Jepang dan
termasuk pulau yang terisolasi sehingga ketersediaan air bersih dan air minum
bagi penduduk pulau ini menjadi sangat vital bagi kelangsungan kehidupan di
dalamnya. Untuk alasan ini, banyak bendungan telah dibangun di atas
gunung-gunung di bagian utara dari pulau utama Okinawa. Tetapi lokasi bendungan
terbatas karena wilayah Prefektur Okinawa yang kecil. Oleh karena itu, penduduk
Okinawa menganggap air laut sebagai sumber air dan dibangunlah instalasi
desalinasi air laut pada tahun 1997. Instalasi ini telah memainkan peranan
penting sebagai sumber air yang berharga bagi Prefektur Okinawa yang kekurangan
air bersih. Walaupun, seratus persen dari lumpur (145 t/hari) yang dihasilkan
oleh instalasi prefektur merupakan air daur ulang diperuntukkan penghijauan
kembali lahan pertanian, air yang terolah sekitar 270.000 m3/hari
tersebut hampir dibuang ke laut. Penduduk Okinawa mengharapkan air digunakan
secara efektif khusus di daerah Prefektur Okinawa yang kekurangan air. Oleh
karena itu air limbah diolah kembali secara kontinyu di lingkungan perkotaan
kemudian air tersebut dijadikan sumber daya air yang berharga.
Di Prefektur Jepang diperkenalkan unit usaha
air daur ulang yang memang bertujuan untuk melestarikan sumber daya air, usaha
ini dapat disebut Sewerage Business of Recycled Water Use
(SBRWU). Unit usaha ini mengolah air sekunder dari Instalasi Pengolahan Air
Buangan Naha dan mensuplai kembali hasil olahannya ke daerah Urban Naha untuk
penggelontor toilet dan penyiraman taman.
2.2 Aplikasi Water Reuse di
Okinawa Jepang
Penyediaan sumberdaya air di perkotaan
bukanlah hal yang mudah. Pengelolaan (manajemen sumber daya air) yang baik
memerlukan pemahaman yang detail mengenai karakteristik kebutuhan air tiap kota
dan inventaris yang akurat mengenai sumber daya air yang tersedia. Pengelolaan
inipun konsisten dan tanggap terhadap masalah-masalah yang muncul untuk
memperbaiki sistem ini sehingga menjadi lebih baik.
Lebih
dari setengah abad telah berlalu sejak awal penggunaan kembali air limbah
diperlakukan di Jepang. Namun rasio penggunaan kembali air limbah masih diperlakukan rendah. Selain itu, jumlah penduduk Jepang sudah mulai berkurang dari tahun 2005, permintaan
pengembangan sumber daya air tambahan termasuk penggunaan kembali air
pemerintah daerah bisa lebih rendah dari sebelumnya. Jumlah total air limbah
kota reklamasi di Jepang telah hampir konstan dalam 5 tahun terakhir meskipun
persentase penduduk sewered meningkat dari 66,7% menjadi 71,7%.
Penggunaan air daur ulang ini di Prefektur
Okinawa dapat diaplikasikan di berbagai keperluan yang berkaitan dengan
kegiatan yang memerlukan air utamanya air bersih. Air hasil daur ulang di
Prefektur Okinawa ini ada sebagian dipakai untuk penggelontor toilet dan mandi
ada juga yang dikirimkan ke badan air yang mana aliran air tersebut untuk
kegiatan rekreasi atau dapat digunakan sebagai air baku.
Air yang telah melalui pengolahan di atas
kemudian dicek kualitas kontrol pengolahannya berupa uji kandungan materi yang
terkandung pada efluen hasil pengolahan sebelum air dipakai kembali dan atau
dipergunakan untuk air baku dengan mengirim air kembali ke aliran air atau
badan air.
2.2.1
Aspek Teknis
Air merupakan sumber daya alam yang sangat
penting untuk kelangsungan hidup semua makhluk, terutama manusia. Air juga
sangat diperlukan oleh kegiatan komersial seperti kegiatan industri, pertanian,
perikanan dan usaha lainnya. Kota, menurut definisi universal, adalah sebuah
area (urban) yang berbeda dari desa ataupun kampung berdasarkan ukurannya,
kepadatan penduduk, kepentingan, atau status hukum. Kekhasan lain dari Kota
adalah kebutuhan air baku yang secara umum lebih digunakan untuk keperluan
makan minum, kebutuhan rumah tangga dan lainnya serta volumenya yang relatif
besar. Penyediaan air untuk masyarakat perkotaan haruslah memperhatikan
kebutuhan secara berimbang. Setiap kota memiliki ciri khas
tersendiri, untuk komposisi kebutuhan jenis air yang diperlukan. Kegagalan
memahami kebutuhan yang nyata dalam penyediaan jenis sumberdaya air yang
diperlukan, dapat mengakibatkan manajemen sumberdaya air berjalan tidak
optimal. Secara umum kebutuhan untuk jenis air minum memerlukan air dengan
kualitas yang lebih baik dibandingkan kebutuhan untuk jenis air lainnya. Hal
inilah yang mengakibatkan perlunya identifikasi ketersediaan air yang ada untuk
memenuhi kebutuhan masyarakat kota berdasarkan jenis air dan ketersediaannya.
Pengembangan budaya penggunaan air yang
baik (water use). Konsumsi air yang berlebihan
dan tidak proporsional akan semakin memperparah krisis air perkotaan yang telah
dan akan terjadi. Pengembangan
teknologi daur ulang air (water recycle) merupakan upaya konservasi, yang tidak hanya dilakukan
oleh pemerintah tetapi juga oleh warga perkotaan itu sendiri. Pemanfaatan sumber daya air yang lebih maksimal,
efektif dan terpadu untuk semua potensi sumber daya air yang ada baik air hujan
(rain water harvesting), air
permukaan (city dam), air tanah (water supplement) maupun air laut (water purification).
Teknologi yang dipakai dalam daur ulang
air limbah di Prefektur Okinawa adalah Advanced Wastewater Treatment
Plant. Air daur ulang limbah untuk irigasi pada tanaman pangan dan penerapan RWW di tanah yang memiliki kontak manusia sering menuntut tingkat pengolahan yang lebih
baik. Setiap aplikasi RWW setidaknya harus didahului oleh pengobatan sekunder yang efektif (Asano, 1998).
Proses desinfeksi untuk kontrol organisme
patogen merupakan tahap pengolahan terakhir sebelum didistribusikan untuk digunakan
kembali (kohesi curah hujan → filtrasi pasir → desinfeksi). Gambar 3.1 menunjukan tahapan pengolahan air pada RWW untuk
irigasi.
Gambar 3.1 Skema Proses Daur
Ulang Air untuk Irigasi
Sumber: (Shigematsu, 2006)
Sementara untuk air daur ulang lainnya dilakukan proses pengolahan yang
berbeda. Air limbah dari pengolahan sekunder dialirkan ke biofilter, air disemprotkan
dari atas tangki untuk aerasi. berlanjut ke tangki ozonisasi. BOD turun dari 15
mg / L sampai 1,5 mg / L. Proses terakhir adalah desinfeksi, yang klorin
berlangsung di dalam Pipa induk distribusi. Gambar 3.2 menunjukan skema proses daur ulang air untuk keperluan
lain.
Gambar 3.2 Skema Proses Daur Ulang Air untuk Keperluan Lain
Sumber: (Shigematsu, 2006)
Kesulitan
dalam pengoperasian instalasi pengolahan air daur ulang ini adalah mengontrol
sisa klorin yang terkandung dalam air telah terolah 0,4 mg atau mungkin lebih
dari itu. Pada awal-awal suplai, hal tersebut sulit untuk mengontrol sisa
klorin karena air masih tersisa dalam jangka waktu yang lama di sistem
distribusi dalam pipa dan penggunaannya pun masih sedikit. Namun, permasalahan
tersebut dapat diselesaikan dengan membuang kelebihan air di ujung pipa dan
dengan mengubah debit air dan juga penyesuaian stroke injeksi natrium hipoklorit di instalasi (Kuroshima, 2007).
2.2.2
Aspek Regulasi
Untuk
saat ini Jepang mempromosikan penggunaan kembali air, Kementerian Pertanahan, Infrastruktur, Transportasi dan Pariwisata (MLIT) telah menetapkan Konferensi Reclaimed Water terdiri dari 7 anggota
(3 dari akademisi,
3 dari bisnis dan
2 dari pemerintah
daerah) pada tahun 2007. Konferensi
membuat laporan interim
di bulan April lalu, yang menunjukkan 4
peran penting reuse air di Jepang sebagai
berikut:
1)
Kontribusi terhadap pasokan air yang stabil
2)
Kontribusi terhadap peningkatan lingkungan
3)
Mitigasi perubahan iklim akibat pemanasan
global
4)
Dukungan untuk perencanaan
kota yang menarik dengan pemandangan laut
Konferensi ini
telah melakukan studi tentang air reklamasi baru
menggunakan di daerah perkotaan
dan evaluasi dampak sosial-ekonomi dari
penggunaan air reklamasi.
Peraturan
yang berlaku di Jepang dalam perencaanan penggunaan air daur ulang adalah
aturan the Basic Environment Plan
tahun 2005 dalam bab Future Policy On
Environmental Conservation, pasal 2 yang membahas Conserving the Water Environment. Bunyi isi pasal tersebut adalah ”Air
bersirkulasi di alam dalam bentuk penguapan, curah hujan, rembesan, berdiri,
hilir mengalir dan digelontorkan ke laut. Dalam proses tersebut, air memurnikan
dirinya dari polutan. Di sisi lain, air dimanfaatkan dan didaur ulang dalam
berbagai cara melalui kegiatan sosial ekonomi berbagai daerah yang
memberlakukan beban pada lingkungan air pada setiap tahap pemanfaatan.”
Gambar 3.3 Sistem Kerja Pengaturan Penggunaan Air Daur Ulang di Jepang
Sumber: (The World Bank, 2006)
Hal selanjutnya juga diatur tentang
pelestarian lingkungan dalam sistem air tertutup pada ayat 3 yaitu: Pelestarian
Lingkungan dalam Sistem Air Tertutup. Tingkat pencemaran
organik di danau, rawa-rawa, pedalaman laut, teluk, sungai dan sungai di daerah
perkotaan dan badan-badan lainnya tertutup air telah stabil dan, di beberapa
daerah, telah menunjukkan perbaikan. Namun, dibandingkan dengan badan air
lainnya, perbaikan mulai berhasil. Oleh karena itu, langkah-langkah berikut
harus didorong.
Dengan berlakunya aturan ini, maka para
pelaku usaha dan pemanfaat ari menggunakan air daur ulang sebagai sumber air
utamanya, berikut ini tabel penggunaan air daur ulang di Jepang.
Tabel III.1 Presentase Penggunaan Air Daur Ulang di Jepang
Sumber: (The
World Bank, 2006)
 |
2.2.3
Aspek Ekonomi
Aspek ekonomi juga merupakan hal yang akan menentukan dalam
pemilihan sistem pengelolaan air. Hal terpenting pada aspek ini adalah
kelayakan secara ekonomis. Kelayakan ekonomis antara biaya sanitasi off-site
dan sistem sanitasi on-site.
Bila tingkat kepadatan penduduk lebih dari 300 orang/ha maka pengolahan
air limbah secara terpusat (off-site)
menjadi layak dilakukan.
Maksimum
net benefit-cost tercapai
bila terjadi marginal fungsi benefit - marginal fungsi cost sama dengan nol atau pada
simpangan terbesar antara dua fungsi tersebut. Artinya berapa besar biaya
pencemaran yang diperlukan dibandingkan dengan keuntungan secara ekonomi yang
diperoleh. Biaya pencemaran yang dimaksud adalah biaya pengobatan untuk penyakit
yang ditularkan melalui air.
Teknologi
pengelolaan limbah yang digunakan untuk mencapai biaya efektif sangat
bergantung pada tingkat objektivitas yang harus dicapai. Penerapan
teknologi pengolahan air limbah bergantung pada standar efluen yang
diperkenankan dan sampai tingkat mana kondisi lingkungan yang akan diperbaiki.
Misalnya, untuk kondisi sistem komunal mungkin effluent pada jangka menengah
diizinkan di bawah 100 ppm.
Sedangkan
tarif air yang berlaku di Jepang atas air daur ulang dapat dilihat pada tabel
berikut ini:
Tabel III.2 Tarif Daur Ulang di Jepang
Sumber:
(The World Bank, 2006)
Dengan kalkulasi
dari water reuse yang telah direncakan maka diharapkan mampu
menghasilkan feedback yang baik. Tata
niaga air daur ulang di Jepang selain sudah diatur dengan peraturan
perundang-undangan yang berlaku juga dirangsang dengan pemberian subsidi bagi pelaku
usaha yang memanfaatkan air daur ulang sebagi sumber airnya. Berikut ini tabel
persentase subsidi yang diberikan oleh Pemerintah Jepang.
Tabel III.3 Presentase Subsidi Air Daur Ulang di Jepang
Sumber:
(The World Bank, 2006)
BAB IV
SIMPULAN
Keuntungan yang diperoleh dalam
pendaur ulangan air, seperti halnya di Okinawa, yaitu:
a.
Pemanfaatan
air hasil
dari proses daur ulang yang diperuntukkan untuk toilet,
penyiraman tanaman, irigasi, dan rekreasi cukup menggunakan air daur ulang.
b.
Keuntungan
dari segi finansial yang ada pada daerah di Jepang adalah air
di subsidi oleh Pemerintahan Jepang sehingga air daur ulang lebih murah jika dibandingkan
dengan air permukaan yang diolah karena adanya faktor subsidi bagi penggunaan
air daur ulang.
DAFTAR PUSTAKA
Idman, Said.2006. Daur
ulang limbah (water recycle)
ditinjau dari aspek teknologi,
lingkungan dan ekonomi. Pusat teknologi
lingkungan, badan pengkajian dan penerapan teknologi (BBPT)
Kuroshima, Takashi. 2007. Promotion of Treated Wastewater Reuse in
Okinawa ― In search of local community without water shortage.
Department of Civil Engineering and Construction. Okinawa Prefecture Sewerage
System Construction Office
Yamagata, et al. 2009. Water Reuse in Japan. National Institute for Land nd Infrastructure
Management. Hokkaido University
Shigematsu, Takayuki et al. 2006. Utilization of Reclaimed Wastewater For Irrigation and Urban Activities
in Okinawa Island, Japan.
http://www.environmental-expert.com/Files%5C5306%5Carticles%5C8721%5C072.pdf diakses
30 Maret 2015 pukul 12.55
The
World Bank. 2006. Water Resources
Management in Japan, Policy, Institutional and Legal Issues. http://siteresources.worldbank.org/INTEAPREGTOPENVIRONMENT/Resources/WRM_Japan_experience_EN.pdf diakses
30 Maret 2015 pukul 12.55
Tidak ada komentar:
Posting Komentar