Teknologi Pengelolaan Air Limbah Dengan Sistem Setempat (On-Site System) Sistem Individual Tangki Septik Sistem Terpisah dengan Bidang Peresapan Oleh : Bambang Supriatna F111 13 249 Rahmat Syarif F111 13 252 S1 Teknik Sipil UNTAD

PENDAHULUAN On-Site Treatment Off-Site Treatment Pada saat ini mayoritas penduduk Indonesia, baik di perkotaan maupun di pedesaaan, masih menggunakan sistem pengolahan air limbah sistem setempat (on-site treatment) yang adalah fasilitas sanitasi yang berada didalam daerah persil (batas tanah yang dimiliki), berupa tangki septik, cubluk dan MCK. Pengolahan ini dipilih karena pengolahan air limbah sistem terpusat (off-site treatment) masih belum banyak tersedia di Indonesia. On-Site Treatment Off-Site Treatment

Pengolahan Air Limbah Domestik Individual : Selain itu, sistem setempat (on-site system) juga tidak memerlukan biaya yang besar jika dibandingkan dengan sistem terpusat (off-site system). Karena lebih sederhana baik biaya pembangunan maupun operasional masih dapat ditanggung oleh para pemakainya, sehingga mudah diterima dan dimanfaatkan oleh masyarakat baik secara individual (keluarga) ataupun sekelompok masyarakat (komunal). Berdasarkan pengguna fasilitas/sarana, teknologi/sistem dalam pengolahan air limbah terbagi 2 : Pengolahan Air Limbah Domestik Individual : tangki septik, cubluk Pengolahan Air Limbah Domestik Komunal : MCK Dalam presentasi ini konsentrasi kami pada Sistem pengolahan air limbah sistem setempat (on-site) domestik individual.

Pengolahan Individual Pengolahan individual adalah pengolahan air limbah domestik yang dilakukan secara sendiri-sendiri pada masing-masing rumah terhadap air limbah yang dihasilkan, dengan diagram sistem penanganannya sebagai berikut: Dapur (cucian) Kamar Mandi Air Kotor (WC) Lemak (busa) Lemak Bahan organik Bak kontrol Bak Kontrol Septik tank Bidang Resapan Bangunan pengolahan air limbah domestik yang dilakukan secara individual terdiri atas : TANGKI SEPTIK BANGUNAN PERESAPAN

A. TANGKI SEPTIK Tangki Septik merupakan bangunan yang berfungsi sebagai penampung air kotor/tinja yang merupakan bahan organic, langsung dari WC atau Urinoir. Proses yang terjadi di dalam tangki septik tersebut adalah proses pembusukan / penguraian /perombakan bahan organik oleh mikro organisme yang memerlukan waktu minimum 3 hari. Proses tersebut meliputi: (i) aerobik (ii) anaerobic Tangki Septik Berdasarkan SNI 03 –2398-2002 Suatu ruangan yang berfungsi, menampung & mengolah air limbah Rumahtangga dengan kecepatan alir yang lambat, sehingga memberi kesempatan untuk terjadi pengendapan terhadap suspensi benda-benda padat & kesempatan untuk penguraian bahan-bahan organik oleh jasad anaerobik membentuk bahan-bahan larut air & gas.

Berdasarkan jenis air limbah yang masuk ke dalamnya, Tangki Septik terbagi 2 (dua), yaitu : Tangki septik dengan sistem tercampur, yang menerima air limbah lumpur tinja dari kakus (black water) dan air limbah dari sisa mandi, mencuci ataupun kegiatan rumah tangga lainnya (grey water). Tangki septik dengan sistem terpisah, yang hanya menerima lumpur tinja dari kakus saja (black water). Jenis air limbah yang masuk akan menentukan dimensi tangki septik yang akan digunakan terkait dengan waktu detensi dan dimensi ruang-ruang (zona) yang berada di dalam tangki septik Dalam presentasi ini konsentrasi kami pada Tangki septik dengan sistem terpisah.

KLASIFIKASI AIR LIMBAH DOMESTIK Limbah Cair Rumah Tangga Berdasarkan karakteristik Blackwater (20%) Grey Water (80%) Berdasarkan sumbernya Toilet, WC Buangan dapur, tempat cuci, kamar mandi SEPTIC TANK/CUBLUK

Padatan (black water) dan cairan (grey water) memerlukan dan harus diolah lebih lanjut karena banyak mengandung bibit penyakit atau bakteri patogen yang berasal dari kotoran (feces) manusia. Jika tidak diolah, maka dikhawatirkan air limbah dapat menularkan penyakit kepada manusia terutama melalui air (waterborne disease). Proses pengolahan air limbah domestik secara anaerobik di dalam tangki septik, dapat memisahkan padatan dan cairan di dalam air limbah. Cairan yang terolah akan keluar dari tangki septik sebagai efluen dan gas yang terbentuk akan dilepas melalui pipa ventilasi. Sementara lumpur yang telah matang (stabil) akan mengendap didasar tangki dan harus dikuras secara berkala setiap 2-5 tahun bergantung pada kondisi. Efluen dari tangki septik masih memerlukan pengolahan lebih lanjut karena masih tingginya kadar organik didalamnya. Berdasarkan jenis pengolahan lanjutannya untuk efluennya, tangki septik dibedakan menjadi : TANGKI SEPTIK dengan BIDANG RESAPAN TANGKI SEPTIK dengan EVAPOTRANSPIRASI TANGKI SEPTIK menggunakan FILTER TANGKI SEPTIK dialirkan pada SMALL BORE SEWERAGE Dalam presentasi ini konsentrasi kami pada Tangki septik dengan Bidang Resapan.

Perencanaan Tangki Septik (Sistem Terpisah) 1. Konstruksi Tangki Septik Bentuk tangki septik tidak berpengaruh banyak terhadap efisiensi degradasi material organik yang berlangsung didalamnya. Karenanya dapat digunakan tangki septik silinder ataupun persegi panjang. Silinder biasanya digunakan untuk pengolahan lumpur tinja kapasitas kecil dengan diameter min. 1,2 m dan tinggi 1,5 m (termasuk ambang batas) yang diperuntukkan untuk 1 KK. Secara umum, tangki septik dengan bentuk persegi panjang mengikuti kriteria disain yang mengacu pada SNI 03-2398-2002 -- tata cara perencanaan tangki septik dan sistem resapan yang memuat istilah, definisi, dan persyaratan yang berlaku bagi pembuangan air limbah rumah tangga untuk daerah air tanah rendah dan jumlah pemakai max. 10KK atau 50jiwa -- : · Perbandingan panjang dan lebar adalah (2-3) : 1 · Lebar tangki min. 0,75m · Panjang tangki min. 1,5m · Tinggi tangki min. 1,5m (tinggi air dalam tangki + tinggi ruang bebas/ free board 0,3m)

o Kedalaman minimum, h = 1,50m (termasuk ambang batas 0,3m) o Panjang minimum, l = 1,50 m o Lebar minimu, b = 0,75 m o Perbandingan panjang (l) : lebar (b) = 3 : 1 – 2 : 1

Bila panjang tangki lebih besar dari 2,4 m atau volume tangki lebih besar dari 5,6 m3, maka interior tangki dibagi menjadi 2 (dua) kompartemen yaitu kompartemen inlet dan kompartemen outlet. Beberapa ketentuan yang harus diperhatikan dalam perencanaan Tangki Septik: Dimensi Tangki Septik ditentukan berdasarkan jumlah pemakai yang akan membebani Tangki Septik. Jumlah Pemakai max. 10 KK (1 KK=5 jiwa) Jumlah air kotor per kapita dapat digunakan dalam 1 hari sebesar 25 lt/orang. Waktu tinggal di dalam Tangki Septik, T minimum = 3 hari Terbuat dari bahan bangunan yang tahan terhadap asam, juga kedap air Pipa penyalur air limbah harus dari bahan kedap air, kemiringan 2%, min. Ø 4” Belokan pipa > 45° dipasang clean out atau pengontrol pipa Pipa inlet dan outlet dapat berupa sambungan T, tinggi outlet harus lebih rendah 5-10cm dari inlet. Lantai septic tank perlu dibuat miring kearah ruang lumpur Pipa ventilasi Ø 2”, tinggi dari MT min. 25cm, untuk membuang gas hasil penguraian Dibuat lubang pemeriksa untuk keperluan pengurasan dan keperluan lainnya Jarak tangki septik dan bidang resapan ke banguan 1,5m, ke sumur air bersih 10m, dan sumur resapan air hujan 5m Penutup tangki septik yang terbenam ke dalam tanah maksimum sedalam 0,4m

Gambar. Pendimensian Tangki Septik Sumber SNI 03-2398-2002

Gambar. Pendimensian Tangki Septik Sumber SNI 03-2398-2002 Keterangan : 1) Lubang pemeriksaan; 2) Pipa udara (ventilasi); 3) Ruang bebas air; 4) Ruang jernih; 5) Kerak buih; 6) Lumpur Gambar. Pendimensian Tangki Septik Sumber SNI 03-2398-2002

Kesalahan dalam Perancangan Tangki Septik Penempatan Pipa Outlet Sejajar Pipa Inlet Penempatan Pipa Inlet sejajar Pipa Outlet

Pipa Inlet Lebih Rendah Dari Outlet Bagian Dasar Tangki Rata

2. Material Tangki Septik Persyaratan teknis meliputi bahan bangunan harus kuat, tahan terhadap asam dan kedap air; bahan bangunan dapat dipilih untuk bangunan dasar. Penutup dan pipa penyalur air limbah adalah batu kali, bata merah, batako, beton bertulang, beton tanpa tulang, PVC, keramik, plat besi, plastik dan besi. Perlu diingat bahwa tangki septik harus dibuat kedap agar cairan yang berasal dari lumpur tinja tidak merembes keluar dari tangki sehingga berpotensi mencemari tanah dan air tanah di sekitarnya.

Perhitungan Tabel SNI 03-2398-2002 3. Kapasitas Tangki Septik Dimensi Tangki Septik ditentukan berdasarkan jumlah pemakai yang akan membebani Tangki Septik. Penentuan dimensi tangki septik dapat dilakukan dengan 2 (dua) : Perhitungan Tabel SNI 03-2398-2002

Qrata-rata = (q x p) / 1.000 …………………………………..(1) PERHITUNGAN Debit air limbah rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: Qrata-rata = (q x p) / 1.000 …………………………………..(1) Dimana: Qrata-rata : debit/kapasitas rata-rata air limbah yang akan diolah tangki septik (m3/hari) q : laju timbulan air limbah (liter/orang/hari) p : jumlah pemakai (orang) Besarnya laju timbulan air limbah bergantung pada jenis air limbah yang akan diolah. Besarnya laju timbulan air limbah (q) bila tangki septik hanya menerima dari kakus saja (sistem terpisah) maka q adalah merupakan gabungan dari limbah tinja dan air penggelontoran yang besarnya antara (5-40) liter/orang/hari (Bintek, 2011):

Td = 2,5 – 0,3 log (p-q) ³ 5 hari ……………………………(2) Waktu detensi (Td) dibutuhkan agar padatan yang terkandung di dalam air limbah dapat terpisah dan mengendap pada dasar tangki septik. Waktu detensi min. untuk tangki septik dengan sistem terpisah: Td = 2,5 – 0,3 log (p-q) ³ 5 hari ……………………………(2) Dimana: Td : waktu detensi minimum (hari) q : laju timbulan air limbah (liter/orang/hari) p : jumlah pemakai (orang) Bila rencana lokasi pembangunan tangki septik berada relatif dekat dengan sumur atau sumber air dan tidak memungkinkan untuk menempatkan tangki septik lebih jauh lagi, maka waktu detensi yang digunakan sebaiknya 3 (tiga) hari. Waktu detensi ini digunakan dengan asumsi bahwa mikroba patogen akan mati bila berada di luar usus manusia selama 3 (tiga) hari.

Vpengendapan = Qrata-rata x Td ³ 37,5 cm³ …………………….(4) Di dalam tangki septik akan terbagi beberapa zona mengikuti proses degradasi yang terjadi. · Zona Buih (scum) dan Gas untuk membantu mempertahankan kondisi anaerobik di bawah permukaan air limbah yang akan diolah. Zona ini disediakan setinggi (25-30) cm atau 20% dari kedalaman tangki. · Zona Pengendapan sebagai tempat proses pengendapan padatan mudah mengendap (settleable). Volume zona pengendapan (Vpengendapan) ditentukan dengan persamaan: Vpengendapan = Qrata-rata x Td ³ 37,5 cm³ …………………….(4) Dimana: Qrata-rata : Debit air limbah rata-rata yang akan diolah (m³/hari) Td : waktu detensi (hari)

Vstabilisasi : Rs x p …………………………………………(5) · Zona stabilisasi adalah zona yang disediakan untuk proses stabilisasi lumpur yang baru mengendap melalui proses pencernaan secara anaerobik (anaerobic digestion). Volume zona ini ditentukan berdasarkan kecepatan stabilisasi lumpur dan jumlah pemakai tangki septik. Volume zona stabilisasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5) yaitu: Vstabilisasi : Rs x p …………………………………………(5) Dimana: Rs : kecepatan stabilisasi = 0,0425 m³/orang p : jumlah pemakai (orang)

Vlumpur = Rlumpur x N x P ……….…………………………..(6) · Zona lumpur merupakan zona tempat terakumulasinya lumpur yang lebih stabil dan harus dikuras secara berkala. Volume zona lumpur bergantung pada kecepatan akumulasi lumpur, periode pengurasan dan jumlah pemakai tangki septik. Volume zona (V lumpur) ini dapat diketahui dengan persamaa sebagai berikut: Vlumpur = Rlumpur x N x P ……….…………………………..(6) Dimana: Rlumpur : kecepatan akumulasi lumpur matang = (0,03-0,04) m3/orang/tahun N : frekuensi pengurasan (2-3) tahun p : jumlah pemakai (orang)

Tabel SNI 03-2398-2002 Tabel 1. Dimensi Tangki Septik Terpisah, Frekuensi Pengurasan 3 Tahun No. Jumlah Pemakai (KK) Zona Basah (m³) Zona Lumpur (m³) Zona Ambang Bebas (m³) Volume Total Dimensi Tangki Septik Panjang (m¹) Lebar Tinggi 1 2 0,4 0,90 0,3 1,60 0,8 1,3 1,0 3 0,6 1,35 0,5 2,45 1,4 1,8 4 1,80 3,20 1,5 2,1 5 2,60 0,9 4,50 1,2 1,6 2,4 10 2,0 5,25 8,70 1,7 3,2 Sumber: SNI 03-2398-2002 1 KK = 5 jiwa

Saluran Peresapan Sumur Resapan B. BIDANG RESAPAN Bidang resapan merupakan unit yang disediakan untuk meresapkan air limbah ke dalam tanah, yang telah terolah atau terpisahkan padatannya (effluent) dari tangki septik. namun, masih mengandung bahan organik dan mikroba pathogen Dengan adanya bidang resapan ini, diharapkan air olahan dapat meresap ke dalam tanah sebagai proses filtrasi dengan media tanah ataupun jenis media lainnya Terdapat 2 (dua) jenis bidang resapan yang dapat diaplikasikan bersama dengan tangki septik : Saluran Peresapan Sumur Resapan

a. Tangki Septik Dengan SALURAN PERESAPAN Effluent dari tangki septik dialirkan secara gravitasi ke saluran peresapan. Saluran peresapan cocok digunakan pada lahan yang memiliki karakteristik : Kapasitas perkolasi tanah berkisar antara (0,5-24) menit/cm dan optimum 8 mnt/cm Ketinggian muka air tanah min. 0,60m di bawah dasar rencana saluran peresap atau (1-2)m di bawah muka tanah Areal lahan harus tersedia cukup luas. Jarak horizontal dari sumber air (seperti sumur) ≥ 10m Ukuran efektif butiran tanah maksimum 0,13mm

Untuk merencanakan dimensi Saluran Peresapan digunakan rumus : Dimana : A = luas bidang resapan (m²) v = kecepatan meresap (m/hari) p = prosentase pori (%) L = panjang resapan = panjang pipa peresapan (m) Q = debit air kotor (m³/hari) b = lebar peresapan (m), lebar efektif = 40 hingga 50 cm D = daya resap tanah (m/hari) Q = A . D A = b . l D = v . p Q = b . l . D L = Q / (b . D)

Saluran Resapan

b. Tangki Septik Dengan SUMUR PERESAPAN Sumur resapan memiliki fungsi yang sama dengan saluran peresap dan terkadang dipasang secara  seri pada ujung saluran peresap. Konstruksi sumur peresap cocok diterapkan untuk daerah dengan karaketristik : Kondisi tanah yang pada bagian permukaannya kedap air sedangkan pada bagian tengahnya tidak kedap air (porous) Kapasitas perkolasi tanah sebesar (3-12)mnt/cm. Sumur peresapan juga tepat untuk lokasi dengan lahan yang terbatas Muka air tanah yang dalam > 2,5m dari MT. Jarak MAT min. 0,6m namun disarankan >1,2m di bawah dasar konstruksi sumur peresapan Tidak membutuhkan Areal yang luas

Untuk merencanakan dimensi Peresapan Sumuran digunakan rumus : Dimana : A = luas bidang resapan (m²) d = diameter sumur resapan (m) h = tinggi peresapan, ditentukan berdasarkan tinggi muka air tanah (m) L = panjang resapan = panjang pipa peresapan (m) Q = debit air kotor (m³/hari) D = daya resap tanah (m/hari) Q = A . D A = ¼ . 𝜋 . d² Q = ¼ . 𝜋 . d². D L = Q / (b . D) 𝑑= 4.𝑄 𝜋.𝐷

Sumur Resapan