Perpustakaan Digital ITB

Kota Cimahi merupakan kawasan perkotaan dengan kepadatan penduduk yang tinggi, sementara akses terhadap sanitasi aman masih terbatas. Pengelolaan air limbah domestik saat ini masih didominasi oleh Sistem Pengelolaan Air Limbah Domestik Setempat (SPALD-S) yang melayani sekitar 77,76% penduduk. Di sisi lain, penggunaan cubluk masih mencapai 39,14% dan sekitar 31,63% tangki septik belum memenuhi standar, sehingga pengolahan air limbah domestik secara aman baru mencakup sekitar 12%. Kondisi tersebut berpotensi meningkatkan risiko pencemaran air tanah dan badan air, terutama karena sekitar 49% masyarakat Kota Cimahi masih memanfaatkan air tanah untuk kebutuhan sehari-hari. Oleh karena itu, diperlukan perencanaan IPAL domestik terpusat yang mampu mengolah air limbah sekaligus mengelola lumpur hasil pengolahan secara aman, efektif dan berkelanjutan. Perancangan IPAL Kota Cimahi ditujukan untuk melayani tujuh kelurahan prioritas yaitu Cigugur Tengah, Cimahi, Melong, Cibeureum, Baros, Leuwigajah dan Utama dengan lokasi IPAL direncanakan di Kelurahan Leuwigajah pada lahan seluas 3,3 ha. Periode perencanaan ditetapkan selama 20 tahun yaitu 2031–2051 dengan mempertimbangkan perkembangan beban pengolahan selama masa pelayanan. Hasil proyeksi menunjukkan bahwa debit lumpur yang perlu ditangani meningkat dari 380,57 m³/hari pada tahun 2031 menjadi 431,27 m³/hari pada tahun 2051. Konfigurasi sistem pengolahan lumpur yang direncanakan yaitu mixing tank, Gravity thickener, anaerobic digester, sludge holding tank dan belt filter press. Hasil perhitungan dimensi tiap unit sebagai berikut. • Mixing tank direncanakan berbentuk silinder dengan diameter 3 m dan tinggi total 4,5 m. Unit ini menggunakan sistem pengadukan mekanis untuk menjaga padatan i tetap tersuspensi dan mencegah pengendapan sebelum lumpur dialirkan menuju unit pengentalan. • Gravity thickener direncanakan untuk proses pengentalan dengan berjumlah 2 unit masing-masing berdiameter 10 m dengan kedalaman total 7,5 m. Unit tersebut dilengkapi dengan scrapper untuk mengarahkan lumpur yang mengendap menuju bagian dasar unit. • Anaerobic digester direncanakan untuk proses stabiliasi dengan berjumlah 2 unit. Masing-masing memiliki kapasitas 1.500 m³ per unit dan kapasitas total 3.000 m³ . Masing-masing unit direncanakan berdiameter 15 m dengan tinggi total 13 m. • Setelah proses stabilisasi, lumpur dialirkan menuju sludge holding tank sebagai penampungan sementara dengan total 1 unit dengan diameter 3 m dan kedalaman 4m. Kemudian lumpur menuju dua unit belt filter press yang masing-masing memiliki dimensi 3 x 1,5 m dengan lebar belt 0,5 m. Kedua unit BFP direncanakan bekerja secara bergantian sehingga satu unit dapat beroperasi dan unit lainnya berada dalam kondisi siaga. Lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan air limbah berasal dari primary clarifier dan secondary clarifier pada sistem biologis MBBR. Kedua aliran tersebut terlebih dahulu digabungkan dalam mixing tank untuk memperoleh karakteristik aliran yang lebih seragam sebelum memasuki tahap pengolahan berikutnya. Selanjutnya, lumpur dialirkan menuju Gravity thickener untuk meningkatkan konsentrasi padatan dan mengurangi volume lumpur yang akan diolah pada tahap stabilisasi. Lumpur yang telah mengalami pemekatan kemudian masuk ke anaerobic digester untuk menguraikan bahan organik secara anaerobik dan menghasilkan biogas sebagai produk samping. Kemudian, lumpur ditampung sementara dalam sludge holding tank sebelum dilakukan proses pengurangan kadar air menggunakan belt filter press. Hasil akhir proses dewatering berupa sludge cake selanjutnya ditempatkan pada area penyimpanan sementara sebelum diangkut untuk dimanfaatkan melalui proses co-processing pada kiln semen atau ditangani pada tahap akhir sesuai dengan rencana pengelolaan lumpur. Berdasarkan hasil perhitungan, proses pengentalan meningkatkan konsentrasi padatan lumpur dari sekitar 2,11% menjadi 5% dengan faktor pengentalan sebesar 2,36 kali dan reduksi volume sekitar 64%. Peningkatan konsentrasi tersebut menurunkan volume lumpur yang masuk ke anaerobic digester, sehingga kebutuhan kapasitas unit dan beban pengolahan pada tahap selanjutnya dapat dikurangi. Proses stabilisasi anaerobik menghasilkan reduksi padatan volatil sebesar sekitar 56%, yang menunjukkan adanya i penguraian bahan organik mudah terurai menjadi lumpur yang lebih stabil. Pada tahun 2051, proses ini diperkirakan menghasilkan biogas sebesar 6.099,13 m³/hari yang direncanakan untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi operasional IPAL melalui sistem combined heat and power. Biogas tersebut dikonversi menjadi energi listrik melalui sistem combined heat and power (CHP), kemudian listrik yang dihasilkan dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan internal operasional IPAL seperti pengoperasian pompa, blower dan peralatan mekanikal lainnya. Panas yang dihasilkan dari sistem CHP juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber panas untuk mendukung proses pengolahan lumpur, termasuk proses pengeringan. Selanjutnya, proses dewatering menggunakan belt filter press menghasilkan sludge cake dengan konsentrasi padatan sekitar 25% sehingga volume lumpur menjadi lebih kecil dan penanganan selama penyimpanan maupun pengangkutan menjadi lebih mudah. Sludge cake yang telah melalui proses dewatering selanjutnya dikirim ke industri semen untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif melalui proses co-processing pada kiln semen, dengan tetap memperhatikan karakteristik dan persyaratan penerimaan yang ditetapkan oleh pihak industri. Sementara itu, supernatan dari gravity thickener dan filtrat dari belt filter press dikembalikan secara terkendali ke sistem pengolahan air limbah untuk diproses lebih lanjut. Perancangan sistem pengolahan lumpur ini memerlukan biaya investasi (CAPEX) sebesar Rp27.335.159.295 (Dua puluh tujuh miliar tiga ratus tiga puluh lima juta seratus lima puluh Sembilan dua ratus Sembilan puluh lima rupiah), sedangkan biaya operasional tahunan (OPEX) diperkirakan sebesar Rp2.733.840.768 per tahun (Dua miliar tujuh ratus tiga puluh tiga juta delapan ratus empat puluh ribu tujuh ratus enam puluh delapan rupiah). Berdasarkan evaluasi finansial, diperoleh nilai Net Present Value (NPV) sebesar Rp96.149.528.317 ( Sembilan puluh enam miliar serratus empat puluh sembilan juta lima ratus dua puluh delapan ribu tiga ratus tujuh belas rupiah), Benefit-Cost Ratio (BCR) sebesar 2,52 dan periode pengembalian investasi sekitar 1,53 tahun. Nilai NPV yang lebih besar dari nol dan BCR yang melebihi satu menunjukkan bahwa perencanaan tersebut layak dilaksanakan dari aspek finansial.