ANALISIS DIMENSI INSTALASI PENGOLAHAN AIR
LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT PT PERKEBUNAN
NUSANTARA IV UNIT PULU RAJA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan
Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI
Pendidikan Program Diploma III
Oleh
Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting NIM 1505021056 NIM 1505021085
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2018
LEMBAR PERSETUJUAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, Dosen Pembimbing Tugas Akhir menyatakan
bahwa laporan Tugas Akhir dari:
Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting
NIM 1505021056 NIM 1505021085
dengan judul:
“ANALISIS DIMENSI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI
KELAPA SAWIT PT PERKEBUNAN NUSANTARA IV UNIT PULU RAJA”
telah selesai diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam sidang
pertanggungjawaban laporan Tugas Akhir.
Medan, September 2018
Disahkan oleh,
Dosen Pembimbing Tugas Akhir,
Drs. DAULAT PANGGABEAN, S.T., M.T.
NIP: 19580903 198603 1 002
LEMBAR PENGESAHAN
Yang bertanda tangan di bawah ini Tim Penguji, Kepala Program Studi, dan
Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan menyatakan bahwa Tugas
Akhir dari:
Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting
NIM 1505021056 NIM 1505021085
Dengan judul:
“ANALISIS DIMENSI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI
KELAPA SAWIT PT PERKEBUNAN NUSANTARA IV UNIT PULU RAJA”
telah selesai diujikan dalam sidang pada tanggal 28 Agustus 2018 oleh panitia
penguji:
Medan, September 2018
Disahkan oleh:
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Politeknik Negeri Medan,
Ketua Penguji,
Ir. SAMSUDIN SILAEN, M.T.
NIP: 19620204 198903 1002 DARMAN F SARAGIH , Dipl.lng., M.T.
NIP 19611106 199702 1 001
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan pengetahuan, pengalaman, kesehatan
serta kesempatan kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir
ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Laporan yang berjudul “Analisis Dimensi Instalasi Pengolahan Air
Limbah Industri Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pulu Raja”
ini dibuat untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil
Pendidikan Program Diploma III. Pada laporan ini penulis akan membahas apa saja
yang telah dilakukan oleh penulis selama melaksanakan pengambilan data guna
menyelesaikan laporan Tugas Akhir di kantor PTPN IV Unit Pulu Raja dengan tujuan
mengetahui sistem saluran pembuangan air limbah dan bak penampungan ponding
sistem.
Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis telah mendapatkan
bimbingan, bantuan serta dukungan dari berbagai pihak baik itu dukungan secara
spiritual, mental dan tentunya masukan informasi yang sangat berguna. Oleh sebab
itu penulis menyampaikan ucapan terimakasih dalam bentuk tulisan kepada semua
pihak yang telah membantu penulis dalam melaksanakan Tugas Akhir dan
menyelesaikan laporan ini.
Penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada:
1. Bapak M. Syahruddin, ST.,M.T. Direktur Politeknik Negeri Medan;
2. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T. Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri
Medan;
3. Bapak Drs. Syarifuddin H., M.T. Kepala Program Studi Diploma III Jurusan
Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan;
4. Bapak Drs. Daulat Panggabean, S.T., M.T. dosen pembimbing yang telah
membantu memberikan bimbingan khusus, pengarahan dan motivasi dalam
penyelesaian laporan Tugas Akhir ini;
5. Bapak Enerdy Endang, S.T., selaku pembimbing di lapangan;
6. Seluruh pegawai dan staff PTPN IV Unit Pulu Raja yang telah banyak membantu
dengan memberikan data-data yang penulis butuhkan;
7. Teristimewa kepada Orang tua kami tercinta yang telah memberikan Doa dan
nasehat-nasehat selama pengerjaan tugas akhir ini sehingga saya dapat
menyelesaikan pendidikan Diploma III di Politeknik Negeri Medan;
8. Teman – teman terkhususnya Noni Anggarini, Hardianti Suci Alvisyahri,
Mutiara Balqis, Risa Lifzana br Barus dan Calista br. Sembiring yang selalu
bersama saat duka maupun suka;
9. Rekan-rekan seperjuangan di Politeknik Negeri Medan khususnya Teknik Sipil
6B.
Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya penulis dan dapat di
pertanggung jawabkan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun demi kesempurnaan laporan ini.
Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca
terutama di bidang Teknik Sipil. Terima kasih.
Medan, Agustus 2018
Hormat Penulis,
Dinda Noviannisa Putri Gery Sepanya Ginting
NIM : 1505021056 NIM : 1505021085
DAFTAR ISI
SAMPUL ................................................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... ii
ABSTRAK ............................................................................................................... iv
ABSTRACT .............................................................................................................. v
KATA PENGANTAR ............................................................................................ vi
DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xii
DAFTAR TABEL .................................................................................................... xiii
DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL .............................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
A. Latar Belakang ................................................................................................. 1
B. Tujuan Penulisan .............................................................................................. 2
C. Manfaat Penulisan ............................................................................................ 2
D. Rumusan Masalah ........................................................................................... 3
E. Pembatasan Masalah ........................................................................................ 3
F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan danPenulisan Laporan Tugas Akhir.............. 3
BAB II TINJAUAN UMUM MENGENAI PERUSAHAAN ................................. 5
A. Sejarah Singkat Perusahaan ............................................................................. 5
B. Visi dan Misi PT.Perkebunan Nusantara IV ................................................... 7
1. Visi PT.Perkebunan Nusantara IV .............................................................. 7
2. Misi PT.Perkebunan Nusantara IV .............................................................. 7
C. Logo Perusahaan .................................................................................... 8
D. Struktur Organisasi Perusahaan ....................................................................... 9
BAB III TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 12
A. Umum ............................................................................................................ 12
1. Peraturan Perundangan yang Mengatur Pengolahan Lingkungan
Pabrik Kelapa Sawit ....................................................................................... 13
B. Sumber Asal Air Limbah ............................................................................... 14
1. Limbah industri .......................................................................................... 14
C. Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit ............................................ 15
1. Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit........................................ 16
2. Teknologi Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) ..... 16
3. Pemeliharaan Kolam Limbah .................................................................. 17
D. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) ...................................................... 17
E. Proses Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) .................. 18
1. Fat-Pit ...................................................................................................... 19
2. Deoling Pond ........................................................................................... 20
3. Seeding Pond ........................................................................................... 20
4. An Aerobik Pond ..................................................................................... 21
5. Aerobik Pond........................................................................................... 24
6. Final Pond ............................................................................................... 25
7. Land Application ..................................................................................... 26
F. Analisa Data ................................................................................................... 27
G. Garis Tenaga dan Garis Tekanan pada Pipa .................................................. 27
1. Pipa Hubungan Seri .............................................................................. 28
2. Pipa dan pompa ..................................................................................... 31
H. Tinjauan Hidrolika Aliran dalam Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) . 32
1. Aliran Melalui Pipa ................................................................................. 32
2. Kehilangan Tenaga Akibat Gesekan Pipa ............................................... 32
3. Kehilangan Tenaga Sekunder Terhadap Pipa ......................................... 37
4. Kehilangan Tenaga pada Belokan .......................................................... 38
5. Tinggi Jagaan (Free Board) ..................................................................... 39
6. Bilangan Reynold ................................................................................... 40
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................................... 42
A. Analisis Dimensi Instalasi Pengolahan Air Limbah ...................................... 42
1. Deoling Pond ........................................................................................... 42
2. Seeding Pond ........................................................................................... 43
3. An Aerobik Pond Primer ......................................................................... 45
4. An Aerobik Pond Sekunder .................................................................... 47
5. Aerobik Pond........................................................................................... 48
6. Final Pond ............................................................................................... 49
B. Pembahasan .................................................................................................... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 57
A. Kesimpulan ................................................................................................... 57
B. Saran ............................................................................................................ 58
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Bukti Pembekalan
Lampiran 2 Kartu Bimbingan Mahasiswa
Lampiran 3 Formulir Revisi
Lampiran 4 Formulir Bebas Revisi
Lampiran 5 Surat Permohonan Permintaan Data
Lampiran 6 Surat Pengantar dari PTPN IV Pusat
Lampiran 7 Surat Izin Riset dari PTPN IV Unit Pulu Raja
Lampiran 8 Laporan LKCS Triwulan : 1 tahun 2018
Lampiran 9 Denah Ponding Sistem PKS Pulu Raja
Lampiran 10 Lay Out Unit Pengolahan Limbah PTPN IV Kebun Pulu Raja
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Logo Perusahaan PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) ...... 8
Gambar 2.2 Strutur Organisasi PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) ...... 11
Gambar 3.1 Alur Pengolahan Limbah dengan Sistem kolam ........................ 19
Gambar 3.2 Deoling Pond .............................................................................. 20
Gambar 3.3. Seeding Pond ............................................................................. 21
Gambar 3.4 An-aerobik Pond Primer ............................................................ 23
Gambar 3.5 An-aerobik Pond Sekunder ........................................................ 24
Gambar 3.6 Aerobik Pond ............................................................................. 25
Gambar 3.7 Final Pond .................................................................................. 26
Gambar 3.8 Garis Tenaga dan Tekanan ......................................................... 28
Gambar 3.9 Pipa Hubungan Seri.................................................................... 28
Gambar 3.10 Pipa Hubungan Seri ................................................................. 31
Gambar 3.11 Rumus Darcy-Wesbach ............................................................ 33
Gambar 3.12 Diagram Moody ....................................................................... 35
Gambar 4.1 Deoling Pond .............................................................................. 53
Gambar 4.2. Seeding Pond ............................................................................. 54
Gambar 4.3 An-aerobik Pond Primer ............................................................ 54
Gambar 4.4 An-aerobik Pond Sekunder ........................................................ 55
Gambar 4.5 Aerobik Pond ............................................................................. 55
Gambar 4.6 Final Pond .................................................................................. 56
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Jadwal Persiapan Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir . 3
Tabel 2.1 Baku Mutu Limbah Cair Industri Minyak Sawit ................................ 16
Tabel 3.2 Nilai Kekasaran Mutlak ...................................................................... 36
Tabel 3.3 Nilai Kc untuk berbagai Nilai D2/D1 ................................................. 38
Tabel 3.4 Nilai 𝛼 pada Pengecilan Mendadak ................................................... 39
Tabel 3.5 Koefisien 𝛼 sebagai Funsi Sudut Belokan .......................................... 39
Tabel 3.6 Tinggi Jagaan ...................................................................................... 40
Tabel 3.7 Sifat Air (Viskositas Kinematik) pada Tekanan Atmosfer ................. 41
Tabel 4.1 Analisis Dimensi Instalasi Pengolahan Air Limbah ........................... 52
Tabel 4.2 Dimensi Eksisting Pengolahan Air Limbah ........................................ 52
DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL
BOD = Biological Oxygen Demand
COD = Chemical Oxygen Demand
TSS = Total Suspended Soil
PKS = Pabrik Kelapa Sawit
TBS = Tandan Buah Segar
IPAL = Instalasi Pengolahan Air Limbah
BPAB = Bangunan Pengolahan Air Limbah
LC = Limbah Cair
KEPMENLH = Keputusan Menteri Lingkungan Hidup
V = Kecepatan Aliran (m/s)
Q = Debit (m3/detik)
D = Diameter Pipa (m)
Tr = Waktu Tinggal (hari)
H = Tinggi Tekanan Efektif (m)
hƒ = Kehilangan Tenaga Akibat Gesekan
L = Panjang Saluran (m)
Hs = Kehilangan Tenaga Akibat Sambungan Pipa (m)
ABSTRAK
Tugas Akhir yang berjudul “Analisis Dimensi Instalasi Air Limbah Industri Kelapa
Sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Pulu Raja”. Adapun permasalahan yang
menjadi latar belakang penulisan ini karena industri maupun instansi/badan usaha
harus bertanggung jawab terhadap pengolahan air limbah yang dihasilkan dari
kegiatannya. Maka dari itu permasalahan yang terlibat dalam tugas akhir ini
mencakup dimensi kolam penampungan air limbah yang dibutuhkan untuk
menampung air limbah tanpa meluap setiap harinya dan debit air limbah yang
dialirkan ke masing-masing kolam setiap harinya. Data perhitungan yang digunakan
adalah data sekunder yang bersumber dari instansi yang berkaitan dengan pabrik
kelapa sawit (PKS) tersebut serta literatur yang berkaitan dengan penulisan ini.
Analisis berupa perbandingan dimensi eksisting dengan dimensi perencanaan ulang
dan debit rencana yang akan dialirkan pada tiap-tiap kolam limbah beserta penentuan
jenis pipa yang digunakan pada instalasi. Perhitungan ini menggunakan persamaan
Darcy-Weisbach dengan mempertimbangkan pengaruh lainnya seperti, waktu tinggal,
kehilangan tenaga akibat gesekan, kehilangan tenaga akibat sambungan dan juga
kehilangan tenaga akibat belokan. Dari hasil perhitungan terdapat perbedaan antara
dimensi eksisting dengan dimensi hasil perhitungan, perbedaan yang lebih menonjol
pada An-aerobik pond sekunder, dengan perbedaan rasio volume 0,025% lebih kecil.
Terjadinnya perbedaan dimensi eksisting dengan dimensi analisis disebabkan
berbedannya metode penelitian dan berbedanya produktifitas pengolahan setiap
tahunnya yang menyebabkan produksi limbah berbeda setiap tahun.
Kata kunci : Limbah, Dimensi, Instalasi.
ABSTRACT
The title of this final task is “The analysis of waste water installation dimension on
palm industry PTPN IV unit pulu raja”. The main problem that become the
background of this research is because either industry or agency/ business entitiy
must be responsible of the waste water processing that resulted from the activity.
Furthermore, the problem that concluded in this final task is including waste water
pond dimension that needed to accomodate waste water everyday and waste water
discharge that streamed to each ponds everyday. Calculation data that used are
secondary data sourced from agency that linked with palm factory (pks) and related
literature with this research. The analysis is comparison from existing dimension with
re-planned dimension and planned water discharged that will streamed to each waste
water also the determination of what kind of pipe that used on the installation. This
calculation is using Darcy-weisbach triangulation with considering the other factor
such as stay-time, energy looscaused by friction, intersection an turning point. From
the calculation, there are a few differences from existing dimension with resulted
dimension, more significant difference from an-aerobic secondary pond by volume
ratio 0,025% lesser. These differences come from the different used method and
difference of processing productivity each year that caused different waste water
production each year.
Key word : waste water, dimension, installation
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dewasa ini tantangan dalam dunia industri maupun perdagangan
sedemikian pesat. Industri kelapa sawit merupakan industri yang sangat strategis
yang bergerak pada sektor pertanian yang berkembang di Negara-negara tropis,
seperti Indonesia, Malaysia dan Thailand (Kasim dkk., 2015). Hal ini menuntut
adanya strategi efektif dalam mengembangkan industri, sehingga dapat bersaing
dengan Negara-negara lain yang lebih maju. Data Oliworld (2010) Cit Perdamean
(2014), menyebutkan bahwa Indonesia berkontribusi terhadap produksi kelapa sawit
dunia sebesar 47% sedangkan Malaysia 39%. Negara produsen minyak kelapa sawit
lainnya adalah, Nigeria, Thailand, Colombia, Ekuador, Papua Nugini, Pantai Gading
dan Brazil. Pembangunan terfokus pada pemenuhan kebutuhan pada saat ini tanpa
mengesampingkan kebutuhan mendatang yang mana hal ini dikaitkan dengan
kelestarian dan kesehatan lingkungan alam.
Permasalahan lingkungan saat ini yang dominan salah satunya adalah air
imbah cair berasal dari kegiatan industri. Limbah cair yang tidak dikelola dengan
baik akan menimbulkan dampak yang luar biasa pada perairan, khususnya sumber
daya air. Kelangkaan air di masa mendatang dan bencana alam seperti erosi, banjir
dan kepunahan ekositem perairan tidak dapat diletakkan lagi apabila kita kaum
akademisi tidak perduli terhadap permasalahan tersebut.
Alam memiliki kemampuan dalam menetralisir pencemaran yang terjadi
apabila jumlahnya kecil. Akan tetapi apabila dalam jumlah yang besar akan dapat
menimbulkan dampak negatif terhadap alam karena dapat mengakibatkan terjadinya
perubahan kesinambungan lingkungan sehingga limbah tersebut dikatakan telah
mencemari lingkungan. Hal ini dapat dicegah dengan mengolah limbah yang
dihasilkan industri sebelum dibuang ke badan sungai. Limbah yang dibuang
kedalam sungai harus memiliki baku mutu yang telah ditetapkan pemerintah, karena
sungai merupakan dalah satu sumber air bagi masyarakat, sehingga diharapkan tidak
tercemar dan bisa diguunakan untuk keperluan lainnya.
Pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN IV unit Pulu Raja, sebagai salah satu
pabrik Kelapa sawit yang terdapat di Kabupaten Asahan berupaya untuk mengelola
limbah yang dihasilkan dengan melakukan pengolahan terhadap limbah cair yang
dikeluarkan ke dalam suatu Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Dari upaya
tersebut diharapkan dapat mengurangi beban pencemaran terhadap lingkungan
sehingga memenuhi baku mutu Kepmen LH No. KEP-51/MENLH/10/1995 tentang
baku mutu limbah cair untuk industri Pabrik Kelapa Sawit.
Dalam Pengolahan air limbah itu sendiri, terdapat beberapa parameter
kualitas yang digunakan. Parameter kualitas limbah itu dapat dikelompokkan
menjadi tiga, yaitu parameter organik, karakteristik difik dan kontaminasi spesifik.
B. Tujuan Penulisan
Dalam pembahasan topik ini, penulis mempunyai maksud dan tujuan
didalamnya adalah untuk mengetahui perhitungan dimensi instalasi pengolahan air
limbah untuk menampung debit air limbah pabrik kelapa sawit Pulu Raja yang di
hasilkan setiap hari.
C. Manfaat penulisan
1. Manfaat Teoritis
Diharapkan akan memberikan sumbangan pemikiran kepada Perusahaan
PTPN IV unit Pulu Raja untuk menjadi pertimbangan dalam perencanaan kembali
Instalasi Pengolahan Air Limbah.
2. Manfaat Praktis
a. Agar memberikan opsional dalam perencanaan dimensi instalasi pengolahan air
limbah
b. Agar mengetahui perhitungan dimensi instalasi pengolahan air limbah dalam
menampung debit air limbah pabrik kelapa sawit yang dihasilkan setiap hari nya.
c. Agar mempertimbangkan waktu tinggal dalam perencanaan dimensi instalasi
pengolahan air limbah.
D. Perumusan Masalah
Adapun hal-hal yang dapat dilakukan dalam analisis ini yang menjadi
perumusan masalah antara lain :
1. Berapakah dimensi kolam penampungan air limbah yang dibutuhkan untuk
menampung air limbah tanpa meluap setiap harinya?
2. Berapakah debit air limbah yang dialirkan ke masing-masing kolam setiap
harinya?
E. Pembatasan Masalah
Sesuai dengan maksud dan tujuan dari penulisan tugas akhir ini maka
batasan masalah adalah analisis dimensi instalasi pengolahan air limbah (IPAL)
pabrik kelapa sawit.
F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir
Tabel 1.1 Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir
No Kegiatan
Waktu Kegiatan Penulisan Tugas Akhir
April Mei Juni Juli Agustus September
4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2
1.
Penyusunan
Proposal
Tugas Akhir
2. Permintaan
Surat Riset
3. Penyerahan
Surat Riset
4. Pengambilan
Surat Riset
5. Konsultasi dan
Pembimbingan
6. Mengambil
Data
7. Bimbingan
Tugas Akhir
8. Sidang Tugas
Akhir
9. Revisi Tugas
Akhir
10. Pengumpulan
Tugas Akhir