Pemerintah Indonesia telah berupaya melakukan pengelolaan air limbah
untuk memenuhi target MDG’s di bidang sanitasi sektor air limbah. Tetapi dari
hasil evaluasi terhadap program PPSP (Percepatan Pembangunan Sanitasi
Pemukiman) melalui National City Sanitation Rating (NCSR), pada September
2012 skor untuk setiap kota dan kabupaten masih rendah. Sementara itu, potensi
reuse air limbah yang besar masih terbatas penerapannya. Kualitas pengolahan air
limbah untuk reuse yang lainnya berada pada kedua rentang kualitas pengolahan
untuk irigasi dan domestik. Aplikasi model optimisasi telah terbukti bermanfaat
dalam mengoptimalkan kualitas efluen, waktu dan biaya. Melihat potensi dan
manfaat reuse air limbah domestik dan masih rendahnya kinerja pengelolaan air
limbah, maka diperlukan penelitian untuk mengoptimalkan proses pengelolaan air
limbah domestik dengan pendekatan model optimisasi.
Tujuan penelitian adalah membuat model optimisasi IPAL Komunal untuk
meminimalkan konsentrasi polutan yang keluar dari IPAL Komunal sehingga
aman bagi badan air penerima dan memiliki potensi digunakan kembali (reuse).
Pendekatan pemodelan sistem dinamik pada studi kasus IPAL Komunal
Mergosono I Kota Malang sebagai berikut :
Modul → Prasedimentasi (1); Filter Anaerobik (2); Aerasi (3)
Stocks → kandungan polutan influen, kandungan polutan efluen pada
setiap modul
Flows → rasio pemisahan pada setiap modul
Converters → proses fisik dan biokimia
Tahapan penelitian terdiri (1) evaluasi kinerja IPAL Komunal (2) analisa sistem
operasi dan proses IPAL Komunal dan (3) pemodelan optimisasi IPAL Komunal
dengan program dinamik. Setiap tahap direncanakan dilaksanakan selama 1 (satu)
tahun sehingga diperlukan waktu 3 (tiga) tahun untuk menyelesaikan seluruh
tahap. Hasil penelitian ini diharapkan mampu menjawab permasalahan rendahnya
kinerja pengelolaan air limbah, terbatasnya aplikasi reuse air limbah, penurunan
kualitas air sungai dari pembuangan air limbah domestik dan keterbatasan sumber
air.
Hasil penelitian tahap I pada tahun 2015 menunjukkan kinerja
pengolahan yang rendah untuk IPAL Komunal yang lama. Pada IPAL Tlogomas,
kinerja pengolahan maksimal 41,17% untuk COD dan 28,68% untuk BOD.
Tingkat penyisihan TSS pada kolam fitoremediasi cukup baik (sebesar 70,2%).
Sedangkan tingkat penyisihan Nitrat maksimal (28,14%) pada aliran minimum.
Sebaliknya tingkat penyisihan Fosfat Total maksimum terjadi pada aliran
maksimum sebesar 35,46%. Kinerja maksimal unit pengolahan filtrasi pada IPAL
Tlogomas untuk penyisihan BOD hanya mencapai 23,05% pada aliran minimum.
Konsentrasi COD pada outlet bahkan mengalami peningkatan. Unit pengolahan
pada IPAL Ciptomulyo dan Mergosono sama yaitu Bar Screen, Filter Anaerobik
dan Aerasi Berjenjang. Pada IPAL Ciptomulyo tingkat penyisihan TSS, BOD dan
COD pada aliran maksimum setelah melalui Bar Screen berturut-turut sebesar
30,02%; 1,38%; 10%. Sedangkan tingkat penyisihan TSS, BOD dan COD pada
iv
aliran minimum sebesar 11,52%; (80,25%);(30,07%). Pada IPAL Mergosono
kondisinya lebih buruk dimana tingkat penyisihan TSS, BOD dan COD pada
aliran maksimum berturut-turut sebesar 9,5%; 19,01%; (17,24%). Tingkat
penyisihan TSS, BOD dan COD pada aliran minimum sebesar (124,95%;
(67,30%);(10,91%). Tingkat penyisihan BOD dan COD tertinggi pada unit
pengolahan Aerasi Berjenjang sebesar 16,17% dan 43,49% pada IPAL Komunal
Ciptomulyo pada aliran maksimum. Tingkat penyisihan TSS tertinggi sebesar
67,11% pada IPAL Komunal Mergosono pada aliran maksimum. Untuk
parameter NO3 dan PO4 tingkat penyisihan tertinggi berturut-turut sebesar 8,81%
dan 15,64% pada IPAL Komunal Mergosono pada aliran maksimum. Kinerja
IPAL Komunal Tlogomas, Mergosono dan Ciptomulyo yang rendah disebabkan
karena rendahnya waktu tinggal (HRT) air limbah dalam unit pengolahan biologi
dan tingkat pembebanan organik (OLR). Kondisi ini disebabkan karena minimnya
pemeliharaan pada unit reaktor pengolahan. Kinerja pengolahan pada unit aerasi
berjenjang yang rendah disebabkan karena rasio tinggi air dalam bak dan tinggi
limpasan yang rendah sehingga jumlah udara yang masuk terbatas. Disamping itu
beban permukaan pada unit aerasi berjenjang juga rendah. Upaya untuk
meningkatkan kinerja dengan melakukan pemeliharaan IPAL secara intensif dan
studi optimasi kinerja IPAL Komunal dengan parameter operasi tingkat
pembebanan organik, tingkat pembebanan hidrolik dan waktu tinggal. Sedangkan
untuk IPAL Komunal yang baru beroperasi selama 1-4 tahun menunjukkan
kinerja pengolahan yang bagus untuk pengolahan bahan organik dan padatan.
Kinerja pengolahan BOD, COD dan TSS berada pada kisaran tingkat pemisahan
berturut-turut sebesar 78%-99%, 71%-99% dan 56%-100%. Tetapi semua IPAL
Komunal masih rendah kinerja pengolahan nutrien (NO3 dan PO4). Sedangkan
kinerja pemisahan NO3 dan PO4 berturut sebesar (43%)-72% dan (2%) -13%.
Kandungan efluen dengan kualitas amoniak juga masih tinggi sehingga
selanjutnya diperlukan proses aerasi dan pemanfaatan efluen sebagai media
pertumbuhan tanaman air dan perikanan