Belajar › Rangkaian

R1 - Pengendap awal + ABR + filter anaerobik

Rujukan buku: Buku 3, Bab 8

Coba di simulasi →

Apa itu R1

R1 adalah rangkaian anaerobik penuh: seluruh penguraian bahan organik dilakukan bakteri tanpa oksigen terlarut, dan air mengalir gravitasi dari unit ke unit tanpa pompa maupun blower. Rangkaian ini merupakan bentuk baku IPAL komunal berpendekatan DEWATS (Sasse, 1998) dan paling banyak dibangun untuk program sanitasi berbasis masyarakat di Indonesia.

Urutan unit:

• Saringan kasar -> menahan sampah dan benda kasar
• -> Pemisah minyak dan lemak (PM-01) -> menahan minyak dan lemak yang mengapung; wajib bagi air limbah domestik yang mengandung minyak dan lemak (Permen LH/BPLH 11/2025, Pasal 8)
• -> Bak pengumpul -> meratakan aliran dan menjadi titik kontrol
• -> Pengendap awal -> mengendapkan padatan mudah endap
• -> Reaktor bersekat anaerobik (ABR) -> menguraikan sebagian besar BOD dalam kompartemen beraliran naik-turun
• -> Filter anaerobik -> memoles sisa BOD dan TSS pada biofilm yang menempel di media
• -> Desinfeksi -> membunuh bakteri patogen dengan klor
• -> Bak ukur -> mengukur debit keluaran
• -> badan air penerima; lumpur dari pengendap awal, ABR, dan filter dibawa ke bak pengering lumpur

Kapan cocok, kapan tidak

Cocok bila:

• listrik tidak andal atau tidak ada anggaran tagihan listrik;
• pengelola adalah kelompok warga tanpa operator teknis penuh waktu;
• lahan tersedia untuk bak tertanam (bagian atasnya masih bisa dipakai sebagai lapangan atau taman);
• baku mutu yang berlaku tidak memuat batas amoniak yang ketat, atau amoniak ditangani oleh unit tambahan di hilir.

Kurang cocok bila:

• debit termasuk tingkat lebih dari 50 m3/hari. Baku mutu tingkat itu menetapkan amoniak (NH3-N) 10 mg/L, sedangkan proses anaerobik tidak menurunkan amoniak (lihat amoniak dan nitrifikasi);
• suhu air limbah rendah (dataran tinggi), karena laju penguraian anaerobik turun;
• muka air tanah dangkal dan ABR yang dalam akan terendam (risiko gaya angkat).

Kinerja yang diharapkan

Pemisah minyak menyisihkan sekitar 70 persen minyak dan lemak (25 menjadi 7,5 mg/L) dan tidak dikreditkan untuk BOD maupun TSS. Pengendap awal menyisihkan sekitar 30 persen BOD dan 60 persen TSS, ABR sekitar 74 persen BOD dari sisanya, dan filter anaerobik sekitar 70 persen dari sisa berikutnya. Penyisihan BOD total sekitar 95 persen. Fecal coliform turun sekitar 0,5 log di ABR dan 0,5 log di filter, lalu 3,5 log di desinfeksi.

Satu hal yang tidak dilakukan rangkaian ini: menurunkan amoniak. Kadar 40 mg/L yang masuk keluar sebagai 40 mg/L, karena bakteri anaerobik tidak mengubah amoniak menjadi nitrat. Nitrifikasi membutuhkan oksigen. Keluarannya juga bisa sedikit berbau belerang bila desinfeksi dan aerasi alami di bak ukur kurang.

Kebutuhan lahan, listrik, operator

• Lahan: sedang. Unit ditanam, sehingga lahan di atasnya masih dapat dimanfaatkan.
• Listrik: tidak perlu untuk proses. Lampu penerangan dan pompa penguras portabel bersifat tambahan.
• Operator: rendah. Tugas rutin berupa membersihkan saringan setiap hari, mengeruk lemak dari pemisah minyak dan menyerahkannya kepada pihak ketiga berizin, memeriksa bak kontrol, mengisi kaporit, dan menguras lumpur ABR serta filter sesuai interval rancangan, umumnya dalam hitungan tahun.

Risiko

• Masa mulai (start-up) lama: biomassa anaerobik butuh beberapa bulan untuk matang; keluaran awal belum memenuhi baku mutu.
• Media filter tersumbat bila pengendap awal dan ABR jarang dikuras.
• Gas metana dan H₂S terkumpul di ruang atas; tutup bak harus berventilasi dan dilarang menyalakan api di dekatnya.
• Pemisah minyak yang jarang dikeruk meluap; lemak lolos ke bak pengumpul dan menyumbat media.

Perbandingan singkat

Dibanding R2, R1 memakai ABR berukuran lebih kecil daripada tangki septik yang menyimpan lumpur 3 tahun, sehingga lebih murah dan BOD, COD, serta TSS-nya lolos. Dibanding R3 dan R4, R1 sedikit lebih mahal dibangun, tidak ada tagihan listrik, tetapi tidak menurunkan amoniak. Hanya R4 yang lolos keenam parameter pada kasus Griya Asri. Lihat perbandingan lima rangkaian.

Studi kasus: Griya Asri

Data baku: 300 SR, 5 jiwa/SR, 125 L/orang/hari, lahan 42 x 18 m. Debit rata-rata 150,0 m3/hari (tingkat lebih dari 50 m3/hari menurut tingkat debit), debit puncak 4,34 L/detik, beban BOD 60,0 kg/hari. Angka masuk: BOD 400 mg/L, amoniak 40 mg/L, minyak dan lemak 25 mg/L, fecal coliform 10⁷ MPN/100 mL (asumsi umum air limbah domestik; ganti dengan hasil uji laboratorium).

Mutu keluaran terhadap baku mutu tingkat lebih dari 50 m3/hari (Lampiran I huruf A angka 2):

Pelajaran dari R1

Kegagalan amoniak di sini bukan kegagalan aplikasi, melainkan pelajaran perancangan. BOD, COD, dan TSS adalah ukuran bahan organik dan padatan, yang memang diurai bakteri anaerobik. Amoniak adalah nitrogen terlarut, dan mengubahnya perlu nitrifikasi aerob. Dengan 40 mg/L masuk dan batas 10 mg/L, rangkaian harus menyisihkan paling sedikit 75 persen amoniak, sedangkan R1 menyisihkan 0 persen. Bila rangkaian anaerobik tetap dipilih, rancangan perlu unit nitrifikasi tambahan di hilir, misalnya biofilter aerob berbeban BOD media rendah, yang berada di luar rangkaian bawaan aplikasi. Ingat pula bahwa kadar amoniak masuk 40 mg/L adalah asumsi; ukur di laboratorium dan tanyakan apakah yang dilaporkan nitrogen amoniak total atau NH3 bebas.

Rujukan

• Buku 3, Bab 8.
• Peraturan Menteri LH/BPLH Nomor 11 Tahun 2025 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Standar Teknologi Pengolahan Air Limbah untuk Air Limbah Domestik (Berita Negara RI Tahun 2025): Pasal 8 (pemisah minyak dan lemak), Pasal 6 dan Pasal 10-11 (standar teknologi dan standar teknis), Lampiran I huruf A angka 2 (baku mutu). Peraturan ini mencabut peraturan terdahulu (Permen LHK P.68/2016) pada Pasal 14.
• Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries. BORDA.
• Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.