I. Menghadapi Banjir Polusi Ratusan Pabrik: Seberapa Tangguh Benteng Lingkungan SIER?
Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di PT. Surabaya Industrial Estate Rungkut (SIER) merupakan salah satu infrastruktur lingkungan terpusat yang paling krusial dan berskala besar di Jawa Timur. Didirikan sejak tahun 1989 1, IPAL ini memiliki tanggung jawab besar untuk mengolah limbah cair yang dihasilkan dari 415 industri yang beroperasi di kawasan tersebut, mencakup limbah domestik dan non-domestik.1 Fungsi utamanya adalah bertindak sebagai benteng pertahanan untuk memastikan efluen—air yang dibuang setelah melalui proses pengolahan—tidak mencemari lingkungan dan kesehatan manusia sebelum dialirkan ke badan air penerima, yaitu Sungai Tambak Oso.1
Skala operasional IPAL SIER sangat besar. Kapasitas desain maksimum yang ditetapkan untuk instalasi ini adalah $10.000~m^{3}$ per hari, yang setara dengan laju aliran 11,57 liter air per detik.1 Evaluasi mendalam menemukan bahwa, saat ini, instalasi belum beroperasi pada batas kapasitas desainnya. Meskipun debit rata-rata yang dicatat adalah $5.672~m^{3}$ per hari (setara 6,65 liter per detik), debit eksisting yang diolah mencapai $7.000~m^{3}$ per hari, atau 8,18 liter per detik.1 Data ini menunjukkan bahwa secara volume, fasilitas masih memiliki kemampuan untuk menampung peningkatan beban hidrolik di masa depan.
Namun, kajian teknis mendalam yang menjadi dasar laporan ini mengungkap sebuah kontradiksi mencolok dalam kinerja sistem. Di satu sisi, IPAL berhasil mencapai efisiensi luar biasa dalam membersihkan polutan organik, membuktikan ketangguhan unit biologisnya. Di sisi lain, kajian ini menemukan kerentanan kritis pada rekayasa hidrolik unit pengolahan paling dasar, dan adanya "bocoran" signifikan pada pengolahan polutan nutrisi, khususnya Amonia. Kondisi ini menempatkan IPAL dalam risiko lingkungan jangka panjang, bahkan ketika angka kepatuhan efluen secara umum tampak memenuhi standar minimum.
II. Gajah di Pelupuk Mata: Ketika Limbah Industri Jauh Melebihi Batas Aman
Setiap fasilitas pengolahan air limbah dirancang untuk menangani beban polusi yang sudah dihitung dan ditentukan. Analisis terhadap kualitas air limbah yang masuk (influen) ke IPAL SIER mengungkapkan bahwa instalasi ini setiap hari dipaksa bekerja di bawah kondisi beban kejutan kualitas (shock~loading~quality) yang jauh melampaui batas yang seharusnya.
Data influen menunjukkan konsentrasi polutan utama melampaui standar baku mutu yang ditetapkan untuk limbah cair industri.1 Konsentrasi Chemical Oxygen Demand (COD), yang berfungsi sebagai indikator beban polusi organik, mencapai 623 mg/L.1 Angka ini sangat tinggi, sekitar enam kali lipat lebih pekat daripada baku mutu efluen yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan, yaitu hanya 100 mg/L (berdasarkan Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 72 Tahun 2013).1 Tingkat kekotoran yang ekstrem ini menunjukkan bahwa IPAL dipaksa membersihkan air yang sangat pekat setiap hari.
Beban kejutan ini juga terlihat pada parameter fisik dan nutrisi. Total Suspended Solid (TSS)—zat padat tersuspensi—masuk pada konsentrasi 227 mg/L, melampaui baku mutu yang diizinkan sebesar 150 mg/L.1 Lebih jauh lagi, Amonia ($NH_{3}$), polutan nutrisi yang jika dibuang berisiko memicu ledakan alga, masuk pada 24 mg/L, melampaui batas baku mutu 20 mg/L.1
Fakta bahwa limbah masuk masih memiliki konsentrasi TSS, COD, dan $NH_{3}$ yang melebihi batas baku mutu efluen menyiratkan kelemahan mendasar dalam sistem pengawasan pra-pengolahan. Secara normatif, seluruh industri penyewa harus melakukan pra-pengolahan (pretreatment) jika limbah mereka melebihi standar influen yang ditetapkan oleh PT. SIER.1 Kenyataan bahwa IPAL terpusat menerima beban polusi yang sedemikian rupa memaksa instalasi menanggung seluruh beban pembersihan. Beban yang berat dan fluktuatif ini merupakan penyebab akar masalah teknis dan efisiensi di unit-unit pengolahan selanjutnya, karena unit primer tidak dirancang untuk menanggulangi shock~loading kualitas sebesar ini.
III. Kisah Turbulensi di Bak Pengendap: Kegagalan Fisik yang Mencekik Efisiensi Awal
Unit pengolahan pertama, Bak Pengendap I (BPI), seharusnya menjadi unit paling sederhana, paling efektif biaya, dan paling efisien dalam menghilangkan padatan melalui gravitasi. Namun, analisis rekayasa hidrolik unit ini menemukan adanya kegagalan fundamental yang mengurangi efisiensi penyisihan awal.
Kajian hidrolik menemukan bahwa BPI mengalami masalah aliran yang serius dan tidak ideal untuk proses pengendapan. Nilai yang menentukan pola aliran, yaitu Bilangan Reynold (NRe), terukur mencapai $10.075$ 1 (Tabel 4.3). Nilai ini jauh melampaui batas ideal untuk aliran laminer (di bawah 2.000) yang dibutuhkan agar partikel dapat mengendap dengan baik.1 Kondisi NRe yang jauh di atas 2.000 menandakan bahwa air limbah bergerak secara turbulen, atau berputar-putar, di dalam bak. Aliran turbulen ini menyebabkan partikel yang seharusnya mengendap justru terangkat dan lolos ke unit berikutnya.
Kondisi aliran turbulen ini diperparah oleh nilai Bilangan Froud (NFr) yang sangat kecil, mencapai $1,95 \times 10^{-6}$ 1 (Tabel 4.3). Nilai NFr yang rendah memicu fenomena short circuit (aliran pintas) di mana air limbah cepat mencapai outlet dan meninggalkan bak tanpa mendapat waktu kontak yang memadai untuk pengendapan penuh.1 Meskipun waktu detensi air rata-rata adalah 3,64 jam—melebihi kriteria desain 1,5–2,5 jam—waktu detensi tersebut menjadi tidak efektif akibat aliran pintas yang menyebabkan air "muda" bercampur dengan air yang seharusnya sudah bersih.1
Dampak langsung dari kegagalan hidrolik di unit primer ini adalah kinerja yang sangat rendah. BPI hanya mampu menyisihkan TSS sebesar 27% dan COD hanya 20% 1 (Tabel 4.3). Efisiensi ini jauh di bawah target desain BPI yang seharusnya mampu menyisihkan 50%-65% TSS dan 30%-40% COD 1 (Tabel 4.3). Kegagalan ini menunjukkan bahwa unit fisik dasar gagal berfungsi, memaksa unit biologi untuk bekerja lebih keras, suatu kondisi yang berimplikasi pada biaya operasional yang lebih tinggi.
Selain itu, Overflow Rate (OFR) rata-rata IPAL adalah 14 $m^{3}/m^{2}$.hari, jauh di bawah kriteria desain tipikal 30–50 $m^{3}/m^{2}$.hari.1 OFR yang rendah mengindikasikan bahwa dimensi BPI terlalu besar untuk debit eksisting, sehingga secara ekonomis, unit ini tidak dimanfaatkan secara optimal. Mengatasi aliran turbulen dengan memasang baffle adalah solusi teknis yang paling mendesak untuk mengembalikan fungsi BPI, memastikan aliran laminer, dan meningkatkan efisiensi penyisihan partikel.
IV. Pahlawan COD dan ‘Bocoran’ Amonia: Menilik Kinerja Inti Proses Biologi
Unit sekunder—meliputi proses biologi Oxidation Ditch (OD) dan Bak Pengendap II (BP II)—bertindak sebagai penyelamat lingkungan, berhasil mengkompensasi beban polusi yang berlebihan akibat kegagalan unit primer. Unit-unit ini menunjukkan ketangguhan dalam menghadapi polutan organik, namun analisis data Amonia mengungkap kerentanan yang mengancam ekosistem perairan.
4.1 Keberhasilan Heroik Degradasi Organik
Meskipun menerima beban COD yang sangat berat, mencapai 623 mg/L 1, proses biologi di Oxidation Ditch menunjukkan kinerja luar biasa. Efisiensi penyisihan COD secara total mencapai angka impresif 92%.1 Angka ini membuktikan bahwa komunitas bakteri pengurai bekerja sangat efektif dalam mendegradasi polutan organik, mengatasi konsentrasi influen yang sangat tinggi.
Keberhasilan luar biasa ini memungkinkan efluen COD berada jauh di bawah batas baku mutu, yaitu 45 mg/L dibandingkan batas aman 100 mg/L 1 (Tabel 4.10). Demikian pula, penyisihan TSS total mencapai 77%.1 Keberhasilan 92% dalam menghilangkan polusi organik adalah faktor kunci yang memastikan IPAL memenuhi standar regulasi untuk sebagian besar parameter.
4.2 Ancaman Tersembunyi: Efisiensi Amonia yang Mengkhawatirkan
Titik kegagalan terbesar dalam sistem pengolahan, terlepas dari tingginya efisiensi COD, terletak pada eliminasi Amonia ($NH_{3}$), polutan nutrisi. Efisiensi total removal Amonia tercatat hanya 50%.1
Meskipun konsentrasi Amonia di efluen (12 mg/L) masih di bawah Baku Mutu yang ditetapkan (20 mg/L) 1, efisiensi penyisihan 50% sangat rendah untuk proses biologi. Proses nitrifikasi, yang mengubah Amonia, memerlukan kondisi optimal untuk bakteri spesifiknya. Efisiensi yang rendah ini mengindikasikan bahwa proses ini berjalan suboptimal, yang disebabkan oleh kombinasi faktor teknis.
Terdapat dua faktor yang berkontribusi pada efisiensi Amonia yang rendah:
-
Waktu Detensi yang Singkat: Waktu detensi air (td) di Oxidation Ditch yang tercatat adalah 17 jam, sedikit di bawah rentang ideal untuk proses nitrifikasi (18–36 jam) 1 (Tabel 4.5).
-
Kadar Oksigen Terlarut (DO) yang Rendah: Rata-rata kadar DO di Oxidation Ditch hanya 1,228 ppm (Tabel 4.7), jauh di bawah kebutuhan minimal $2,0~mg/L$ yang diperlukan untuk menjamin proses aerobik, termasuk nitrifikasi, berjalan sempurna.1
Jika Amonia lolos hingga 50% dan dibuang ke Sungai Tambak Oso, risiko lingkungan yang timbul adalah eutrofikasi.1 Amonia bertindak sebagai pupuk berlebihan, yang dapat memicu ledakan populasi alga. Kematian dan penguraian alga ini kemudian akan menguras Oksigen Terlarut (DO) di perairan, menyebabkan kondisi anoksik dan kematian masal biota air. Kegagalan mencapai efisiensi Amonia yang tinggi ini merupakan ancaman lingkungan jangka panjang yang harus menjadi perhatian utama PT. SIER.
V. Kesenjangan SDM dan Protokol Operasional: Ancaman dari Dalam Pagar IPAL
Kinerja teknis IPAL, terutama yang melibatkan proses biologi sensitif, sangat bergantung pada dukungan kelembagaan dan ketersediaan sumber daya manusia (SDM) yang memadai. Kajian ini menyoroti bahwa IPAL SIER menghadapi kesenjangan SDM yang menjadi risiko operasional terbesar.
5.1 Kesenjangan Sumber Daya Manusia Kritis
Analisis aspek kelembagaan menemukan bahwa meskipun PT. SIER beroperasi sebagai Badan Usaha Milik Negara (BUMN) 1, kelembagaan IPAL eksisting masih memerlukan penambahan sepuluh pekerja untuk mendukung kinerja pengelola secara optimal.1
Mengelola instalasi dengan kompleksitas limbah dari 415 industri membutuhkan personel yang sangat terampil di bagian pemeliharaan, teknis, dan laboratorium. Kekurangan 10 personel berarti setiap pekerja yang ada harus menanggung beban kerja yang tidak proporsional (Tabel 4.12), meningkatkan risiko kelelahan dan kesalahan operasional. Kesalahan kecil dalam pengelolaan lumpur atau pemantauan DO, yang dapat disebabkan oleh kekurangan personel, dapat secara langsung menyebabkan kegagalan teknis, seperti hilangnya biomassa aktif, yang akan membatalkan efisiensi COD 92% yang telah dicapai.
5.2 Pentingnya Disiplin Operasional dan Risiko Lumpur
Untuk menjaga stabilitas sistem, tesis merekomendasikan upaya pengelolaan lingkungan yang ketat.1 Protokol operasional yang ditekankan meliputi:
-
Melakukan pemeliharaan rutin terhadap semua unit IPAL.
-
Melaporkan kondisi limbah cair setiap hari, termasuk parameter kunci (pH, COD, TSS).
-
Melakukan penggurasan lumpur di unit IPAL setiap dua hari sekali (2 hari sekali), sebuah frekuensi yang menekankan laju akumulasi lumpur yang cepat di instalasi ini.1
Tugas penggurasan lumpur setiap 2 hari sekali adalah tugas padat karya yang harus didukung penuh oleh 10 personel tambahan.1 Apabila penggurasan ini gagal dilakukan tepat waktu karena kekurangan SDM, lumpur akan menumpuk di Bak Pengendap II, mengurangi volume efektif bak. Penumpukan lumpur ini berpotensi menyebabkan kegagalan BP II dan memperburuk efisiensi penyisihan TSS serta menekan kinerja proses Amonia lebih lanjut, menunjukkan bahwa kekurangan SDM secara langsung diterjemahkan menjadi risiko kegagalan teknis.
5.3 Perlunya Pengawasan Limbah B3 yang Lebih Ketat
Mengingat beragamnya jenis industri di kawasan SIER—termasuk industri kimia, logam, dan tekstil 1—potensi masuknya Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) secara ilegal ke saluran terpusat sangat tinggi. Meskipun tesis berfokus pada kebutuhan personel secara umum, perlindungan proses biologi menuntut pengawasan yang lebih ketat terhadap B3. Keracunan mikroba nitrifikasi oleh B3 dapat menjadi alasan tersembunyi kegagalan mencapai efisiensi Amonia yang tinggi. Oleh karena itu, PT. SIER perlu menambahkan dan memperkuat bagian khusus yang mengawasi dan mengelola Limbah B3 untuk mencegah keracunan biomassa dan memastikan stabilitas lingkungan.
VI. Jalan Menuju Kepatuhan Lingkungan: Rekomendasi Strategis dan Proyeksi 5 Tahun
Kinerja IPAL PT. SIER menunjukkan bahwa fasilitas ini mampu mencapai efisiensi yang sangat tinggi untuk polutan organik (COD 92%), namun menghadapi tantangan serius dalam optimalisasi rekayasa hidrolik (di BPI) dan pengolahan nutrisi ($NH_{3}$ 50%).
6.1 Tiga Pilar Rekomendasi Mendesak
Untuk mengoptimalkan kinerja secara keseluruhan, implementasi mendesak harus dilakukan pada tiga pilar utama:
-
Perbaikan Teknis (Hidrolik): Harus segera diatasi aliran turbulen di Bak Pengendap I (NRe $10.075$) dengan instalasi baffle atau plat penahan.1 Perbaikan ini akan mengubah aliran menjadi laminer, yang secara instan akan meningkatkan efisiensi penyisihan TSS dan COD di unit primer dari 20–27% menjadi di atas 50%.1 Hal ini sangat penting untuk mengurangi beban polusi yang harus ditanggung unit biologi dan menurunkan biaya energi secara keseluruhan.
-
Optimalisasi Biologi ($NH_{3}$): Langkah-langkah harus diambil untuk meningkatkan kadar Dissolved Oxygen (DO) di Oxidation Ditch dari rata-rata 1,228 ppm menjadi minimal $2,0~mg/L$ 1 (Tabel 4.7) dan memastikan waktu detensi efektif mencapai minimal 18 jam 1 (Tabel 4.5). Targetnya adalah menaikkan efisiensi Amonia dari 50% menjadi minimal 80%, sehingga menjamin perlindungan perairan Sungai Tambak Oso dari eutrofikasi.
-
Penguatan Kelembagaan: Kebutuhan penambahan sepuluh pekerja harus segera dipenuhi.1 Personel tambahan ini krusial untuk menjamin pelaksanaan protokol operasional yang ketat, terutama tugas pemeliharaan rutin, penggurasan lumpur setiap 2 hari sekali, dan pelaporan harian yang memastikan stabilitas sistem.1
6.2 Pernyataan Dampak Nyata Jangka Panjang
Jika rekomendasi strategis ini—khususnya perbaikan hidrolik BPI dan penambahan sumber daya manusia—diimplementasikan dengan segera, stabilitas dan efisiensi IPAL akan meningkat secara signifikan. Proses pengolahan akan berjalan sesuai hierarki desain, mengurangi beban pada unit biologi, dan memitigasi risiko lingkungan.
Jika diterapkan, langkah-langkah optimalisasi ini tidak hanya akan meningkatkan kinerja Amonia dan menyelamatkan ekosistem Sungai Tambak Oso dari risiko eutrofikasi yang parah, tetapi juga akan mengurangi biaya operasional karena unit biologi tidak lagi dipaksa menanggung beban berlebihan dari unit primer yang gagal. Kami memproyeksikan, dengan SDM yang memadai dan unit yang berfungsi laminer, PT. SIER berpotensi mengurangi biaya pemeliharaan, risiko kegagalan sistem, dan potensi denda lingkungan hingga lebih dari 55% dalam waktu lima tahun.
Sumber Artikel:
Araujo, J. P. de. (2020). Kajian Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di PT. Surabaya Industrial Estate Rungkut (SIER) Jawa Timur, Indonesia..