TEKNOLOGI_BIOFILTER_ANAEROB

TEKNOLOGI BIOFILTER ANAEROB AEROB UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DOMESTIK (GREYWATER)

Disusun OlehGroup: 6Anggota: 1. Andriano Suryawan Utama (3335131867)2. M. Ridho Khoirul M (3335131935)3. Prasetyo Khinanta (3335130617)4. Rahmat Hidayat (3335132101)5. Ukas Riyupi (3335132187)Kelas:AMata Kuliah:Pemgolahan Limbah dan AirDosen:Rusdi, S.T., M.T.

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASAFAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK KIMIACILEGON BANTEN2015ABSTRAK

Air limbah domestik (greywater) merupakan air buangan yang berasal dari kegiatan dapur, toilet, wastafel dan sebagainya yang jika langsung dibuang ke lingkungan tanpa dilakukan pengolahan terlebih dahulu akan menyebabkan pencemaran dan dampak terhadap kehidupan di air. Oleh karena itu air limbah tersebut perlu diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke saluran umum. Masalah yang sering muncul dalam hal pengelolaan limbah rumah adalah terbatasnya dana yang ada untuk membangun fasilitas pengolahan limbah serta operasinya. Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu dikembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah domestik yang murah, mudah operasinya serta harganya terjangkau. Salah satu upaya dalam mengelola limbah domestik yaitu dengan pengolahan biofilter anaerob aerob yang dinilai merupakan teknologi yang murah, mudah operasinya, dan harganya terjangkau namun tetap memiliki efisiensi yang tinggi dalam menurunkan konsentrasi BOD, COD, dan padatan tersuspensi (SS). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efisiensi penurunan nilai BOD, COD, dan padatan terlarut (TSS) pada limbah cair rumah tangga dengan pengolahan biofilter anaerob aerob dari prototipe alat dari bahan fiber glass (FRP). Proses penelitian ini meliputi proses pembiakan bakteri (seeding) selama 2 minggu, dilanjutkan dengan aklimatisasi dengan waktu tinggal total selama 1-3 hari dan pengambilan contoh dilakukan setelah 4 minggu operasi dan setelah 5 minggu operasi. Dari hasil uji coba prototipe alat pengolah air limbah rumah tangga tersebut dengan kondisi operasi waktu tinggal 1 - 3 hari dan proses sirkulasi dengan rasio resirkulasi hidrolik, HRR = 1 didapatkan efisiensi pengolahan yang cukup tinggi yakni BOD 84,7 - 91 %, COD 79,6 - 95,3 %, padatan tersuspensi (TSS) 94,1 - 95 %, Ammonia (NH4-N) 89,3 - 89,8 %, Deterjen (MBAS) 83 - 87 % dan Phospat (PO4) 44,4 - 47,3 %..

DAFTAR ISI

halamanHALAMAN JUDULiABSTRAKiiDAFTAR ISIiiiBAB I PENDAHULUAN1.1Latar Belakang11.2Tujuan Penelitian1BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1Limbah42.2Limbah Cair42.3Limbah Cair Domestik52.4Baku Mutu Limbah Domestik102.5Pengolahan dengan Sistem Biofilter Anaerob - Aerob11BAB III METODE PERCOBAAN3.1Alat dan Bahan123.2Metodologi Penelitian13BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN4.1Hasil dan Pembahasan Penelitian15BAB V KESIMPULAN DAN SARAN5.1Kesimpulan205.2Saran20ReferensiLampiran

iii

Pengolahan Iimbah..., Vini Widyaningsih, FT UI, 2011BAB IPENDAHULUAN

1.1Latar BelakangMasalah pencemaran lingkungan di kota-kota besar di Indonesia, telah menunjukkan gejala yang cukup serius, khususnya masalah pencemaran air. Penyebab dari pencemaran tadi tidak hanya berasal dari buangan industri dari pabrikpabrik yang membuang begitu saja air limbahnya tanpa pengolahan lebih dahulu ke sungai atau ke laut, tetapi juga yang tidak kalah memegang andil baik secara sengaja atau tidak adalah masyarakat Jakarta itu sendiri, yakni akibat air buangan rumah tangga yang jumlahnya makin hari makin besar sesuai dengan perkembangan penduduk maupun perkembangan kota itu sendiri. Ditambah lagi rendahnya kesadaran sebagian masyarakat yang Iangsung membuang kotoran/tinja maupun sampah ke dalam sungai, menyebabkan proses pencemaran sungai-sungai yang ada di Jakarta bertambah cepat. Dengan semakin besarnya laju perkembangan penduduk dan industrialisasi, telah mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas lingkungan. Padatnya pemukiman dan kondisi sanitasi lingkungan yang jelek serta buangan industri yang Iangsung dibuang ke badan air tanpa proses pengolahan telah menyebabkan pencemaran sungai serta badan-badan air yang ada, bahkan di beberapa wilayah telah menyebabkan pencemaran air tanah dangkal, misalnya di beberapa daerah di wilayah DKI Jakarta.Air limbah kota-kota besar di Indonesia khususnya Jakarta secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga yaitu air limbah industri dan air limbah domestik yakni yang berasal dari buangan rumah tangga dan yang ke tiga yakni air limbah dari perkantoran dan pertokoan (daerah komersial). Saat ini selain pencemaran akibat limbah industri, pencemaran akibat limbah domestikpun telah menunjukkan tingkat yang cukup serius. Di Jakarta misalnya, sebagai akibat masih minimnya fasilitas pengolahan air buangan kota (sewerage system) mengakibatkan tercemarnya badan sungai oleh air limbah domestik, bahkan badan sungai yang diperuntukkan sebagai bahan baku air minumpun telah tercemar pula.Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Dinas PU DKI dan Tim JICA (1989), jumlah unit air buangan dari buangan rumah tangga per orang per hari adalah 118 liter dengan konsentrasi BOD rata-rata 236 mg/It dan pada tahun 2010 nanti diperkirakan akan meningkat menjadi 147 liter dengan konsentrasi BOD rata-rata 224 mg/It. Jumlah air buangan secara keseluruhan diperkirakan sekitar 1,3 juta M3/hari, dimana 80 % lebih dari jumlah limbah berasal dari air limbah domestik serta air buangan perkantoran dan daerah komersial. Sedangkan sisanya merupakan air limbah yang berasal dari buangan industri.Permasalahan yang ada sampai saat ini adalah laju perkembangan pembangunan sarana pengelolaan air limbah secara terpusat sangat lambat (hanya sekitar 3,5 % dari luas total daerah pelayanan), serta teknologi pengolahan air limbah rumah tangga individual (On Site treatment), ataupun semi komunal yang ada tidak memadai atau sangat kurang sekali, sehingga pelaksanaan pengelolaan limbah untuk wilayah yang belum terlayani oleh jaringan air limbah belum dapat dilaksanakan. Sistem penbuangan air limbah yang umum digunakan masyarakat yakni air limbah yang berasal dari toilet dialirkan ke dalam tangki septik dan air limpasan dari tangki septik diresapkan ke dalam tanah atau dibuang ke saluran umum. Sedangkan air limbah non toilet yakni yang berasal dari mandi, cuci serta buangan dapur dibuang langsung ke saluran umum.Berdasarkan survey di Jakarta tahun 1989, tiap orang rata-rata mengeluarkan beban limbah organik sebesar 40 gram BOD per orang per hari, yakni dari limbah toilet 13 gram per orang per hari dan dari limbah non toilet sebesar 27 gram BOD per orang per hari. Jika hanya air limbah toilet yang diolah dengan sistem tangki septik dengan efisiensi pengolahan 65 %, maka hanya 22,5 % dari total beban polutan organik yang dapat dihilangkan, sisanya 77,5 % masih terbuang keluar. Hal ini secara umum dapat diterangkan seperti pada Gambar 1.Untuk mengatasi masalah air limbah rumah tangga, salah satu cara adalah dengan merubah sistem pembuangan air limbah yang lama, yakni dengan cara seluruh air limbah rumah tangga baik air limbah toilet maupun air limbah non toilet diolah dengan unit pengolahan air limbah di tempat (on site treatment), selanjutnya air olahannya dibuang ke saluran umum. Jika efisiensi pengolahan "On site treatment " rata-rata 90 %, maka hanya tinggal 10 % dari total beban polutan yang masih terbuang keluar. Sistem pembuangan air limbah dengan sistem on site treatmet "secara sederhana ditunjukkan seperti pada Gambar 2. Salah satu teknologi pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem " On Site Treatment " adalah dengan menggunakan proses kombinasi biofilter anaerob dan aerob. Sistem ini dapat diaplikasikan untuk tiap-tiap rumah tangga maupun semi komunal yakni beberapa rumah menggunakan satu unit alat pengolahan air limbah

Gambar 1. Effisiensi pembuangan air limbah rumah tangga dengan sistem On Site Treatment sederhana.

1.2Tujuan PenelitianBerikut ini merupakan tujuan dilakukannya penelitian ini yaitu :a. Untuk mengetahui efisiensi penurunan nilai BOD, COD, dan padatan terlarut (TSS) pada limbah cair rumah tangga dengan pengolahan biofilter anaerob aerob dari prototipe alat dari bahan fiber glass (FRP)b. Untuk mengolah limbah cair rumah tangga agar sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan oleh pemerintah untuk dibuang ke lingkunganc. Memberikan pengetahuan teknologi pengolahan limbah yang efisien dan ekonomis sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1LimbahHampir disetiap aktivitas yang kita lakukan, kita menghasilkan limbah, mulai dari proses metabolisme didalam tubuh hingga proses-proses industri yang berbasis teknologi tinggi. Menurut UU No. 23 Tahun 1997 tentang pengelolaan lingkungan hidup, pengertian limbah adalah sisa suatu usaha dan/atau kegiatan. Limbah adalah sisa dari suatu usaha dan/atau kegiatan manusia baik berbentuk padat, cair ataupun gas yang dipandang sudah tidak memiliki nilai ekonomis sehingga cenderung untuk dibuang. PTerdapat tiga jenis limbah, yaitu limbah padat, limbah cair, dan limbah gas. Berikut merupakan beberapa karakteristik limbah, yaitu:a. Berukuran mikrob. Dinamisc. Berdampak luas (penyebarannya)d. Berdampak jangka panjang (antar generasi)

2.2Limbah CairMenurut Qasim (1985), air limbah adalah cairan atau limbah yang dibawa melalui air yang berasal dari rumah tangga, komersial, atau proses industri, bersama dengan air permukaan, air hujan atau infiltrasi air tanah. Sedangkan menurut Metcalf & Eddy (2003), air limbah adalah kombinasi dari cairan dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perkantoran dan industri yang kadang-kadang hadir bersama air tanah, air permukaan dan air hujan. Menurut Tjokrokusumo (1998), air limbah dapat juga diartikan sebagai suatu kejadian masuknya atau dimasukkannya benda padat, cair dan gas ke dalam air dengan sifat yang dapat berupa endapan atau padat, padat tersuspensi, terlarut/koloid, emulsi yang menyebabkan air sehingga hams dipisahkan atau dibuang.Air limbah merupakan cairan atau limbah yang terbawa ke dalam air, baik berupa benda padat, cair dan gas dengan sifat yang dapat berupa endapan atau padat, padat tersuspensi, terlarut/koloid, emulsi, yang berasal dan rumah tangga, komersial atau proses industri, yang kadang terdapat bersama dengan air tanah, air permukaan, air hujan atau infiltrasi air tanah.Sugiharto (1987) membagi klasifikasi sumber air limbah menjadi dua bagian, yaitu air limbah rumah tangga (domestic wastewater) dan air limbah industri. Limbah domestik mengandung bahan-bahan pencemar organik, nonorganik dan bakteri yang sangat potensial untuk mencemari sumber-sumber air. Sumber utama air limbah domestik (rumah tangga) dari masyarakat adalah berasal dari daerah perumahan, perdagangan, kelembagaan dan rekreasi. Limbah non domestik adalah limbah yang berasal dan industri, pertanian, peternakan, perikanan, transportasi, dan sumber-sumber lain. Limbah ini sangat bervariasi terlebih lagi untuk limbah industri. Limbah pertanian biasanya teridir atas bahan padat bekas tanaman yang bersifat organik, pestisida, bahan pupuk yang mengandung nitrogen dan sebagainya.

2.3Limbah Cair DomestikBerdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang baku mutu air limbah domestik, air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan atau kegiatan permukiman (real estate), rumah makan (restauran), perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama. Limbah cair domestik terbagi dalam dua kategori, yaitu:1) Limbah cair domestik yang berasal dari air cucian, seperti sabun, deterjen,minyak dan pestisida.2) Limbah cair yang berasal dan lkus, seperti sabun, shampoo, tinja dan air seni

Limbah cair domestik menghasilkan senyawa organik berupa protein, karbohidrat, lemak dan asam nukleat. Bahan-bahan organik dalam limbah cair dapat terurai menjadi nitrat, fosfat dan karbonat, sedangkan deterjen dapat terurai menjadi fosfat. Limbah cair domestik dapat mencemari badan air dan mengakibatkan penurunan kualitas air bila dibuang begitu saja tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu. Hal ini terjadi terutama pada musim kemarau saat debit air turun. Penyebab penurunan kualitas air pada badan air dijelaskan sebagai berikut:a. Pertama, badan air memerlukan oksigen ekstra untuk menguraikan ikatan dalam senyawa organik (dekomposisi), akibatnya membuat badan air miskin oksigen, sehingga membuat jatah oksigen bagi biota air lainnya berkurang jumlahnya. Pengurangan kadar oksigen dalam air ini sering mengakibatkan peristiwa kematian massal pada ikan.b. Kedua, limbah organik mengandung padatan terlarut yang tinggi sehingga menimbulkan kekeruhan dan mengurangi penetrasi cahaya matahari bagi biota fotosintetik.c. Ketiga, puluhan ton padatan terlarut yang dibuang akan mengendap danmerubah karakteristik dasar badan air, akibatnya beberapa biota yangmenetap di dasar badan air akan tereleminasi atau bahkan punah.

Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati yang dapat digolongkan menjadi:1. Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, dan adanya perubahan warna, bau dan rasa.2. Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat kimia yang terlarut dan perubahan pH.3. Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri patogen.Indikator yang umum diketahui pada pemeriksaan pencemaran air adalah pH atau konsentrasi ion hidrogen, oksigen terlarut (Dissolved Oxygen, DO), kebutuhan oksigen biokimia (Biochemiycal Oxygen Demand, BOD) serta kebutuhan oksigen kimiawi (Chemical Oxygen Demand, COD).Secara umum sifat air limbah cair domestik terbagi atas tiga karakteristik,yaitu :1. Karakteristik fisika. Padatan (solid)Padatan terdiri dari bahan padat organik maupun anorganik yang dapat larut, mengendap atau tersuspensi. Bahan ini pada akhirnya akan mengendap di dasar air sehingga menimbulkan pendangkalan pada dasar badan air penerima.

b. Bau (odor)Bau timbul karena adanya kegiatan mikroorganisme yang menguraikanzat-zat organik yang menghasilkan gas-gas tertentu juga karena adanya reaksi kimia yang menimbulkan gas. Standar bau dinyatakan dalam bilangan ambang bau (Threshold Odor Number) yang menunjukkan pengenceran maksimum dari contoh air (limbah) hingga dihasilkan campuran yang tidak berbau lagi.

c. Warna (color)Warna dibedakan menjadi true color dan apparent color. Warna yang bisa diukur adalah true color, yaitu warna yang disebabkan oleh buangan terlarut pada air limbah tersebut. Sedangkan apparent color disebabkan oleh warna-warna bahan yang terlarut maupun yang tersuspensi. Secara kualitatif, keadaan limbah dapat ditandai warna-warnanya. Air buangan yang baru dibuang biasanya berwarna keabu-abuan. Jika senyawa organik yang ada mulai pecah oleh aktivitas bakteri dan adanya oksigen terlarut direduksi menjadi nol, maka warna biasanya berubah menjadi semakin gelap. Standar warna sebagai perbandingan untuk contoh air adalah standar Pt-Co, dan satuan warna yang digunakan adalah satuan Hazen. Untuk air minum warnanya tidak boleh lebih dari 50 satuan Hazen.

d. TemperaturTemperatur air limbah mempengaruhi badan penerima jika terdapat temperatur yang cukup besar. Hal ini akan mempengaruhi kecepatan reaksi serta tata kehidupan dalam air. Perubahan suhu memperlihatkan aktivitas kimiawi dan biologi.

e. Kekeruhan (turbidity)Kekeruhan menunjukkan sifat optis air yang akan membatasi pencahayaan kedalam air. Kekeruhan terjadi karena adanya zat-zat koloid yang melayang dan zat-zat yang terurai menjadi ukuran yang lebih (tersuspensi) oleh binatang , zat-zat organik, jasad renik, lumpur, tanah, tanah, dan benda-benda lain yang melayang.

2. Karakteristik kimiaParameter organica. Biological Oxygen Demand (BOD)Pengujian BOD adalah pengujian yang paling umum digunakan dalam pengolahan air limbah. Jika terdapat oksigen dalam jumlah yang cukup maka pembusukan biologis secara aerobik dari limbah organik akan terus berlangsung sampai semua limbah terkonsumsi. Air limbah menjadi produk akhir sel-sel baru serta bahan-bahan organik stabil dan hasil akhir lainnya. Mula-mula sebagian air limbah dioksidasi produk akhir untuk melepaskan energi guna pemeliharaan sel serta pembentukan sel baru dengan menggunakan sebagian energi yang dilepas selama oksidasi. Akhirnya pada saat bahan organik dipakai sel-sel baru mulai memakan sel-sel nya sendiri untuk mendapatkan energi guna pemeliharaan sel. Proses ketiga ini disebut respirasi endogen. Jika istilah CHONS ( Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen, Sulphur) dipakai untuk mewakili limbah organik dan istilah C5H7NO2 mewakili serat-serat sel, maka ketiga proses dapat dinyatakan dengan reaksi kimia berikut.

Oksidasi :CHONS + O2 + bakteri CO2 + H2O +NH3 + produk + energy

Persenyawaan :CHONS + O2 + bakteri + energi C5H7NO2

Respirasi endogen :C5H7NO2 + 5 O2 5 O2 + NH3 + H2O

Karena adanya proses biokimia, maka laju pengeluaran BOD sangat tergantung pada suhu dan bahan organiknya.

b. Chemical Oxygen Demand ( COD)Analisis COD adalah menentukan banyaknya oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi senyawa organik secara kimiawi. Hasil analisis COD menunjukkan kandungan senyawa organik yang terdapat dalam limbah.

c. ProteinProtein merupakan bagian yang penting dari makhluk hidup, termasuk di dalamnya tanaman, dan hewan bersel satu. Protein mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen yang mempunyai bobot molekul sangat tinggi. Struktur kimianya sangat kompleks dan tidak stabil serta mudah terurai, sebagian ada yang larut dalam air, tetapi ada yang tidak. Susunan protein sangat majemuk dan terdiri dari beribu-ribu asam amino dan merupakan bahan pembentuk sel dan inti sel. Di dalam limbah cair, protein merupakan unsur penyabab bau, karena adanya proses pembusukan dan peruraian oleh bakteri.

d. KarbohidratKarbohidrat antara lain : gula, pati, sellulosa dan benang-benang kayu terdiri dari unsur C, H, dan O. Gula dalam limbah cair cenderung terdekomposisi oleh enzim dari bakteri-bakteri tertentu dan ragi menghasilkan alkohol dan gas CO2 melalui proses fermentasi. Fermentasi merupakan proses peruraian metabolik dari bahan organik oleh mikroorganisme yang menghasilkan energi dan gas, yang berlangsung dalam kondisi anaerobik. Metabolisme merupakan peristiwa pembentukan dan peruraian zat di dalam diri makhluk hidup yang memungkinkan berlangsungnya hidup. Pati merupakan salah satu karbohidrat yang relatif lebih stabil, tetapi dapat diubah menjadi gula oleh aktivitas bakteri. Sedang sellulosa merupakan salah satu karbohidrat yang paling tahan terhadap dekomposisi atau peruraian bakteri. Karbohidrat ini keberadaannya dalam limbah cair mengakibatkan bau busuk dan turunnya oksigen terlarut, sehingga dapat mengganggu kehidupan biota air.

e. Minyak dan lemakMinyak adalah lemak yang bersifat cair. Keduanya mempunyai komponen utama karbon dan hidrogen yang mempunyai sifat tidak larut dalam air. Bahan-bahan tersebut banyak terdapat pada makanan, hewan, manusia dan bahkan ada dalam tumbuh-tumbuhan sebagai minyak nabati. Sifat lainnya adalah relatif stabil, tidak mudah terdekomposisi oleh bakteri.

f. DeterjenDeterjen termasuk bahan organik yang sangat banyak digunakan untuk keperluan rumah tangga, hotel, dan rumah sakit. Fungsi utama deterjen adalah sebagai pembersih dalam pencucian, sehingga tanah, lemak dan lainnya dapat dipisahkan. Pemisahan terjadi akibat penurunan tegangan muka, sehingga kotoran-kotoran yang menempel pada alat atau bahan dapat dipisahkan. Bahan aktif pembersih yang terkandung dalam deterjen di Indonesia sebelum tahun 1993 masih menggunakan ABS (Alkyl Benzene Sulfonate). ABS ini dapat menimbulkan busa yang mempunyai sifat tahan terhadap peruraian biologis, sehingga dapat menimbulkan masalah pencemaran air. Sejak tahun 1993, bahan aktif ini diganti dengan LAS (Linear Alkyl Sulfonate) yang busanya dapat diuraikan, walaupun harganya relatif lebih mahal.

Parameter anorganik dan gasa. pHpH mempengaruhi kehidupan dalam air, pH kurang dari 5 atau lebih dari 9 akan menyebabkan korosi logam.

b. ChloridaMerupakan zat anorganik yang larut dan tidak terendapkan atau tidak dapat dihilangkan dengan proses biologis. Chrorida dalam jumlah kecil berguna sebagai desinfektan, tetapi dalam bentuk ion jika bersenyawa dengan Na dapat menimbulkan garam yang akan merusak instalasi/peralatan yang ada dalam air.

c. AlkalinitasDisebabkan adanya hidroksida, karbonat dan bikarbonat dari ion-ion seperti K2+,Mg2+, Na+, Ca2+, NH4+ . Konsentrasi alkali penting dalam pengolahan limbah secara kimiawi.

d. Oksigen terlarut (DO)Oksigen terlarut adalah jumlah oksigen yang ada dalam air dan dinyatakan dalam mg/l atau ppm (part per million) pada suhu 25oC. Oksigen terlarut dibutuhkan oleh mikroorganisme dan makhluk hidup lainnya untuk kehidupannya. Adanya oksigen terlarut di dalam air ini akan mencegah bau yang tidak enak. Semakin tinggi DO dalam air, semakin baik kehidupan biota airnya.

e. Logam-logam beratKandungan logam-logam berat dalam jumlah tertentu dalam air sangat diperlukan untuk kehidupan makhluk hidup, namun dalam jumlah yang besar akan bersifat racun, maka perlu diawasi dengan ketat. Logam tersebut antara lain : Pb, Cr, Mn, Cu, Zn dan Hg.

f. NitrogenUnsur nitrogen merupakan bagian yang penting untuk keperluan pertumbuhan protista dan tanaman. Nitrogen ini dikenal sebagai unsur hara atau makanan dan perangsang pertumbuhan. Nitrogen dalam limbah cair terutama merupakan gabungan dari bahan-bahan berprotein dan urea. Oleh bakteri, nitrogen ini diuraikan secara cepat dan diubah menjadi ammonia, sehingga umur dari air buangan secara relatif dapat ditunjukkan dari jumlah ammonia yang ada.

g. PhosporUnsur phospor (P) dalam air seperti juga elemen nitrogen, merupakan unsur penting untuk pertumbuhan protista dan tanaman, yang dikenal pula sebagai nutrient dan perangsang pertumbuhan. Phospor merupakan komponen yang menyuburkan algae dan organisme biologi lainnya, sehingga dapat dijadikan tolak ukur kualitas perairan.

h. Gas-gasGas-gas yang umumnya terdapat dalam limbah adalah gas nitrogen (N2), gas oksigen (O2), gas karbondioksida (CO2), gas hydrogen sulfida (H2S), gas ammonia (NH3) dan gas methan (CH4). Gas NH3 dan gas CH4 berasal dari hasil peruraian bahan-bahan organik yang ada dalam air limbah. Gas-gas ini dapat dijadikan tolok ukur kualitas air.

3. Karakteristik BiologiParameter penting lainnya adalah golongan mikroorganisme yang ada dalam airdan golongan patogen, sebab pada dasarnya dalam air mengandung berjuta-juta bakteri baik yang menguntungkan maupun yang merugikan manusia

2.4Baku Mutu Limbah DomestikKeputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, yang dimaksud dengan air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan atau kegiatan permukiman (real estate), rumah makan (restauran), perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama. Sedangkan, yang dimaksud dengan baku mutu air limbah domestik adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar dan atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam air limbah domestik yang akan dibuang atau dilepas ke air permukaan. Baku mutu air limbah domestik dalam keputusan ini berlaku bagi rumah makan (restauran) yang luas bangunannya lebihTabel 1 Baku Mutu Air Limbah DomestikParameterSatuanKadar Maksimum

pH-6 - 9

BODmg/1100

T SSmg/1100

Minyak dan Lemakmg/110

Sumber : Kepmen LH No. 112 Tahun 2003

2.5 Pengolahan dengan Sistem Biofilter Anaerob - AerobAir limbah rumah tangga yang akan diolah dikumpulkan dari beberapa rumah dengan cara mengalirkannya melalui pipa PVC. Jenis air limbah yang diolah yakni seluruh air limbah rumah tangga yang berasal dari air bekas cucian, buangan dapur, buangan kamar mandi dan buangan (limbah) tinja.Air limbah dialirkan ke alat pengolahan melalui lubang pemasukan (inlet) masuk ke ruang (bak) pengendapan awal. Selanjutnya air limpasan dari bak pengendapan awal air dialirkan ke zona anaerob. Zona anaerob tersebut terdiri dari dua ruangan yang diisi dengan media dari bahan plastik sarang tawon untuk pembiakan mikroba. Pada zona anaerob pertama air limbah mengalir dengan arah aliran dari atas ke bawah, sedangkan pada zona anaerob ke dua air limbah mengalir dengan arah aliran dari bawah ke atas. Selanjutnya air limpasan dari zona anaerob ke dua mengalir ke zona aerob melalui lubang (weir).Di dalam zona aerob tersebut air limbah dialirkan ke unggun media plastik sarang tawon dengan arah aliran dari bawah ke atas, sambil dihembus dengan udara. Air limbah dari zona aerob masuk ke bak pengendapan akhir melalui saluran yang ada di bagian bawah.Air limbah yang ada di dalam bak pengendapan akhir tersebut disirkulasikan ke zona anaerob pertama, sedangkan air limpasan dari bak pengendapan akhir tersebut merupakan air hasil olahan dan keluar melalui lubang pengeluaran, selanjutnya masuk ke bak kontaktor khlorlimpasan dari bak kontaktor dibuang ke saluran umum.Setelah proses berjalan selama dua sampai empat minggu pada permukaan media sarang tawon akan tumbuh lapisan mikro-organisme, yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada dalam air limbah.BAB III METODE PERCOBAAN

3.1Alat dan BahanPrototipe alat ini dibuat dari bahan fiber glas (FRP) dan dibuat dalam bentuk yang kompak dan langsung dapat dipasang dengan ukuran panjang 310 cm, lebar 100 cm dan tinggi 200 cm. Ruangan di dalam alat tersebut dibagi menjadi beberapa zona yakni ruangan pengendapan awal, zona biofilter anaerob, zona biofilter aerob dan ruangan pengendapan akhir. Media yang digunakan untuk biofilter adalah media plastik sarang tawon. Air limbah yang ada di dalam ruangan pengendapan akhir sebagian disirkulasi ke zona aerob dengan menggunakan pompa sirkulasi.Prototipe alat tersebut dirancang untuk dapat mengolah air limbah sebesar 6 m3/hari, atau untuk melayani sekitar 40 - 50 orang. Desain alat dapat disesuaikan dengan kapasitas air limbah yang akan diolah atau disesuaikan dengan luas lahan yang tersedia. Untuk kapasitas pengolahan yang lebih besar atau lebih kecil dapat dirancang sesuai dengan kebutuhan. Rancangan sistem pengolahan air limbah dengan kombinasi proses biofilter anaerob - aerob tersebut ditunjukkan oleh gambar berikut ini :

Gambar 2. Penampang unit alat pengolahan air Iimbah rumah tangga dengan proses biofilter anaerob-aerob dari bahan Fiberglas.

Gambar 3. Penampang unit alat pengolahan air limbah rumah tangga dengan proses biofilter anaerob aerob dari bahan Beton Semen

3.2Metodologi PenelitianAir limbah rumah tangga yang akan diolah dikumpulkan dari beberapa rumah dengan cara mengalirkannya melalui pipa PVC. Jenis air limbah yang diolah yakni seluruh air limbah rumah tangga yang berasal dari air bekas cucian, buangan dapur, buangan kamar mandi dan buangan (limbah) tinja.Air limbah dialirkan ke alat pengolahan melalui lubang pemasukan (inlet) masuk ke ruang (bak) pengendapan awal. Selanjutnya air limpasan dari bak pengendapan awal air dialirkan ke zona anaerob. Zona anaerob tersebut terdiri dari dua ruangan yang diisi dengan media dari bahan plastik tipe sarang tawon. Pada zona anaerob pertama air limbah mengalir dengan arah aliran dari atas ke bawah, sedangkan pada zona anaerob ke dua air limbah mengalir dengan arah aliran dari bawah ke atas. Selanjutnya air limpasan dari zona anaerob ke dua mengalir ke ke zona aerob melalui lubang (weir).Di dalam zona aerob tersebut air limbah dialirkan ke unggun media dari bahan plastik tipe sarang tawon dengan arah aliran dari bawah ke atas, sambil dihembus dengan udara. Air limbah dari zona aerob masuk ke bak pengendapan akhir melalui saluran yang ada di bagian bawah.Air limbah yang ada di dalam bak pengendapan akhir tersebut disirkulasikan ke zona anaerob pertama, sedangkan air limpasan dari bak pengendapan akhir tersebut merupakan air hasil olahan dan keluar melalui lubang pengeluaran, selanjutnya masuk ke bak kontaktor khlor. Selanjutnya air limpasan dari bak kontaktor dibuang ke saluran umum.Setelah proses berjalan selama dua minggu pada permukaan media (batu pecah) akan tumbuh lapisan mikroorganisme, yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada dalam air limbah. Analisa kualitas air limbah dilakukan secara periodik dengan cara mengambil contoh air limbah yang masuk, air limbah pada tiap-tiap zona dan air olahan, sedangkan parameter yang akan diperiksa yakni BOD, COD, padatan tersuspensi (SS), ammonium nitrogen (NH4-N), deterjen (MBAS), dan phospat (PO4). Skema proses pengolahannya ditunjukkan seperti pada Gambar 5.Adapun kondisi operasi pada saat metodologi penelitian ini, yaitu : Waktu tinggal total adalah 1 3 hari Air yang ada di dalam bak pengendapan akhir sebagian disirkulasikan ke zona anaerob pertama dengan menggunakan pompa sirkulasi Rasio sirkulasi hidrolis (Hydraulic Recycle Ratio, HRR) = 1 Pengambilan sampel dilakukan setelah 4 minggu (1 bulan) operasi, dan setelah 5 minggu operasi

Gambar 4. Bagan aliran air limbah dan proses pengolahan yang digunakan untuk percobaan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Hasil dan Pembahasan PenelitianDari hasil uji coba prototipe alat pengolahan limbah cair rumah tangga dengan proses Biofilter Anaerob Aerob tersebut dengan waktu tinggal total antara 1 - 3 hari dan proses sirkulasi dengan rasio resirkulasi hidrolik, HRR = 1, diperoleh data efisiensi pengolahan limbah yang cukup tinggi yaitu BOD 84,7 - 91 %, COD 79,6 - 95,3 %, padatan tersuspensi (TSS) 94,1 - 95 %, Ammonia (NH4-N) 89,3 - 89,8 %, Deterjen (MBAS) 83 - 87 % dan Phospat (PO4) 44,4 - 47,3 %. Efisiensi pengolahan khususnya penghilangan senyawa organik (BOD, COD) dan SS cukup stabil meskipun debit dan konsentrasi polutan dalam air limbah sangat berfluktuasi. Unit alat pengolah air limbah rumah tangga dengan sistem kombinasi biofilter anaerob-aerob ini dapat dibuat dengan skala kecil ataupun skala besar sesuai dengan kebutuhan. Untuk pengolahan air limbah rumah tangga dengan kapasitas 40 orang (5-6 m3 per hari) memerlukan energi listrik sekitar 65 watt.Grafik penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan BOD, COD, SS, Ammonia (NH4-N), deterjen (MBAS) dan phospat (PO4), di tiap titik pengambilan contoh ditunjukkan seperti pada Gambar 4 sampai dengan Gambar 9.

Gambar 5. Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan BOD pada tiap titik pengambilan contoh

Keterangan :1 = Air Baku Limbah2 = Setelah Bak Pengendapan Awal3 = Setelah Zona Anaerob4 = Air Olahan

Gambar 6. Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan COD pada tiap titik pengambilan contoh


Gambar 7. Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan padatan tersuspensi (TSS) pada tiap titik pengambilan contohKeterangan :1 = Air Baku Limbah2 = Setelah Bak Pengendapan Awal3 = Setelah Zona Anaerob4 = Air Olahan

Gambar 8. Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan Ammonia (NH4) pada tiap titik pengambilan contoh


Gambar 9. Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan Deterjen (MBAS) pada tiap titik pengambilan contoh


Gambar 10. Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan Phosphat (PO4) pada tiap titik pengambilan contoh


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1KesimpulanBerdasarkan hasil pengamatan selama percobaan pengolahan limbah cair domestik terutama limbah rumah tangga (greywater) dengan proses biofilter anaerob aerob mempunyai beberapa keunggulan atau kelebihan dibandingkan dengan metode ataupun proses lainnya, yaitu :a. Efisiensi penghilangan atau penurunan konsentrasi BOD, COD, dan padatan tersuspensi (TSS) cukup tinggi, yakni mencapai 90%.b. Pengelolaannya sangat mudahc. Biaya operasinya rendahd. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, lumpur yang dihasilkan relatif sedikit (selama 4 minggu operasi belum terjadi ekses lumpur).e. Suplai udara untuk aerasi relatif kecil, untuk kapasitas kira kira 50 orang hanya membutuhkan listrik 65 watt.f. Dapat digunakan untuk limbah cair dengan beban BOD yang cukup besar.g. Tahan terhadap perubahan beban pengolahan secara mendadak.

5.2SaranBerdasarkan pebelitian yang telah dilakukan terdapat beberapa saran yang dapat diberikan, diantaranya :a. Alat ini dapat diterapkan untuk pengolahan beberapa jenis limbah cair lainnya selain dari limbah cair rumah tangga, misalnya : Pengolahan limbah cair perkantoran skala kecil sampai besar Pengolahan limbah cair pemukiman kumuh Pengolahan limbah cair puskesmas, rumah bersalin, ataupun limbah rumah sakit Pengolahan limbah cair organik untuk industri kecil misalnya industri kecil tahu-tempe dan industri makanan lainnya berskala kecil Pengolahan limbah MCKb. Teknologi ini dapat dikembangkan maupun disesuaikan dengan kebutuhan baku mutu yang diinginkan dan ketersediaan lahan yang digunakan maupun biaya operasional yang mampu dikeluarkan.DAFTAR PUSTAKA

Filliazati, Mega, Isna Apriani, Titin Anita Zahara. Pengolahan Limbah Cair Domestik dengan Biofilter Aerob Menggunakan Media Bioball dan Tanaman Kiambang. Jurnal Pengolahan Limbah. Pontianak: Universitas TanjungpuraIdaman, Nusa Said. Teknologi Anaerob-Aerob Tercelup Untuk Pengolahan Air Limbah Domestik. Jurnal Pengolahan Limbah: BPPT.Wim, Vera Andiese. 2011. Pengolahan Limbah Cair Rumah Tangga dengan Metode Kolam Oksidasi. Jurnal Infrastruktur. Palu: Universitas TadulakoWulandari, Desi, Riska Hesti M. Proses Pengolahan Limbah Cair Domestik secara Anaerob. Jurnal Penelitian. Semarang: UNDIPYusuf, Guntur.2008. Bioremediasi Limbah Rumah Tangga dengan Sistem Simulasi Tanaman Air. Jurnal Bumi Lestari. Makassar: Universitas Islam Makassar

Documents

TEKNOLOGI_BIOFILTER_ANAEROB