STUDI EFISIENSI SISTEM PRASEDIMENTASI DAN SUBSURFACE FLOW WETLAND DALAM MENURUNKAN KADAR KEKERUHAN, ZAT ORGANIK, NITRAT, FOSFAT, DAN TOTAL COLI

Transkripsi

1 1 STUDI EFISIENSI SISTEM PRASEDIMENTASI DAN SUBSURFACE FLOW WETLAND DALAM MENURUNKAN KADAR KEKERUHAN, ZAT ORGANIK, NITRAT, FOSFAT, DAN TOTAL COLI Trio Agstika, Nieke Karnaningroem dan Atiek Moesriati. Jrsan Teknik Lingkngan, Fakltas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institt Teknologi Seplh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Srabaya Indonesia Abstrak Terdapat beberapa kandngan dalam air seperti kekerhan, zat organik, nitrat, fosfat, dan total coli. Kandngan-kandngan tersebt dijadikan parameter dalam menentkan kalitas air. Tjan penelitian ini adalah mengkaji efektifitas penrnan kadar kekerhan, nitrat, fosfat, zat organik, dan total coli pada Sngai Jagir di sekitar Taman Boezem Wonorejo. Penelitian ini dilakkan dengan menggnakan sistem Prasedimentasi dan Sbsrface Flow dengan variasi mr tanaman mangrove dan kran media pada wetland. Umr mangrove yang dignakan adalah 3 blan dan 6 blan. Sedangkan kran media yang dignakan adalah 16- dan Penilitian ini dilaksanakan selama da mingg. Dari hasil penelitian didapatkan penrnan paling optimm sebagai berikt, kekerhan sebesar 99,6%, sebesar 46,07% pada zat organik, sebesar 69,8% pada Nitrat, sebesar 76,19% pada Fosfat, dan pada Total coli sebesar 99,2%. Penrnan kadar tersebt disebabkan adanya proses filtrasi yang terjadi pada media pasir, dan jga adanya proses penyerapan ntrien yang dilakkan oleh tanaman mangrove it sendiri. Kata Knci: Kekerhan, Zat Organik, Nitrat, Fosfat, Total Coli, Prasedimentasi, Sbsrface Flow. I. PENDAHULUAN AMAN wisata Boezem Wonorejo saat ini telah menjadi Tobjek wisata yang ckp terkenal di Srabaya. Taman wisata yang berada di hilir sngai Jagir ini telah di jadikan tempat konservasi Mangrove oleh pihak pengelola, sehingga menjadi objek wisata yang tidak hanya menghibr tetapi jga ntk meningkatkan pengetahan bagi para pengnjngnya. Saat ini pengnjng di Taman wisata Boezem Wonorejo ters meningkat apalagi saat memaski akhir pekan. Saat ini terdapat masalah yang slit dihadapi oleh pihak pengelola yait tidak tersedianya air bersih ntk fasilitas kamar mandi, sehingga pihak pengelola hars membeli air bersih tersebt. Air sngai yang ada di sekitar Taman wisata Boezem Wonorejo memiliki kalitas yang brk, sehingga tidak bisa langsng di gnakan oleh pihak pengelola ntk dijadikan air bersih dalam kegiatan sehari-hari. Sesai dengan Permenkes no 492 tahn 2010, air sngai yang ada di sekitar Boezem Wonorejo tent belm memenhi bak mt ntk langsng dignakan. Menrt Permenkes kadar maksimm ntk kekerhan adalah 5 NTU sedangkan di Boezem kadar kekerhannya 96 NTU. Untk kadar maksimm total kolifor sebesar 0 MPN/100 ml sedangkan di Boezem kadar total koliformnya sebesar MPN/100 ml. Kadar maksimm KMnO 4 sebesar 10 mg/l sedangkan di Boezem kadar KMnO 4 sebesar 15,17 mg/l. dari perbandingan diatas, di ketahi bahwa beban pencemaran di sngai Boezem Wonorejo ckp tinggi ntk langsng dignakan sebagai air bersih. Dari permasalahan diatas peniliti mencoba menemkan solsi ntk mendapatkan air bersih yang dapat dimanfaatkan di sekitar lokasi Taman Wisata Boezem Wonorejo. Solsi yang dapat dilakkan ntk permasalah ini adalah dengan mengelola air sngai jagir dengan menggnakan metoda Prasedimentasi, dan sbsrface. Kemampan wetland ntk pengolahan air limbah, tertama di daerah tropis. Padatan tersspensi dapat dikrangi sebanyak 90%, sedangkan pengrangan ntrien (nitrogen dan fosfor) dapat mencapai 85% serta pengrangan organisme patogen mencapai 99,5% (Polprasert, 2001). Diharapkan nantinya dengan pengelolaan ini air yang dihasilkan bisa memenhi bak mt ntk dijadikan air bersih. II. METODE PENELITIAN A. Perseiapan Penelitian Dalam melakkan penelitian ini dilakkan beberapa persiapan terlebih dahl yait menentkan lokasi sampling penelitian, melakkan sampling kalitas air, menentkan reactor yang akan di gnakan, dan menyediakan bahanbahan kimia yang akan dipakai dalam penelitian. Dalam penelitian ini ada da realtor yang akan dignakan yait Prasedimentasi, dan Sbsrface flow wetland. Keda reaktor ini telah terbkti bisa menrnkan kandngan pencemar yang ada dalam air. Untk lokasi penelitian ini dilakkan di Taman Wisata Boezem Wonorejo dimana terdapat aliran sngai. Parameter yang akan dianalisis dalam penelitian ini adalah Total Coli, kekerhan, zat organik, Nitrat, dan fosfat. B. Perancanaan reaktor Pada Reaktor yang dignakan dalam penelitian ini ada da yait Prasedimentasi, dan sbsrface. Pada penelitian ini dilakkan analisis awal karakteristis Sngai Jagir. Analisis yang dilakkan adalah analisa total Coli, kekerhan, zat organik, Nitrat, dan fosfat. Untk mengji

2 2 parameter tersebt dilakkan analisis di Laboratorim Teknik Lingkngan FTSP-ITS Srabaya sebanyak 2 kali. Berikt Tabel 1 hasil analisis awal karakteristik Sngai Jagir. Freeboard Tinggi air di media : 10 cm : 30 cm Tabel 1 Hasil analisis awal karakteristik Sngai Jagir Parameter Satan Hasil Analisa 1 Hasil Analisa 2 Bak mt Permenkes 492 tahn 2010 sh dara + 3 Sh C 25,00 25,00 ph - 7,30 7,60 6,5-8,5 Kekerhan NTU 96,00 210,00 5 TSS mg/l 282,00 630,00 - TDS mg/l 456,00 257, Salinitas ppt 0,46 0,25 - Amonia mg/l 0,16 1,63 1,5 Pospat mg/l 0,33 0,25 - Zat Organik mg/l 15,17 25,28 10 Total Koliform MPN/100ml 17,00 24,00 0 Laboratorim Teknik Lingkngan FTSP-ITS Gambar 2 Reaktor Sbsrface Flow Berikt ini adalah Gambar 3 yait denah reaktor yang merpakan rangkaian dari selrh reaktor pada penelitian. Berdasarkan hasil analisis direncanakan desain reaktor sebagai berikt. 1. Reaktor Prasedimentasi Kaca ketebalan 5 mm Selang Pengatr debit Rencana reaktor : Panjang : 50 cm Lebar : 12,5 cm Kedalaman : 15 cm Freeboard : 1 cm A B B A 1.0 Denah Reaktor Prasedimentasi Gambar 3 Denah Reaktor Perforated bafle 20.0 Potongan B - B Potongan A - A Pada penelitian ini ada da variabel yang dignakan yait mr mangrove (3 blan dan 6 blan) dan kran media (16 dan ). III. HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 1 Reaktor Prasedimentasi 2. Reaktor Sbsrface Flow Kaca Selang Pengatr debit Rencana reaktor : Panjang : 81,5 cm Lebar : 48,5 cm Kedalaman reaktor : 55 cm Kedalaman media pasir : 35 cm Kedalaman media kerikil : 10 cm A. Pelaksanaan Penelitian Penelitian ini dilakkan dengan mengambil sampel air bak di Boezem Wonorejo, tepatnya dekat dermaga kapal. Pada penelitian kali ini di lakkan selama 14 hari dengan pembagian wakt mingg pertama dan mingg keda. Pembagian wakt tersebt bertjan ntk membedakan variabel pada saat penelitian. Dalam penelitian ini ada da variabel yang dignakan, yang pertama adalah mr tanaman (3 blan dan 6 blan) dan yang keda adalah kran media ( dan ). Keda variabel tersebt diterapkan pada reaktor Sbsrface,

3 3 karena pada reaktor tersebt mmbthkan tanaman dan media sebagai konstrksinya. Air yang telah berada pada reservoir atas mask ke reaktor Prasedimentasitasi dengan debit sebesar 150 ml. Setelah it air yang kelar dari reaktor prasedimentasi akan melewati pipa ntk menj reaktor. Pipa tersebt di bagi menjadi 3 dimana masing-masing pipa menj reaktor yang berbeda. Reaktor wetland pertama menggnakan media pasir dengan kran dengan ditanami mangrove, lal reaktor keda menggnakan media pasir dengan kran dengan ditanami mangrove jga dan pada reaktor ketiga hanya menggnakan pasir dengan kran media pada mingg pertama dan pada mingg ke 2. Reaktor wetland ketiga bertjan sebagai reaktor kontrol dari reaktor wetland yang telah di tanami mangrove. Air bak yang mask pada wetland di atr debitnya masing-masing sebesar 50 ml. Gambar reaktor wetland dapat dilihat pada Gambar 5. B. Analisis Kekerhan Dalam Penelitian ini analisa kekerhan dilakkan menggnakan alat Trbidimeter dan aqades sebagai blanko. Pengjian dilakkan di laboratorim Teknik Lingkngan ITS. Hasil analisa dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3. Sela sa Rab Ka mis Jm at Sabt Min gg Seni n Resev oir Tabel 2 Analisa Kekerhan Mingg 1 Prasedimen tasi 32,3 25,1 0,44 0,3 0,4 35,6 28,6 0,46 0,26 0,47 28,7 22,5 0,39 0,18 0,42 34,7 26,4 0,42 0,2 0,44 39,2 28,6 0,4 0,14 0,38 24,2 19,6 0,35 0,29 0,37 29,5 23,7 0,35 0,15 0,38 Tabel 3 Analisa Kekerhan mingg 2 Gambar 5 Sbsrface Flow Untk analisa sampel dari penelitian ini dilakkan di laboratorim Teknik Lingkngan ITS. Untk prosedr penelitian disesaikan dengan prosedr Metoda Penelitian Air (MPA). Sema air sampel diambil dengan menggnakan botol yang telah di bersihkan terlebih dahl dengan menggnakan air PDAM. Pengambilan sampel dilakkan sebanyak 1 kali sehari yait pada siang hari. Pada Gambar 6 mennjkan hasil sampel. Resev oir (NTU ) Prasedimen tasi Selas a 23,7 16,3 0,38 0,16 0,19 25,4 19,6 0,44 0,16 0,25 Kam is 34,4 18,7 0,2 0,07 0,16 Jma t 8,4 5,4 0,32 0,1 0,14 Sabt 3,84 2,56 0,42 0,13 0,27 Ming g 4,42 3,66 0,25 0,22 0,23 Seni n 4,67 3,86 0,24 0,18 0,2 mennjkan penggnakan mangrove dengan mr 3 blan sedangkan mingg keda dignakan mangrove dengan mr 6 blan pada reaktor. Penrnan yang terjadi pada Prasedimentasi disebabkan proses pengendapan. Sedangkan penrnan kekerhan yang terjadi pada reaktor disebabkan oleh proses sedimentasi dan filtrasi pada media. Penrnan kekerhan terbaik pada reaktor Prasedimentasi terjadi pada mingg pertama yang terlihat pada Gambar 7. Gambar 6 Sampel Air Gambar 7 Grafik Analisis Kekerhan Prasedimentasi Mingg Pertama

4 4 Penrnan kekerhan terbaik pada reaktor terjadi pada reaktor dan mangrove 3 blan yang terlihat pada Gambar 8. Gambar 8 Grafik Analisis Kekerhan 32 3blan C. Analisis Zat Organik Zat organik sebagai angka permanganate adalah banyaknya mg/l KMnO 4 yand dibthkan dalam mengoksidasi zat organik yang terkandng dalam sat liter air. hitng nilai Permanganat dengan menggnakan rms berikt. KmnO 4 (/L) = [{(10+a)xN}-(1x0,1)}]x31,6xP Selasa Kamis Jmat Sabt Mingg Senin Tabel 5 Analisis Zat Organik Mingg 2 Resev oir Prasedime ntasi d 16 d 32 d Kontro l 30,97 18,01 13,59 15,17 14,22 30,02 27,49 17,70 18,01 18,96 27,18 21,80 15,48 16,12 14,85 26,54 18,64 14,85 14,54 16,43 21,49 20,22 14,54 14,22 15,17 27,18 21,80 16,75 15,48 15,80 30,65 28,12 15,17 16,75 16,12 mennjkan penggnakan mangrove dengan mr 3 blan sedangkan mingg keda dignakan mangrove dengan mr 6 blan pada reaktor. Penrnan zat organik yang terjadi pada Prasedimentasi disebabkan proses sedimentasi. Sedangkan penrnan zat organik yang terjadi pada reaktor disebabkan oleh proses penyerapan zat organik yang dilakkan oleh akar mangrove dan penyerapan oleh mikroorganisme pada media. Penrnan zat organik terbaik pada reaktor Prasedimentasi terjadi pada mingg keda yang terlihat pada Gambar 9. Dimana : a = ml titrasi lartan Kalim Permanganat N = normalitas lartan Kalim Permanganat P = Pengenceran Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5. Tabel 4 Analisis Zat Organik Mingg 1 Resevo ir Prasedime ntasi Gambar 9 Grafik Analisis Zat Organik Prasedimentasi mingg Keda Selas a Kami s Jma t Sabt Ming g Seni n 15,80 28,44 12,96 18,01 18,96 19,28 17,06 22,12 15,80 17,38 23,70 27,18 22,12 16,12 19,91 24,02 19,28 22,12 25,28 23,07 24,96 17,38 18,96 23,07 22,12 39,50 33,81 35,39 24,02 20,54 32,86 27,49 30,02 33,81 30,34 Penrnan zat organik terbaik pada reaktor terjadi pada reaktor dan mangrove 6 blan yang terlihat pada Gambar 10. Gambar 10 Grafik Analisis zat organik 16 6 blan

5 5 D. Analisis Nitrat Dalam analisis nitrat ini menggnakan metoda analisa nitrat dengan brcin asetat. Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 6 dan Tabel 7. Penrnan nitrat terbaik pada reaktor terjadi pada reaktor dan mangrove 3 blan yang terlihat pada Gambar 12. Tabel 6 Analisis Nitrat Mingg 1 Resevoir Prasedimentasi Selasa Kamis Jmat Sabt Mingg Senin Selasa Kamis Jmat Sabt Mingg Senin 0,27 0,27 0,08 0,34 0,19 0,34 0,17 0,14 0,20 0,15 0,32 0,32 0,27 0,39 0,28 0,30 0,31 0,27 0,31 0,36 0,39 0,44 0,30 0,19 0,33 0,21 0,31 0,23 0,28 0,23 0,17 0,29 0,21 0,19 0,21 Tabel 7 Analisis Nitrat Mingg 2 Resevoir Prasedimentasi 0,48 0,49 0,22 0,16 0,46 0,51 0,85 0,42 0,61 0,78 0,54 0,51 0,26 0,24 0,45 0,40 0,45 0,18 0,17 0,36 0,49 0,09 0,08 0,07 0,09 0,23 0,23 0,07 0,09 0,18 0,18 0,20 0,11 0,07 0,15 mennjkan penggnakan mangrove dengan mr 3 blan sedangkan mingg keda dignakan mangrove dengan mr 6 blan pada reaktor. Penrnan nitrat yang terjadi pada Prasedimentasi disebabkan proses sedimentasi. Sedangkan penrnan nitrat yang terjadi pada reaktor disebabkan oleh proses penyerapan nitrat yang dilakkan oleh akar mangrove ntk proses pertmbhan tertama pertmbhan pada batang tanaman. Penrnan nitrat terbaik pada reaktor Prasedimentasi terjadi pada mingg keda yang terlihat pada Gambar 11. Gambar 12 Grafik Analisis nitrat 16 3 blan E. Analisis Fosfat Dalam analisis Fosfat menggnakan metoda klorid timah timah ntk fosfat. Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 8 dan Tabel 9. Tabel 8 Analisis Fosfat Mingg 1 Resevoir Prasedimentasi Tabel 9 Analisis Fosfat Mingg 2 Selasa 0,72 0,37 0,21 0,06 0,14 0,67 0,47 0,24 0,08 0,12 Kamis 0,74 0,44 0,31 0,17 0,24 Jmat 0,64 0,26 0,16 0,12 0,15 Sabt 0,56 0,42 0,02 0,25 0,13 Mingg 0,30 0,28 0,27 0,10 0,10 Senin 0,29 0,26 0,25 0,10 0,06 Resevoi r Prasedimentas i d 16 d 32 d Selasa 0,24 0,17 0,07 0,05 0,16 0,50 0,31 0,15 0,22 0,28 Kamis 0,56 0,18 0,09 0,08 0,16 Jmat 0,41 0,16 0,06 0,05 0,13 Sabt 0,32 0,03 0,02 0,02 0,02 Mingg 0,71 0,08 0,02 0,03 0,06 Senin 0,69 0,06 0,03 0,02 0,05 mennjkan penggnakan mangrove dengan mr 3 blan sedangkan mingg keda dignakan mangrove dengan mr 6 blan pada reaktor. Penrnan Fosfat yang terjadi pada Prasedimentasi disebabkan proses sedimentasi. Sedangkan penrnan fosfat yang terjadi pada reaktor disebabkan oleh proses penyerapan fosfat yang dilakkan oleh akar mangrove ntk proses pertmbhan tertama pertmbhan pada akar tanaman. Penrnan fosfat terbaik pada reaktor Prasedimentasi terjadi pada mingg keda yang terlihat pada Gambar 13. Gambar 11 Grafik Analisis Nitrat Prasedimentasi Mingg Keda

6 6 2. Berdasarkan hasil penelitian, terlihat bahwa kran pasir mess memiliki kemampan yang lebih baik dalam menrnkan zat organik, nitrat, dan fosfat. Sedangkan pada kran pasir mess memiliki kemampan yang lebih baik dalam menrnkan kekerhan dan total coli Gambar 13 Grafik Analisis Fosfat Prasedimentasi Mingg Keda Penrnan fosfat terbaik pada reaktor terjadi pada reaktor dan mangrove 6 blan yang terlihat pada Gambar 14 UCAPAN TERIMA KASIH Penlis mengcapkan terima kasih kepada kepada Ir. M. Razif, MM., Alfan Prnomo ST, MT., Bieby Voijant Tangah, ST., MT., PhD., yang telah memberikan telaahnya pada penlisan artikel ini. Gambar 14 Grafik Analisis nitrat 16 6 blan F. Analisis Total Coli Dalam analisis Total coli menggnakan metoda Most Probability Nmber. Dari hasil analisis di dapat penrnan prasedimentasi terbaik pada mingg pertama sesai Gambar 15. Gambar 15 Grafik analisis Total Coli Prasedimentasi pertama Penrnan total coli terbaik pada reaktor terjadi pada reaktor dan mangrove 6 blan yang terlihat pada Gambar 16 Gambar 16 Grafik Analisis Total Coli 32 6 blan IV. KESIMPULAN Pada penelitian ini dapat diambil kesimplan: 1. Berdasarkan hasil penelitian, terlihat bahwa mangrove yang bermr 3 blan memiliki kemampan yang lebih baik dalam menrnkan kekerhan dan nitrat. Sedangkan mangrove yang bermr 6 blan memiliki kemampan yang lebih baik dalam menrnkan zat organik, fosfat, dan total coli DAFTAR PUSTAKA [1] APHA, (1998). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20 th edition. Washington. [2] Brix, H and Hans-hendrik Schierp.(1990). Soil oxygenation in constrcted reed beds: The role of macrophyte and soil-athmosphere interface oxygen transprort. Cooper, P.F. Findlater, B.C.(eds) Pergaman press. Oxford.U.K [3] Campbell, C.S. and Odgen, M.H. (1999). Constrcted wetlands in the sistanable landscape. John wiley, New york [4] Crites, R. dan Tchobanoglos, G, (1998), Small and Desentralized Waste Water Mangement Systems. United States : McGraw-hill. [5] Eliasson, J. (2002). Sand Media Spesification. Rle Development Committe Isse Research Report-draft. [6] Hadi, W.(2003). Perencanaan Bangnan Pengolahan Air Minm. Jrsan Teknik Lingkngan FTSP ITS, Srabaya [7] Hisman, L., and W.E Wood, (1974), Slow Sand Filtrtion, WHO, Genewa [8] Khiatddin, M. (2003) melestarikan smber daya air dengan teknologi rawa batan. Gajah mada niversity pers. Yogyakarta [9] Masdqi, A dan Assomadi, A. F., (2012), Operasi dan proses pengolahan air. Srabaya: ITS Press [10] Novotny, V and Olem, H.(1993). Water qality: Prevention, Identification, and Management of Difse Polltion. Van Nostrand Reinhold, New York [11] Pancawardani, F., (2004). Uji tmbhan Heliconia Rostrata dan Cypers Papyrs dalam meredksi COD dan TSS limbah KM/WC dan kantin ITS Srabaya, tgas akhir. Jrsan Teknik Lingkngan ITS, Srabaya [12] Polprasert, c., van der Steen, N.P., Veenstra, S., and Gijzen, H.J., (2001). Wastewater Treatment II: Natral System for Wastewater Management. Delft: International Institte for Infrastrctre, Hydralics and Environmental Engineering (IHE Delft) [13] Qasim, S.R., Motley, E.M., dan Zh, G Water Works Engineering, Planning, Design, and Operation. United States of America: Prentice Hall PTR [14] Reynolds, T. dan Pal, A Unit Operations and Processes in Environmental Engineering 2 nd edition. Boston: PWS Pblishing Company [15] Sigee, D. C Freshwater Microbiology, Biodiversity and Dynamic of Microorganism in the Aqatic Environment. West Sssex, England: John Willey & Sons [16] Santika, S. S. dan Alaerts, G, (1987), Metoda Penelitian Air. Srabaya: Usaha Nasional [17] Wood, A.(1990). Constrcted For Waste Water Treatment And Engineering Design Consideration.Proceeding Of The Internasional Conferencion The Use Of Constrcted In Water Poltion Control. London : Pergamon Press. [18] Yng, K. (2003). Biosand Filtration: Application In The Developing World [19] Ynita, C., (2003). Pengarh variasi media tanaman terhadap penrnan PV dan TSS pada pengolahan efflen IPLT keptih skolilo Srabaya dengan memanfaatkan tanaman Cattail (Thypalatifolia) menggnakan sistem constrcted wetland, tgas akhir. Jrsan teknik lingkngan ITS, Srabaya