Kajian Pengolahan Air Gambut Dengan Upflow Anaerobic Filter dan Slow Sand Filter. Oleh: Iva Rustanti Eri /

Transkripsi

1 Kajian Pengolahan Air Gambut Dengan Upflow Anaerobic Filter dan Slow Sand Filter Oleh: Iva Rustanti Eri /

2 Senyawa Dominan Air Gambut

3 Tujuan Penelitian Melakukan kajian terhadap: 1. kondisi lingkungan (ph) yang optimum agar proses peruraian zat organik secara anaerobik dapat berjalan baik 2. efektifitas UAF yang dilekati biofilm bakteri hasil isolasi air gambut dalam menurunkan zat organik, Fe dan Mn air gambut 3. efektifitas SSF dalam menyempurnakan kualitas efluen Upflow Anaerobic Filter (zat organik, warna, kekeruhan, Fe, dan Mn) sehingga diperoleh air bersih yang memenuhi syarat PERMENKES No.416/ MENKES /PER/IX/1990

4 Ruang Lingkup 1. Penelitian ini adalah penelitian laboratorium yang dilakukan selama kurang lebih 7 bulan di Jurusan Kesehatan Lingkungan Poltekkes Depkes Surabaya 2. Air Gambut yang digunakan sebagai air baku diambil dari Dusun Rasau Jaya, Desa Kuala Dua, Kec. Sungai Raya, Kab. Kubu Raya, Kalimantan Barat 3. Reaktor penelitian ini adalah Upflow Anaerobik Filter (UAF) dan Slow Sand Filter (SSF) 4. Debit influen air baku menggunakan debit skala pilot plant 5. Biofilm UAF berasal dari bakteri anaerobik dan fakultatif anaerobik yang diisolasi dari air gambut

5

6 Variasi kondisi lingkungan terhadap perkembangan bakteri penurunan warna air gambut pada berbagai variasi ph (5 9) 1 ml suspensi bakteri dimasukkan masing-masing ke dalam 5 buah tabung ulir ukuran 10 ml yang 1/4 bagiannya telah berisi media cair biakan bakteri. diisi 5 ml sampel air gambut (steril) yang telah diukur konsentrasi warnanya. Campuran diatur pada berbagai variasi ph (5 9) dengan menambahkan Ca(OH)2 1% diisi kembali media cair biakan bakteri yang telah berisi 2 gram/ liter glukosa steril, hingga mencapai volume 10 ml dan ditutup rapat Campuran diinkubasi pada suhu 30 o C selama 5 hari, selanjutnya dipipet 10 ml untuk disentrifugasi pada x g selama 30 menit untuk menghilangkan padatan tersuspensi yang ada konsentrasi warna air gambut diukur menggunakan spektrofotometer

7 Persiapan Alat : Upflow Anaerobic Filter Terbuat dari pipa PVC Dimensi, Diameter : 12 inch, tinggi 110 cm Tinggi lapisan media filter : 80 cm Beban hidrolik filter: 3,0 m3/m2 hari Variasi Media : 1. kerikil 1 inch 2. PVC 2,5cm x 2 cm 3. Botol plastik bekas Yakult

8 Variasi Media UAF Kerikil 1 inch PVC 2,5 x 2 cm Sebelum reaktor UAF dioperasikan, terlebih dahulu selama 7 hari dilakukan amobilisasi media filter dengan konsorsium bakteri anerobik hingga terbentuk biofilm pada permukaan masing-masing media Botol Plastik Yakult

9 Amobilisasi Media UAF Tujuan, untuk membentuk biofilm pada media UAF. Reaktor : PVC, dimensi h = 60 cm, d = 4 in Arah aliran : upflow Beban hidrolik filter : 3,0 m 3 /m 2 hari, dengan debit 1,5 lt/jam Tinggi filter (lapisan media) adalah 30 cm Jumlah reaktor : 6 buah ( 2 buah untuk masing-masing media filter), disusun seri

10 1. PENCUCIAN & STERILISASI MEDIA Proses Amobilisasi Media PERSIAPAN PROSES AMOBILISASI 2. PEMBUBUHAN BAKTERI & PENAMBAHAN NUTRISI PADA AIR GAMBUT Media dimasukkan ke dalam reaktor Mengalirkan air gambut ke dlm reaktor secara upflow Rate : 1,5 L jam, selama 1 jam Proses didiamkan selama 2 x 24 jam Langkah 3 & 4 diulang sampai 3 kali Pada hari ke 7, masing masing variasi media diperiksa jumlah koloni bakteri (TPC)

11 Slow Sand Filter Terbuat dari pipa PVC Dimensi Filter Filtration Rate (m 3 /m 2.jam) Diameter Filter (in) Ketebalan media (cm) Pasir Kerikil Freeboard (cm) 0, , , Ukuran : Kerikil adalah 1 2 cm Pasir adalah ES: 0,25-0,6 mm (30 60 mesh) Sebelum SSF dioperasikan, terlebih dahulu dilakukan pembentukan biofilm didalam pasir (ripening ) selama 10 hari

12 R E A K T O R U A F & S S F RANGKA PENYANGGA

13 Parameter Penelitian 1. Zat organik (PV) 2. Warna 3. Fe 4. Mn Diukur pada : Influen Efluen UAF Influen Efluen SSF 5. Kekeruhan Influen Efluen SSF

14 Analisa Air Baku Parameter Nilai Warna (Pt.Co) 804 ph 4,80 PV (mg/l) 246,8 BOD (mg/l) 125 Fe (mg/l) 5,9 Mn (mg/l) 3,6

15 Pengaruh ph pada Efisiensi Penurunan Konsentrasi Warna Air Gambut Setelah Masa Inkubasi 5 hari 94 Efi isiensi Penurunan Warna (%) Clostridium sp Bacillus sp. Konsorsium ph Efisiensi Penurunan warna dipengaruhi oleh ph ph optimum 7-8 Efisiensi konsorsium bakteri > efisiensi kultur tunggal

16 Pengaruh Jenis Media UAF Eisiensi Penurunan Zat Organik (%) hari ke Kerikil PVC Botol Yakult Bekas UAF Media kerikil menghasilkan efisiensi penurunan terbesar yi. 53,7 59,5% ( konsentrasi zat organik pada efluen 99,6 137,4 mg/l) sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesar bakteri anaerobik hanya mampu merombak molekul asam humat yang berukuran besar molekul lebih sederhana

17 Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSF Rata-Rata Efiensi Penurunan Zat Organik Pada Variasi Media UAF dan Variasi Kec. Filtrasi SSF 70 Efisien nsi Penurunan Zat Organik (%) ,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi tertinggi untuk setiap jenis media UAF (kerikil 66%, PVC 63%, 59% botol plastik) karena aliran yang kecil memperbesar waktu kontak zat organik dengan mikroorganisme.

18 Pengaruh Jenis Media UAF % Penurunan Warna (Pt.Co) Media Kerikil Media PVC Media Botol Yakult Hari Ke Media kerikil efisiensi penurunan terbesar yi. 86,8 92,7% (Warna efluen UAF adalah kuning muda dengan intensitas warna sebesar Pt.Co) sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesar Proses penurunan warna dipengaruhi oleh proses perombakan asam humat

19 Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSF Rata-Rata Efiensi Penurunan Warna Pada Variasi Media UAF dan Variasi Kec. Filtrasi SSF isiensi Penurunan Warna (%) Efi ,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi tertinggi media kerikil 86%, PVC 83,5% dan botol plastik 78,3%. Karena aliran yang kecil memperbesar waktu kontak dengan mikroorganisme.

20 Pengaruh Jenis Media UAF % Penurunan Fe Hari Ke Media Kerikil Media PVC Media Botol Yakult Media kerikil efisiensi penurunan terbesar yi. 27,7 40,6% ( konsentrasi Fe pada efluen 2,7 3,9 mg/l) sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesar ph 7 10, asam humat memiliki kemampuan membentuk kompleks dengan logam yang larut dalam air Fe organik, shg memungkinkan dirombak oleh bakteri (Alimin, 2005)

21 Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSF 85 Rata-Rata Efiensi Penurunan Fe Pada Variasi Media UAF dan Variasi Kec. Filtrasi SSF Efisiensi Penurunan Fe (%) ,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi tertinggi yaitu > 83% pada semua jenis media Karena aliran yang kecil, Fe dapat teradsorpsi dengan baik pada permukaan pasir.

22 Pengaruh Jenis Media UAF % Penurunan Mn Hari Ke Media Kerikil Media PVC Media Botol Yakult Media kerikil efisiensi penurunan terbesar yi ,4% (konsentrasi Mn pada efluen 2,1-2,8 mg/l) sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesar ph 7 10, asam humat memiliki kemampuan membentuk kompleks dengan logam yang larut dalam air Mn organik, shg memungkinkan dirombak oleh bakteri (Alimin, 2005)

23 Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSF Rata-Rata Efiensi Penurunan Mn Pada Variasi Media UAF dan Variasi Kec. Filtrasi SSF 80 Efisiensi Penurunan Mn (%) ,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi tertinggi yaitu lebih dari 77% pada semua jenis media Karena aliran yang kecil, Mn dapat teradsorpsi dengan baik pada permukaan pasir

24 Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSF Rata-Rata Efiensi Penurunan Kekeruhan Pada Variasi Media UAF dan Variasi Kec. Filtrasi SSF 80 Efisien nsi penurunan Kekeruhan (%) ,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi tertinggi yaitu lebih dari 68% pada semua jenis media Karena aliran yang kecil, partikel penyebab kekeruhan dapat tereduksi maksimal

25 Pada Kombinasi UAF Media Kerikil, Kec. Filtrasi SSF 0,15 m3/m2/jam dapat mengolah air gambut menjadi air olahan yang memiliki kualitas sbb: konsentrasi zat organik 43,2 mg/l Warna 11 Pt.Co Kekeruhan 13 NTU Fe 0,5 mg/l sudah sesuai PERMENKES 416 Mn 0,5 mg/l Semua parameter yang diperiksa menunjukkan penurunan efisiensi, karena selama proses pengolahan tidak ditambahkannya nutrien yang mengandung trace element pada air baku.

26 Kesimpulan Bakteri anaerobik yang diisolasi dari air gambut teridentifikasi 2 bakteri dominan yaitu Bacillus sp dan Clostridium sp. Kedua bakteri ini potensial digunakan mengolah secara biologi air gambut menjadi air bersih. Aktivitas bakteri sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Aktivitas bakteri sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Kondisi lingkungan optimum yang diperlukan bakteri anaerobik untuk merombak zat organik air gambut adalah pada ph 7 8 dengan penambahan 2 gr/l glukosa.

27 Kesimpulan (Cont d) Pengolahan air gambut dengan sistem Upflow Anaerobic Filter bermedia kerikil dan dilanjutkan dengan Slow Sand Filter berkecepatan filtrasi 0,15 m 3 /m 2.jam adalah kombinasi yang paling efisien dalam menurunkan parameter zat organik, warna, kekeruhan, Fe dan Mn. Efisiensi penurunan untuk parameter zat organik 86%, warna 98%, kekeruhan 76%, Fe 91% dan Mn 86%. Pengolahan air gambut dengan sistem kombinasi UAF dan SSF menghasilkan kualitas air yang lebih baik dan mendekati syarat kualitas air bersih sesuai PERMENKES No.416/ MENKES /PER/IX/1990. Dengan demikian, sistem pengolahan air ini dapat dijadikan sebagai perhatian untuk diaplikasikan pada sistem penyediaan air bersih.