UNIT AERASI, SEDIMENTASI, DAN BIOSAND FILTER SEBAGAI PEREDUKSI COD, TSS, NITRAT, DAN FOSFAT AIR LIMBAH ARTIFICIAL ( CAMPURAN GREY DAN BLACK WATER)

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR-RE UNIT AERASI, SEDIMENTASI, DAN BIOSAND FILTER SEBAGAI PEREDUKSI COD, TSS, NITRAT, DAN FOSFAT AIR LIMBAH ARTIFICIAL ( CAMPURAN GREY DAN BLACK WATER) BAHARI PURNAMA NRP Dosen Pembimbing PROF. DR. NIEKE KARNANINGROEM, MSC. JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

2 FINAL PROJECT-RE AERATION, SEDIMENTATION, AND BIOSAND FILTER UNIT AS COD, TSS, NITRATE AND PHOSPHATE REMOVER OF MIX GREYWATER AND BLACKWATER ARTIFICIAL BAHARI PURNAMA NRP Supervisor PROF. DR. NIEKE KARNANINGROEM, MSC. DEPARTEMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING INSTITUTE OF TECHNOLOGY SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

3

4 UNIT AERASI, SEDIMENTASI, DAN BIOSAND FILTER SEBAGAI PEREDUKSI COD, TSS, NITRAT,DAN FOSFAT AIR LIMBAH ARTIFICIAL (CAMPURAN GREY DAN BLACK WATER) Mahasiswa : Bahari Purnama NRP : Pembimbing : Prof. Dr. Nieke Karnaningroem, MSc ABSTRAK Meningkatnya jumlah air limbah domestik yang tidak diimbangi dengan peningkatan badan air dari aspek kapasitas maupun kualitasnya, menyebabkan jumlah air limbah yang masuk ke badan air melebihi daya tampung maupun daya dukungnya. Untuk mengantisipasi potensi dampak tersebut, maka perlu alternatif teknologi pengolahan limbah yang efektif dan hemat biaya, yaitu berupa biosand filter. Penelitian ini bertujuan menghitung efisiensi penyisihan dan memperoleh variasi diameter dan ketebalan media yang optimal dalam menyisihkan parameter pencemar COD, TSS, nitrat, dan fosfat pada limbah artificial (campuran black dan grey water). Hasil dari analisis yang dilakukan didapatkan penyisihan rata rata dari reaktor biosand filter 1, 2, dan 3 dalam penyisihan organik (COD) 74,09%; 76,93%; dan 70,81%, TSS 79,99%; 81,32%; dan 79,61%, nitrat 36,44%; 37,27%; dan 34,62%, fosfat 28,40%; 30,37%; dan 28,39%.. Variasi media yang paling optimal adalah reaktor biosand filter 2 dengan diameter 0,59 mm dan kedalaman media 10 cm. Kata Kunci : Biosand filter, COD, fosfat, limbah domestik, nitrat, TSS iii

5 Halaman Ini Sengaja Dikosongkan iv

6 AERATION, SEDIMENTATION, AND BIOSAND FILTER UNIT AS COD, TSS, NITRATE AND PHOSPHATE REMOVER OF MIX GREYWATER AND BLACKWATER ARTIFICIAL Mahasiswa : BahariPurnama NRP : Pembimbing : Prof. Dr. Nieke Karnaningroem, MSc ABSTRACT The amount of domestic wastewater production has now increased and over the limit of maximum capacity which environment able to support. In order to anticipate the negative potency that occurred, biosand filter had chosen as an effective and economic alternative of wastewater treatment. The purpose of this research is getting the optimum variation of sand filter s diameter and thickness and calculating it s removal efficiencies in terms of removing COD, TSS, nitrate and phosphate within the mix of greywater and blackwaterwhich is artificially made. According to the analysis, an average removal of biosand filter 1, 2, and 3 over COD sequentially were 74,09%; 76,93%; and 70,81%. TSS 79,99%; 81,32%; and79,61%. nitrat 36,44%; 37,27%; and34,62%. fosfat 28,40%; 30,37%; and28,39%. Biosand filter 2 had came out to be the most optimum media with 0,59 mm of diameter and 10 cm thickness variation. Keywords :Biosand filter, COD, domestic wastewater, nitrat, phosphate, TSS v

7 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga laporan tugas akhir yang berjudul UNIT AERASI, SEDIMENTASI, DAN BIOSAND FILTER SEBAGAI PEREDUKSI COD, TSS, NITRAT,DAN FOSFAT AIR LIMBAH ARTIFICIAL (CAMPURAN GREY DAN BLACK WATER) dapat diselesaikan dengan baik. Dalam penyusunan tugas akhir tidak lepas dari bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, oleh karena itu penyusun menyampaikan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada: 1. Ibu Prof. Dr. Nieke Karnaningroem, MSc., selaku dosen pembimbing yang sangat berperan besar dalam membimbing dan memberikan masukan untuk laporan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Mohammad Razif, MM, Ibu Ir. Rr. Atiek Moesriati, MS, dan Bapak Ir. Didik Bambang Supriyadi, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan pengarahan, kritikan dan masukan sehingga tugas akhir ini menjadi lebih baik. 3. Kedua orang tua yang memberikan dukungannya. 4. Teman-teman sesama pejuang tugas akhir. 5. Seluruh pihak yang secara langsung maupun tidak langsung dalam memberikan bantuan dan masukan kepada penyusun. Penyusunan laporan tugas akhir ini telah diusahakan semaksimal mungkin, namun sebagaimana manusia biasa tentunya masih terdapat kekurangan atau kesalahan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat penyusun harapkan. Surabaya, Juni 2014 Penyusun vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN i ABSTRAK iii ABSTRAK ENGLISH v KATA PENGANTAR vii DAFTAR ISI ix DAFTAR TABEL xiii DAFTAR GAMBAR xv BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Ruang Lingkup Manfaat 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Pencemaran Air Air Limbah Domestik Karakteristik Air Limbah Domestik Air Limbah Grey Water Air Limbah Black Water Kualitas Air Limbah Domestik Parameter Pencemar COD (Chemical Oxygen Demand) TSS (Total Suspended Solid) Nitrat Fosfat Biofilter Biosand filter 15 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Umum Kerangka Penelitian Tahap-Tahap Perencanaan Ide Studi Studi Literatur Persiapan Penelitian 21 ix

9 Pembuatan Air sampel Proses Aerasi Unit Bak Sedimentasi Reaktor Biosand filter Analisis Blanko Proses Aklimatisasi Running dan Analisis Air Effluent Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran 28 BAB 4 HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN Umum Analisis Blanko pada Reaktor Biosand filter Analisis Blanko Penurunan Kadar COD pada Reaktor Biosand filter Data Analisis Blanko Penurunan Kadar Nitrat pada Reaktor Biosand filter Data Analisis Blanko Penurunan Kadar Fosfat pada Reaktor Biosand fiter Data Analisis Blanko Penurunan Kadar TSS pada Reaktor Biosand filter Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar COD pada Reaktor Biosand filter Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar Fosfat pada Reaktor Biosand filter Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar TSS pada Reaktor Biosand filter Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar Nitrat pada Reaktor Biosand filter Perbandingan Antara Analisis Blanko dengan Unit Biosand filter yang Sudah Diaklimatisasi Perhitungan Gabungan Efisiensi Penyisihan Seluruh Parameter pada Unit Biosand filter 71 BAB 5 Saran dan Kesimpulan Kesimpulan Saran 76 x

10 DAFTAR PUSTAKA 77 LAMPIRAN 79 BIODATA PENULIS xi

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Unit biosand filter 16 Gambar 3.1 Kerangka perencanaan tugas akhir 20 Gambar 3.2 Foto aerator 23 Gambar 3.3 Foto reaktor bak sedimentasi 24 Gambar 3.4 Biosand filter dengan variasi diameter dan kedalaman media 25 Gambar 3.5 Gambar rangkaian reaktor 25 Gambar 3.6 Layout reaktor 26 Gambar 3.7 Foto rangkaian reaktor 26 Gambar 4.1 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko COD BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 33 Gambar 4.2 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko nitrat BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 37 Gambar 4.3 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko fosfat BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 41 Gambar 4.4 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko TSS BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 45 Gambar 4.5 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan COD BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 50 Gambar 4.6 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan fosfat BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 56 Gambar 4.7 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan TSS BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 62 Gambar 4.8 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan fosfat nitrat 1, BSF 2, dan BSF 3 68 Gambar 4.9 Grafik penyisihan seluruh parameter pencemar pada BSF 1 72 Gambar 4.10 Grafik penyisihan seluruh parameter pencemar pada BSF 2 72 Gambar 4.11 Grafik penyisihan seluruh parameter pencemar pada BSF 3 73 xv

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1.Karakteristik limbah black water Kelurahan 22 Tabel 3.2.Karakteristik limbah grey water perumahan 22 Tabel 4.1.Data analisis blanko COD setelah diaerasi 30 Tabel 4.2.Data analisis blanko COD pada unit prasedimentasi 23 Tabel 4.3. Data analisis blanko COD pada BSF 1 31 Tabel 4.4. Data analisis blanko COD pada BSF 2 32 Tabel 4.5. Data analisis blanko COD pada BSF 3 32 Tabel 4.6.Data analisis blanko nitrat setelah diaerasi 34 Tabel 4.7.Data analisis blanko nitrat pada unit prasedimentasi 34 Tabel 4.8. Data analisis blanko nitrat pada BSF 1 35 Tabel 4.9. Data analisis blanko nitrat pada BSF 2 35 Tabel Data analisis blanko nitrat pada BSF 3 36 Tabel 4.11.Data analisis blanko fosfat setelah diaerasi 38 Tabel 4.12.Data analisis blanko fosfat pada unit prasedimentasi 38 Tabel Data analisis blanko fosfat pada BSF 1 39 Tabel Data analisis blanko fosfat pada BSF 2 39 Tabel Data analisis blanko fosfat pada BSF 3 40 Tabel 4.16.Data analisis blanko TSS setelah diaerasi 42 Tabel 4.17.Data analisis blanko TSS pada unit prasedimentasi 42 Tabel Data analisis blanko TSS pada BSF 1 43 Tabel Data analisis blanko TSS pada BSF 2 43 Tabel Data analisis blanko TSS pada BSF 3 44 Tabel 4.21.Data analisis COD setelah diaerasi 46 Tabel 4.22.Data analisis COD pada unit prasedimentasi 46 Tabel Data analisis COD pada BSF 1 47 Tabel Data analisis COD pada BSF 2 48 Tabel Data analisis COD pada BSF 3 48 Tabel Data perbandingan efisiensi penyisihan COD seluruh BSF 49 Tabel Data efisiensi penyisihan COD gabungan BP dan unit BSF 51 Tabel 4.28.Data analisis fosfat setelah diaerasi 52 Tabel 4.29.Data analisis fosfat pada unit prasedimentasi 53 xiii

13 Tabel Data analisis fosfat pada BSF 1 53 Tabel Data analisis fosfat pada BSF 2 54 Tabel Data analisis fosfat pada BSF 3 54 Tabel Data perbandingan efisiensi penyisihan fosfat seluruh BSF 55 Tabel Data efisiensi penyisihan fosfat gabungan BP dan unit BSF 57 Tabel 4.35.Data analisis TSS setelah diaerasi 58 Tabel 4.36.Data analisis TSS pada unit prasedimentasi 59 Tabel Data analisis TSS pada BSF 1 59 Tabel Data analisis TSS pada BSF 2 60 Tabel Data analisis TSS pada BSF 3 61 Tabel Data perbandingan efisiensi penyisihan TSS seluruh BSF 61 Tabel Data efisiensi penyisihan TSS gabungan BP dan unit BSF 63 Tabel 4.42.Data analisis nitrat setelah diaerasi 64 Tabel 4.43.Data analisis nitrat pada unit prasedimentasi 65 Tabel Data analisis nitrat pada BSF 1 65 Tabel Data analisis nitrat pada BSF 2 66 Tabel Data analisis nitrat pada BSF 3 66 Tabel Data perbandingan efisiensi penyisihan nitrat seluruh BSF 67 Tabel Data efisiensi penyisihan nitrat gabungan BP dan unit BSF 69 Tabel Data perbandingan efisiensi penyisihan rata-rata unit BSF 1 70 Tabel Data perbandingan efisiensi penyisihan rata-rata unit BSF 2 70 Tabel Data perbandingan efisiensi penyisihan rata-rata unit BSF 3 71 xiv

14 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Meningkatnya jumlah air limbah domestik yang tidak diimbangi dengan peningkatan badan air penerima, menyebabkan jumlah air limbah yang masuk ke badan air tersebut dapat melebihi daya tampung maupun daya dukungnya.untuk mengantisipasi potensi dampak tersebut, maka perlu upaya minimasi limbah baik itu dari aspek kebijakan pemerintah dalam rangka menekan jumlah air limbah domestik yang dihasilkan maupun dari aspek ilmu pengetahuan dan teknologi guna mendapatkan berbagai alternatif teknologi pengolahan limbah yang efektif dan efisien. Mengingat karakteristik air limbah domestik yang banyak mengandung bahan organik, maka alternatif sistem pengolahan limbah secara biologis dapat dijadikan pilihan utama. Dengan konsentrasi bahan pencemar yang tidak terlalu besar, maka sistem pengolahan dapat dilaksanakan dengan teknologi yang sederhana dan praktis dalam pemeliharaannya. Atas dasar pertimbangan tersebut, maka diperlukan sistem pengolahan air limbah (IPAL) yang sederhana, mudah dioperasionalkan & murah untuk biaya pembuatan dan operasionalnya. Salah satu alternatif sistem pengolahan air limbah tersebut adalah dengan menggunakan unit biosand filter sederhana. Biosand filter merupakan unit pengolahan yang menggunakan media pasir sebagai penyaring dan batuan dengan beberapa gradasi ukuran sebagai media penyangganya. Berdasarkan latar belakang di atas, penelitian ini dilakukan bertujuan untuk menghitung efisiensi penyisihan dan juga memperoleh variasi diameter dan ketebalan media yang optimal dalam menyisihkan parameter pencemar COD, TSS, nitrat, dan 1

15 2 fosfat pada limbah artificial (campuran black dan grey water) pada unit biosand filter. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan, dapat disusun suatu disusun suatu permasalahan, yaitu: 1. Berapa efisiensi penyisihan unit biosand filter terhadap parameter pencemar COD, TSS nitrat, dan fosfat pada limbah artificial (campuran black dan grey water). 2. Berapa variasi diameter dan ketebalan media yang optimal dalam menyisihkan parameter pencemar COD, TSS nitrat, dan fosfat pada limbah artificial (campuran black dan grey water). 1.3 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah 1. Menghitung efisiensi penyisihan unit biosand filter terhadap parameter pencemar COD, TSS, nitrat, dan fosfat pada limbah artificial (campuran black dan grey water). 2. Memperoleh variasi diameter dan ketebalan media yang optimal dalam menyisihkan parameter pencemar COD, TSS nitrat, dan fosfat pada limbah artificial (campuran black dan grey water). 1.4 Ruang Lingkup Ruang lingkup tugas akhir ini adalah : 1. Air limbah yang digunakan sebagai bahan uji adalah air limbah campuran black dan grey water artificial. 2. Variasi yang digunakan adalah variasi diameter media pasir halus dan variasi ketinggian media. Variasi diameter media pasir halus: a. Pasir halus mesh Ø 0,595 mm. b. Pasir halus mesh Ø 1,19 mm. Variasi ketinggian media

16 3 a. Pasir halus Ø 1,19 mm ketinggian 10cm dan pasir kasar ketinggian 5 cm b. Pasir halus Ø 1,19 mm ketinggian 5 cm dan pasir kasar ketinggian 10cm 3. Parameter yang digunakan dalam penelitian ini adalah COD, TSS nitrat, dan fosfat. 4. Biosand filter yang digunakan adalah skala laboratorium. 5. Menggunakan sistem aerasi terdifusi. 6. Air yang masuk ke biosand filter merupakan outlet dari unit prasedimentasi. 1.5 Manfaat Manfaat dari tugas akhir ini adalah 1. Memberikan informasi mengenai efektifitas penggunaan unit biosand filter dalam mengolah limbah domestik. 2. Sebagai salah satu alternatif sistem pengolahan air limbah yang efektif dan efisien dalam upaya minimisasi pencemaran air limbah domestik ke badan air.

17 4 Halaman ini sengaja dikosongkan

18 2.1 Pencemaran Air BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pencemaran air sungai, air danau, air, parit, dan air laut akibat aktifitas manusia sehari hari dapat merubah kualitas air menjadi semakin menurun. Air sungai atau selokan telah berubah warna yaitu dari warna kecoklatan bahkan sampai menjadi kehitaman, sudah menjadi suatu pemandangan yang biasa terlihat dalam kehidupan sehari hari di permukiman perkotaan. Air limbah industri dan domestik yang mengandung: zat organik, nitrat, fosfat, logam berat, toksik, minyak, dan zat lainnya yang dibuang ke saluran, selokan, dan sungai dapat mengakibatkan penurunan kandungan oksigen yang terlarut dalam air. Bahkan, air limbah tersebut juga menyebabkan kerusakan bahkan matinya habitat sungai, serta mengakibatkan timbulnya masalah kesehatan bagi masyarakat yang menggunakan air sungai tersebut untuk keperluan hidup sehari harinya seperti memanfaatkan MCK (Mandi, Cuci, dan Kakus). Tingkat pencemaran air sungai maupun air laut yang tinggi, akan dapat menyebabkan ekosistem dan habitat air menjadi rusak bahkan mengalami kematian dan merusak habitat sungai. Air limbah rumah tangga atau domestik ikut mempunyai andil besar dalam masalah pencemaran air karena banyak mengandung organik, nitrat, dan fosfat serta zat pencemar lain. Kegiatan pertanian yang menggunakan pupuk dan pestisida berlebih, juga dapat mencemari air permukaan di sekitarnya. Demikian pula, air limbah yang mengandung yang mengandung fosfat dapat memicu pertumbuhan gulma air seperti ganggang dan enceng gondok yang tidak terkendali. Pestisida dalam air limbah memiliki aktifitas jangka waktu lama dan dapat mematikan kehidupan air seperti: ikan, udang, dan hewan air lainnya. 5

19 6 2.2 Air Limbah Domestik Karakteristik Air Limbah Domestik Secara prinsip air limbah domestik terbagi menjadi 2 kelompok, yaitu air limbah yang terdiri dari air buangan tubuh manusia yaitu tinja dan urine (black water) dan air limbah yang berasal dari buangan dapur dan kamar mandi (grey water), yang sebagian besar merupakan bahan organik. Debit air limbah yang dihasilkan akan sangat tergantung dengan jenis kegiatan dari masing masing sumber air limbah, sehingga fluktuasi harian akan sangat bervariasi untuk masing masing kegiatan. Fluktuasi harian pada suatu kawasan perumahan merupakan faktor yang mempengaruhi cukup komplek, mengingat aktivitas harian pada suatu kawasan perumahan akan sangat tergantung pada sosial-budaya maupun tingkat ekonomi dari penghuninya Air Limbah Grey water Grey water adalah limbah yang berasal dari dapur, kamar mandi, dan tempat cuci, tidak termasuk air limbah WC, sehingga secara umum mengandung konsentrasi ekskreta yang rendah. Kontaminan di dalam grey water dicirikan dengan sumber darimana air limbah ini berasal. Air buangan dapur misalnya mengandung residu makanan, lemak dan minyak dalam jumlah agak banyak, termasuk deterjen pencuci piring. Hal ini mengakibatkan tingginya kadar nutrien dan suspended solid. Sedangkan air yang berasal dari kamar mandi, adalah air yang paling sedikit tercemar. Meskipun demikian di dalamnya terkandung sabun, shampoo, pasta gigi dan produk perawatan tubuh lainnya.

20 7 Menurut Jefferson dalam Widyaningsih (2011) dari penelitian di Inggris, menyimpulkan karakteristik utama dari grey water adalah: 1. Konsentrasi bahan organic yang sangat bervariasi. 2. Rasio COD/BOD tinggi, yang hal ini sebenarnya disebabkan kandungan deterjen di dalam grey water. 3. Ketidakseimbangan antara makronutrien (nitrogen) dan mikronutien (fosfor). 4. Sebagian besar partikel berukuran µm dan perbandingan rasio SS/turbiditas rendah. 5. Konsentrasi koliform 3 log (tanpa identifikasi jenis pathogen) Air Limbah Black water Limbah black water adalah air limbah yang berasal dari buangan biologis seperti kakus, berbentuk tinja manusia, maupun buangan lainnya berupa cairan ataupun buangan biologis lainnya yang terbawa oleh air limbah rumah tangga bekas cuci piring, maupun limbah cairan dari dapur. Setiap manusia rata-rata mengeluarkan gram limbah black water (tinja dan air kencing) per hari, sehingga ribuan ton limbah hitam diproduksi setiap harinya. Di luar jumlahnya, limbah hitam mengandung empat komponen berbahaya: 1. Mikroba (seperti bakteri Salmonela typhi penyebab demam tifus dan bakteri Vibrio cholerae penyebab kolera, hepatitis A, dan virus penyebab polio). Tinja manusia mengandung puluhan miliar mikroba termasuk bakteri koli-tinja (E. coli). 2. Materi organik berupa sisa dan ampas makanan yang tidak tercerna dalam bentuk karbohidrat, enzim, lemak, mikroba, dan sel-sel mati. Satu liter tinja mengandung materi organik yang setara dengan mg BOD5. Kandungan BOD yang tinggi mengakibatkan air mengeluarkan bau tak sedap dan berwarna hitam.

21 8 3. Telur cacing. Prevalensi anak cacingan yang diakibatkan cacing cambuk dan cacing gelak bisa mencapai 70 persen dari balita di Indonesia. 4. Nutrien yang umumnya merupakan senyawa nitrogen (N) dan fosfat (P) yang dibawa oleh sisa sisa protein dan sel-sel mati. Nitrogen keluar dalam bentuk senyawa amonium, sedangkan fosfor dalam bentuk fosfat. Satu liter tinja manusia mengandung amonium sekitar 25 mg dan fosfat seberat 30 mg. Senyawa nutrien memacu pertumbuhan ganggang (algae). Akibatnya warna air jadi hijau. Gangang menghabiskan oksigen dalam air sehingga ikan dan hewan air lainya mati. Fenomena yang disebut eutrofikasi ini mudah dijumpai, termasuk di waduk dan danau Kualitas Air Limbah Domestik Kualitas suatu air limbah akan dapat terindikasi dari kualitas parameter kunci, dimana konsentrasi parameter kunci tidak melebihi dari standard baku mutu yang ada sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Mengingat air limbah domestik kandungan terbesar adalah bahan organik, maka parameter kunci yang umum digunakan adalah BOD, COD, dan lemak/minyak. Berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, maka parameter kunci untuk air limbah domestik adalah BOD, TSS, ph serta lemak & minyak. Hasil penelitian di perumahan ITS Sukolilo-Surabaya oleh Tangahu & Warmadewanthi (2001), bahwa rata rata karakteristik limbah rumah tangga adalah sebagai berikut: - ph = 6,92 - BOD5 = 195 mg/l - COD = 290 mg/l - TSS = 480 mg/l - Suhu = 29 o C

22 9 Dari hasil penelitian di Kelurahan Gabahan yang dilakukan oleh Ragil (2012) bahwa karakteristik air limbah black water adalah sebagai berikut: COD = mg/l BOD = mg/l TSS = mg/l ph = 7,13 Suhu = 27,03 o C DO = 0,51 mg/l 2.3 Parameter Pencemar COD (Chemical Oxygen Demand) COD adalah jumlah oksigen (mg/l O 2 ) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam satu liter sampel air, dimana oksidator yang digunakan adalah K 2 Cr 2 O 7 atau KMnO 4. Angka COD merupakan ukuran pencemaran air oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses mikrobiologis dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air. Sebagian besar zat organik melalui tes COD ini dioksidasi oleh K 2 Cr 2 O 7 dalam keadaan asam yang mendidih maksimal. Perak sulfat (Ag 2 SO 4 ) ditambahkan sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi. Merkuri sulfat ditambahkan untuk menghilangkan gangguan klorida yang pada umumnya ada di dalam air limbah. Untuk memastikan bahwa hampir semua zat organik habis teroksidasi maka zat pengoksidasi K 2 Cr 2 O 7 masih harus tersisa sesudah direfluks. K 2 Cr 2 O 7 yang tersisa menentukan berapa besar oksigen yang telah terpakai. Sisa K 2 Cr 2 O 7 tersebut ditentukan melalui titrasi dengan Ferro Ammonium Sulfat (FAS). Indikator ferroin digunakan untuk menentukan titik akhir titrasi yaitu disaat warna hijau biru larutan berubah menjadi coklat merah. Sisa K 2 Cr 2 O 7 dalam larutan blanko adalah K 2 Cr 2 O 7 awal,

23 10 karena diharapkan blanko tidak mengandung zat organik yang dioksidasi oleh K 2 Cr 2 O 7 (Alaerts dan Santika,1987) TSS (Total Suspended Solid) Dalam air alam ditemui dua kelompok zat, yaitu zat terlarut seperti garam dan molekul organis, dan zat padat tersuspensi dan koloidal seperti tanah liat, kwarts. Perbedaan pokok antara kedua zat ini ditentukan melalui ukuran/diameter partikel-partikel tersebut. Perbedaan antara kedua kelompok zat yang ada dalam air alam cukup jelas dalam praktek namun kadang-kadang batasan itu dapat dipastikan secara definitip. Dalam kenyataan suatu molekul organis polimer tetap bersifat zat yang terlarut. Walaupun panjangnya lebih dari 10 µm sedangkan beberapa jenis zat padat koloidal mempunyai sifat dapat bereaksi seperti sifat-sifat zat-zat yang terlarut. Analisis zat padat dalam air sangat penting bagi penentuan komponen-komponen air secara lengkap, juga untuk perencanaan serta pengawasan proses-proses pengolahan dalam bidang air minum maupun dalam bidang air buangan.zat padat yang berada dalam suspensi dapat dibedakan menurut ukurannya sebagai: partikel tersuspensi koloidal (partikel koloid) dan partikel tersuspensi biasa partikel tersuspensi). Dalam metode analisis zat padat, pengertian zat padat total adalah semua zat-zat yang tersisa sebagai residu dalam suatu bezena, bila sampel air dalam bezena tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Zat padat total terdiri dari zat padat terlarut dan zat padat tersuspensi yang dapat bersifat organik dan anorganik. Zat padat tersuspensi sendiri dapat diklasifikasikan sekali lagi menjadi antara lain zat padat terapung yang selalu bersifat organis dan zat padat terendap yang dapat bersifat organik dan anorganik. Zat padat terendap adalah zat padat dalam suspense yang dalam

24 11 keadaan tenang dapat mengendap setelah waktu tertentu karena pengaruh gaya beratnya. Penentuan zat padat terendap ini dapat melalui volumnya, disebut analisis volum lumpur, dan dapat melalui beratnya disebut analisis lumpur kasar atau umumnya disebut zat padat terendap Nitrat Di dalam limbah nitrogen ada dalam bentuk organik dan ammonia. Tahap demi tahap nitrogen organik didegradasi menjadi ammonia dan dalam kondisi aerob menjadi nitrit dan nitrat (Mahida, 1993). Senyawa ammonia dapat mengalami nitrifikasi dan denitrifikasi. Adanya kandungan nitrit dalam limbah menunjukkan sedikit dari senyawa nitrogen organik yang mengalami oksidasi. Kandungan nitrit hanya sedikit dalam limbah baru, tetapi dalam limbah basi ditemukan kandungan nitrit dalam jumlah besar. Adanya nitrit menunjukkan bahwa perubahan sedang berlangsung, dengan demikian dapat menunjukkan pembenahan limbah yang tidak sempurna (Mahida, 1993). Nitrat mewakili hasil akhir degradasi bahan organik (nitrogen), nitrat berasal dari limbah domestik, sisa pupuk pertanian, atau dari nitrit yang mengalami proses nitrifikasi. Nitrat dapat menyebabkan pencemaran karena dapat menimbulkan eutrofikasi sehingga mengurangi jumlah oksigen terlarut dan menaikkan BOD5. Limbah yang dibenahi secara efisien akan menunjukkan kandungan nitrat yang tinggi (Mahida, 1993) Fosfat Fosfat terdapat dalam air alam atau air limbah, fosfat di dalam air limbah dijumpai dalam bentuk orthofosfat yang terdapat dalam deterjen dan fosfat organik. Semua polyfosfat dan fosfat organik dalam air secara bertahap akan dihidrolisa menjadi bentuk orthofosfat yang stabil, melalui dekomposisi secara biologi.

25 12 Orthofosfat merupakan sumber fosfat terbesar yang digunakan oleh fitoplankton dan akan diserap dengan cepat pada konsentrasi kurang dari 1 mg/l (Reynold dalam Widyaningsih, 2011). Pada konsentrasi kurang dari 0.01 mg/l pertumbuhan tanaman dan algae akan terhambat, keadaan ini dinamakan oligotrop. Bila kadar fosfat serta nutrien lainnya tinggi, pertumbuhan tanaman dan algae tidak terbatas lagi disebut eutrofikasi (Alaerts dan Santika, 1987). Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk terlarut, tersuspensi, atau terikat di dalam sel organisme dalam air. Dalam air limbah senyawa fosfat dapat berasal dari limbah penduduk, industri dan pertanian. Orthofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai melalui drainase dan aliran air hujan. Polyfosfat dapat memasuki sungai melalui air buangan penduduk dan industri yang menggunakan bahan detergen yang mengandung fosfat. Fosfat organik terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa makanan. Fosfat organik dapat pula terjadi dari orhofosfat yang terlarut melalui proses biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat bagi pertumbuhannya (Alaerts dan Santika, 1987). 2.4 Biofilter Biofilter adalah reaktor yang dikembangkan dengan prinsip mikroba tumbuh dan berkembang pada suatu media filter dan membentuk lapisan biofilm (attached growth). Pengembangan konsep ini dilakukan dengan cara merendam media filter dalam air secara terus menerus. Biofilter tersebut telah banyak diterapkan dalam beberapa tahun terakhir sebagai teknik kontrol sumber untuk mengelola air secara biologis. Pengolahan air limbah dengan proses biofilter dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang di dalamnya telah diisi dengan media penyangga yang berguna sebagai pengembangbiakkan mikroorganisme.

26 13 Sedangkan senyawa polutan yang ada di dalam air limbah, misalnya senyawa organik (BOD dan COD), amonia, fosfor, dan lainnya akan terdifusi ke dalam lapisan biofilm yang melekat pada permukaan media. Pada saat yang bersamaan dengan menggunakan oksigen yang terlarut di dalam air limbah, senyawa polutan tersebut akan diuraikan oleh mikroorganisme yang ada di dalam lapisan biofilm dan energi yang dihasilkan akan diubah menjadi biomasa. Jika lapisan mikrobiologis cukup tebal, maka pada bagian luar lapisan mikrobiologis akan berada dalam kondisi aerobik sedangkan pada bagian dalam biofilm yang melekat pada medium akan berada dalam anaerobik. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses biofilter adalah : - Temperatur Temperatur bukan hanya dapat mempengaruhi aktifitas metabolisme populasi mikroorganisme, akan tetapi juga akan mempengaruhi beberapa faktor seperti kecepatan transfer gas, dan karakteristik pengendapan lumpur. Temperatur optimum untuk mikroorganisme dalam proses aerob dan tidak berbeda dengan proses anaerob. - Oksigen Terlarut Konsentrasi oksigen terlarut dapat memberikan pengaruh pada laju pertumbuhan bakteri aerobik dalam pengolahan secara biologis. Kehadiran oksigen terlarut dalam jumlah yang cukup sangat diperlukan untuk proses oksidasi dan sintesa sel. Oksigen dalam proses oksidasi ditujukan sebagai sumber elektron akseptor. Oksigen juga sangat diperlukan oleh bakteri nitrifikasi untuk oksidasi nitrogen organik dan ammonia. - ph Nilai ph merupakan faktor kunci bagi pertumbuhan mikroorganisme. Beberapa bakteri dapat hidup pada ph

27 14 diatas 9,5 dan di bawah 4,0. Secara umum ph optimum bagi pertumbuhan mikrorrganisme adalah sekitar 6,5-7,5. - Beban Hidrolik Beban hidrolik (hydraulic loading) digunakan untuk menjelaskan debit atau kapasitas pengolahan per satuan volume atau persatuan luas permukaan (filter bed). Sehingga dalam istilah ini dikenal dengan beban hidrolik permukaan (surface hydraulic loading) dan beban hidrolik volume (volume hydraulic loading). - Beban Organik. Laju pengurangan zat organik dalam sistem pengolahan limbah secara biologis dikategorikan berdasar pada konsentrasi BOD yang ada didalam air limbah. Mekanisme penyisihan bahan organik pada biofilter hampir sama dengan mekanisme penyisihan pada proses lumpur aktif. Penyisihan material organik yang tersuspensi dan yang terlarut terjadi karena proses biosorbsi dan koagulasi pada aliran yang melewati media dengan cepat. Sedangkan pada aliran yang melewati media dengan waktu retensi yang lama, proses penyisihannya disebut dengan cara sintesa dan respirasi. Sedangkan waktu retensi sangat berhubungan dengan beban hidrolik. Semakin besar beban hidrolik, proses biosorbsi semakin besar pula. Sedangkan semakin kecil beban hidrolik, proses sintesa dan respirasi juga semakin kecil. Media biofilter secara umum berupa material organik atau materail anorganik, seperti misalnya media dari bahan anorganik misalnya, batu pecah (split), kerikil, batu marmer, batu tembikar, dan lain-lain. Dan biasanya untuk media biofilter dari bahan anorganik, semakin kecil diameternya luas permukaannya semakin besar, sehingga jumlah mikroorganisme yang dapat dibiakkan menjadi semakin besar pula.

28 15 Reaktor dengan pertumbuhan mikroorganisme melekat pada suatu media (attached gowth) adalah merupakan salah satu jenis pengolahan air limbah yang paling awal digunakan. Lekatan ini biasa disebut dengan biofilm. Biofilm didefinisikan sebagai material organik terdiri dari mikroorganisme terlekat pada matriks polimer (materi polimer ekstraseluler) yang dibuat oleh mikroorganisme itu sendiri, dengan ketebalan lapisan biofilm berkisar antara 100 µm-10 mm yang secara fisik dan mikrobiologis sangat kompleks. Terbentuknya biofilm adalah karena mikroorganisme cenderung menciptakan lingkungan mikro. Komposisi biofilm terdiri dari sel-sel mikroorganisme, produk ekstraseluler, detritus, polisakarida, dan air dengan kandungan sampai 97%. Adapun bahan-bahan pembentuk lapisan biofilm yang lain adalah protein, lipid, dan lektin, dan struktur dari suatu biofilm bentuknya tergantung dari lingkungan. 2.5 Biosand filter Biosand filter merupakan teknologi yang diadaptasi dari proses slow sand filter. Ide ini berawal saat Prof. Dr. Manz David melakukan penerapan dalam berbagai ukuran dan variasi. Desain yang banyak dijumpai tidak sesuai bila digunakan untuk mengolah air sumur skala rumah tangga, sehingga dilakukan suatu pengembangan teknologi yang sesuai untuk skala rumah tangga (Manz dalam Kikkawa, 2008).

29 16 Gambar 2.1 Unit Biosand filter (Manz dalam Kikkawa, 2008) Biosand filter merupakan suatu proses penyaringan atau penjernihan air yaitu air yang akan diolah dilewatkan pada suatu media proses dengan kecepatan rendah yang dipengaruhi oleh diameter butiran pasir dan pada media tersebut telah diberi bakteri sehingga terjadi proses biologis. Biosand filter (BSF) sangat mirip dengan Slow Sand Filter (SSF) dalam arti bahwa mayoritas dari filtrasi dan kepindahan kekeruhan terjadi ada di puncak lapisan pasir dalam kaitan dengan ukuran pori-pori yang menurun, disebabkan oleh deposisi partikel butir (Kusuma dalam Nugroho, 2013).

30 17 Keuntungan teknologi ini selain murah, membutuhkan sedikit pemeliharaan dan beroperasi secara grafitasi. Kelebihan biosand filter dibandingkan dengan jenis slow sand filter skala rumah tangga yaitu desain pada pipa outlet yang mampu menjaga ketinggian air diatas media agar lapisan biofilm yang ada terhindar dari kekeringan dan tidak membutuhkan daya listrik karena dioperasikan secara intermitten. Faktor yang berperan penting dalam biosand filter yaitu ukuran butiran pasir dan kedalaman pasir. Keduanya memiliki efek penting dalam kualitas air secara fisik. Kebanyakan literatur merekomendasikan bahwa ukuran pasir yang efektif digunakan untuk saringan pasir lambat sekitar ,35 mm dan keseragaman koefisien sekitar mm (Murcott & Lucas salam Sukawati, 2008). Biosand filter didesain memiliki ketinggian air setinggi 5 cm dari permukaan media paling atas. Ketinggian 5 cm menjadi ketinggian maksimal dari perpindahan patogen. Jika tingkatan air terlalu dangkal, lapisan biofilm dapat lebih mudah terganggu karena rusak oleh kecepatan datangnya air. Penelitian yang dilakukan Widyaningsih (2011) mengenai pengolahan limbah kantin dengan menggunakan biosand filter, didapatkan kandungan TSS menurun rata-rata sebesar 96,99%, fosfat 22,83%, dan COD 59,37%.

31 18 Halaman ini sengaja dikosongkan

32 3.1 Umum BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tugas akhir ini secara umum bertujuan untuk menghitung efisiensi penyisihan dan juga memperoleh variasi diameter dan ketebalan media yang optimal dalam menyisihkan parameter pencemar COD, TSS, nitrat, dan fosfat pada limbah artificial (campuran black dan grey water) pada unit biosand filter. Penelitian ini akan dilakukan pengolahan terhadap air limbah artificial (campuran black dan grey water). Salah satu pengolahan yang dilakukan adalah dengan melakukan teknologi pengolahan reduksi pencemar organik dengan sistem biosand filter. Biosand filter merupakan unit pengolahan yang menggunakan media pasir sebagai penyaring dan batuan dengan beberapa gradasi ukuran sebagai media penyangganya. Keuntungan teknologi ini selain murah, membutuhkan sedikit pemeliharaan dan beroperasi secara grafitasi. Media yang digunakan adalah pasir halus, pasir kasar, dan kerikil yang disusun secara berurutan. Parameter pencemar yang akan di analisis efisiensi penyisihannya adalah COD, TSS, nitrat, dan fosfat. 3.2 Kerangka Penelitian Kerangka penelitian merupakan gambaran mengenai tahapan tahapan yang disusun secara berurutan secara sistematis. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar

33 20 UNIT AERASI, SEDIMENTASI, DAN BIOSAND FILTER SEBAGAI PEREDUKSI COD, TSS, NITRAT DAN FOSFAT AIR LIMBAH DOMESTIK ARTIFICIAL (CAMPURAN GREY DAN BLACK WATER) Studi Literatur Persiapan Penelitian o o o o Pembuatan reaktor biosand filter Pembuatan bak sedimentasi Pembuatan limbah artificial ProsesSeeding Pelaksanaan Penelitian Hasil penelitian penyisihan pencemar organik air limbah domestik artificial dengan sistem penyaringan biosand filter Analisis dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Gambar 3.1 Kerangka Perencanaan Tugas Akhir

34 Tahap tahap Perencanaan Ide Studi Mengacu pada kenyataan yang terjadi pada aktivitas rumah tangga yang hampir seluruh air limbahnya disalurkan sungai atau aluran di sekitar permukiman Demikian juga black water yang berasal dari toilet/wc, sistem resapan hampir sebagian besar belum mengacu pada sistem sanitasi yang benar dan disalurkan/dibuang juga ke got/selokan atau sungai dekat rumah. Oleh sebab itu, dalam upaya untuk mempertahankan kualitas perairan dan untuk menciptakan suatu teknologi pengolahan air keluaran dari tangki septik yang ramah lingkungan dibutuhkan suatu penelitian. Penelitian ini dapat digunakan sebagai upaya agar air limbah rumah tangga (grey dan black wáter) yang dibuang ke lingkungan perairan tidak lagi menimbulkan dampak pencemaran serta dapat dijadikannya sebagai bahan baku untuk pengolahan air bersih dalam upaya melakukan konservasi sumber daya air Studi Literatur Studi literatur dilakukan secara terus menerus, yakni dari tahap awal perencanaan hingga pada analisis dan pembahasan hasil dari perencanaan yang nantinya diperoleh suatu kesimpulan. Hal ini dilakukan untuk memperoleh dasar teori yang kuat dan akurat yang berasal dari teks book, laporan penelitian tugas akhir, tesis, artikel, dan jurnal ilmiah Persiapan Penelitian Pembuatan Air Sampel Sampel air limbah yang digunakan menggunakan air limbah artificial. Hal ini disebabkan karena adanya kesulitan dalam pengambilan limbah black water langsung dari tangki septik. Air

35 22 limbah artificial disesuaikan dengan kualitas air limbah black water yang sebenarnya. Air limbah yang dibuat menggunakan perbandingan C:N:P= 100:5:1. Karakteristik air limbah yang digunakan dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 3.1 Karakteristik limbah black water Kelurahan No. Parameter Satuan Hasil Uji 1 COD mg/l BOD mg/l TSS mg/l ph - 7,13 5 Suhu o C 27,03 6 DO mg/l 0,51 Sumber: Ragil, 2012 Tabel 3.2 Karakteristik limbah grey water perumahan Parameter Satuan Hasil uji BOD mg/l 195 COD mg/l 290 TSS mg/l 480 ph - 6,92 Suhu o C 29 Sumber: Tangahu dan Warmadewanthi, 2001 Limbah artificial dibuat dengan bahan dasar gula pasir sebagai organik, KNO 3 sebagai nitrat, KH 2 PO 4 sebagai fosfat, dan tanah sebagai TSS. Air limbah campuran black dan grey water menggunakan perbandingan 50:50 dari total air limbah yang digunakan yaitu 30L.

36 Proses Aerasi Salah satu kegunaan dari aerasi adalah memberikan suplai oksigen pada proses pengolahan biologi secara aerobik. Pengaruh lamanya waktu pada proses oksidasi akan mempengaruhi kemampuan mikroorganisme untuk mendegradasikan bahan organik yang terdapat dalam air limbah (Droste dalam Sukawati, 2008). Semakin lamanya waktu yang diberikan pada proses oksidasi maka akan memberi kesempatan bagi mikroorganisme untuk tumbuh dan melakukan degradasi bahan organik. Penelitian ini dilakukan aerasi dengan menggunakan aerator terdifusi ke dalam air limbah selama 30 menit Unit Bak Sedimentasi Gambar 3.2 Foto aerator Air limbah black water memiliki kandungan organik dan TSS yang sangat tinggi. Penelitian yang dilakukan Widyaningsih (2011) mengenai pengolahan limbah kantin dengan menggunakan biosand filter, kualitas air limbah yang diolah adalah BOD sebesar 185,45 mg/l, COD sebesar 956,8 mg/l, TSS 250 mg/l, dan total fosfat sebesar 3,9 mg/l. Jika air limbah campuran black dan grey water yang memiliki konsentrasi yang lebih tinggi langsung

37 24 diolah dengan biosand filter, maka terjadi kemungkinan clogging lebih cepat. Maka dari itu diperlukan pre treatmen berupa bak sedimentasi untuk mereduksi kandungan organik yang terdapat pada air limbah sebelum masuk ke unit biosand filter. Gambar 3.3 Foto reaktor bak sedimentasi Reaktor Biosand filter Pada penelitian ini akan digunakan tiga buah unit biosand filter yang terbuat dari ember plastik. Biosand filter ini memiliki ketinggian 30 cm dan diameter 25 cm. Media yang digunakan adalah pasir halus (< 1.0 mm) dengan ketinggian media 10cm, pasir kasar (5-7 mm) dengan ketinggian media 5 cm, dan kerikil (1-2 cm) dengan ketinggian media 5 cm. Kemudian dilakukan variasi berupa variasi diameter pasir halus pada BSF 2 dan variasi ketinggian media antara pasir halus dan pasir kasar pada BSF 3.

38 25 Gambar 3.4 biosand filter dengan variasi diameter media dan kedalaman media Gambar 3.5 Gambar rangkaian reaktor

39 26 Gambar 3.6 Layout reaktor Gambar 3.7 Foto rangkaian reaktor

40 Analisis Blanko Analisis blanko dilakukan dengan menuangkan 30 L air sampel ke dalam reservoar dan dialirkan dengan aliran down flow dengan sistem intermittent menuju bak sedimentasi dan unit biosand filter. Analisis blanko dilakukan tanpa melalui proses aklimatisasi terlebih dahulu. Kemudian dari hasil running tersebut dilakukan analisis COD, nitrat, fosfat, dan TSS pada outlet. Analisis blanko dilakukan selama 10 hari Proses Aklimatisasi Aklimatisasi adalah tahap mengkondisikan mikroorganisme agar dapat hidup dan melakukan adaptasi. Proses seeding dilakukan dengan cara merendam media yang sudah terisi pada biosand filter dengan sampel air limbah selama 5 hari. Ketinggian air pada lapisan biofilm dijaga setinggi 5 cm dari permukaan media pasir halus. Pertumbuhan biofilm diamati dengan ditandai permukaan media licin bila dipegang (Darmawanti, 2005) Running dan Analisis Air Effluent Setelah alat biosand filter sudah siap digunakan maka selanjutnya dilakukan running pada alat tersebut dengan menggunakan air limbah artificial sebagai sampel. Running dilakukan dengan cara menuangkan 30 L air sampel ke dalam reservoar dan dialirkan dengan aliran down flow dengan sistem intermittent menuju bak sedimentasi dan unit biosand filter. Kemudian dari hasil running tersebut dilakukan analisis COD, nitrat, fosfat, dan TSS. Running dilakukan selama 10 hari.

41 Hasil dan Pembahasan Analisis dan pembahasan adalah tahap yang akan dilakukan untuk mencapai tujuan yang diinginkan dalam penelitian dan sekaligus digunakan sebagai upaya untuk menghasilkan suatu kesimpulan dan saran Kesimpulan dan saran Kesimpulan dibuat berdasarkan dari hasil analisis dan pembahasan, sedangkan saran bermanfaat untuk pengembangan penelitian serta sebagai dasar dari penelitian berikutnya. Selain itu, kesimpulan dan saran disusun sesuai dengan tujuan penelitian yang diinginkan.

42 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efisiensi dari reaktor biosandfilter dalam mereduksi parameter limbah berupa COD, nitrat, fosfat, dan TSS pada limbah campuran antara limbah black water dan limbah grey water. Sampel air limbah yang digunakan pada penelitian ini menggunakan air limbah artificial atau air limbah buatan. Hal ini disebabkan karena adanya kesulitan dalam pengambilan limbah black water langsung dari tangki septik. Air limbah artificial disesuaikan dengan kualitas air limbah black water dan grey water yang sebenarnya. Limbah artificial dibuat dengan bahan dasar gula pasir sebagai organik, KNO 3 sebagai nitrat, KH 2 PO 4 sebagai fosfat, dan tanah sebagai TSS. Air limbah campuran black dan grey water menggunakan perbandingan 50:50 dari total air limbah yang digunakan yaitu 30L. Penelitian ini menggunakan tiga jenis reaktor biosand filter yang berbeda. BSF 1 dengan diameter media pasir halus 1,19 mm dan kedalaman 10 cm. BSF 2 dengan diameter media pasir halus 0,59 mm dan kedalaman 10 cm. BSF 3 dengan diameter media pasir halus 1,19 mm dan kedalaman 5 cm. 4.2 Analisis Blanko pada Reaktor Biosand filter Analisis blanko merupakan proses running keseluruhan unit tanpa melalui proses aklimatisasi terlebih dahulu pada media di biosand filter. Sampel air limbah yang telah dibuat sebanyak 30 L diaerasi selama 30 menit untuk menambah jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan dalam perkembangan biofilm pada reaktor biosand filter. Kemudian sampel air limbah dimasukkan ke dalam reservoar dan dialirkan ke bak prasedimentasi dan kemudian ke reaktor biosand filter dengan aliran downflow secara intermitten. 29

43 Data Analisis Blanko Penurunan Kadar COD pada Reaktor Biosand filter Hasil analisis blanko penurunan kadar COD dapat dilihat pada tabel 4.1 di bawah ini. Tabel 4.1 Data hasil analisis blanko COD setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) , , , , , , , , , ,44 rata-rata 18,78 Tabel 4.2 Data hasil analisis blanko COD pada unit prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , ,48

44 31 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , ,63 rata-rata 31,62 Berdasarkan dari tabel 4.2 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi COD pada air limbah. Nilai efisiensi penyisihan rata-rata COD pada bak prasedimentasi adalah 31,62 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis COD di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.3, 4.4, dan 4.5 di bawah ini. Tabel 4.3 Data hasil analisis blanko COD pada BSF 1 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,24 rata-rata 49,61

45 32 ` Tabel 4.4 Data hasil analisis blanko COD pada BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,18 rata-rata 52,51 Tabel 4.5 Data hasil analisis blanko COD pada BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,86 rata-rata 45,74

46 33 Setelah itu dapat dibandingkan efisiensi penyisihan COD antara BSF 1, BSF 2, dan BSF 3. Grafik perbandingannya dapat dilihat di bawah ini. persentase removal hari ke- bsf 1 bsf 2 BSF 3 Gambar 4.1 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko COD BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.1 di atas dapat dilihat bahwa efisiensi penyisihan COD pada seluruh unit biosand filter mengalami kenaikan dari hari pertama sampai dengan hari kesepuluh. Peningkatan nilai penyisihan COD disebabkan oleh semakin banyaknya biofilm yang tumbuh di media pasir setiap harinya. Biofilm ini yang berfungsi untuk mereduksi konsentrasi COD pada air limbah. Efisiensi penyisihan rata-rata COD pada BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 adalah 49,61%, 52,51 %, dan 45,74 % Data Analisis Blanko Penurunan Kadar Nitrat pada Reaktor Biosand filter Hasil analisis blanko penurunan kadar Nitrat dapat dilihat pada tabel 4.6 di bawah ini.

47 34 Tabel 4.6 Data hasil analisis blanko nitrat setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 93,50 83,70 10, ,60 78,80 11, ,50 83,70 10, ,70 73,90 11, ,80 73,90 6, ,70 78,80 5, ,60 78,80 11, ,80 68,99 12, ,70 78,80 5, ,80 73,90 6,22 rata-rata 9,14 Tabel 4.7 Data hasil analisis blanko nitrat pada unit prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 83,70 59,19 29, ,80 54,29 31, ,70 54,29 35, ,90 64,09 13, ,90 54,29 26, ,80 59,19 24, ,80 49,39 37, ,99 59,19 14, ,80 49,39 37, ,90 64,09 13,27 rata-rata 26,23

48 35 Berdasarkan data dari tabel 4.7 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi nitrat pada air limbah. Nilai efisiensi penyisihan rata-rata nitrat pada bak prasedimentasi adalah 26,23 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis nitrat di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.8, 4.9, dan 4.10 di bawah ini. Tabel 4.8 Data hasil analisis blanko nitrat pada BSF 1 ` hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 59,19 44,48 24, ,29 39,58 27, ,29 39,58 27, ,09 49,39 22, ,29 39,58 27, ,19 39,58 33, ,39 34,68 29, ,19 39,58 33, ,39 34,68 29, ,09 39,58 38,24 rata-rata 29,31 Tabel 4.9 Data hasil analisis blanko nitrat pada BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 59,19 39,58 33, ,29 39,58 27,09

49 36 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 3 54,29 39,58 27, ,09 44,48 30, ,29 34,68 36, ,19 39,58 33, ,39 29,78 39, ,19 39,58 33, ,39 29,78 39, ,09 39,58 38,24 rata-rata 33,79 Tabel 4.10 Data hasil analisis blanko nitrat pada BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 59,19 44,48 24, ,29 44,48 18, ,29 39,58 27, ,09 44,48 30, ,29 39,58 27, ,19 39,58 33, ,39 34,68 29, ,19 39,58 33, ,39 34,68 29, ,09 39,58 38,24 rata-rata 29,17

50 37 Setelah itu dapat dibandingkan efisiensi penyisihan nitrat antara BSF 1, BSF 2, dan BSF 3. Grafik perbandingannya dapat dilihat di bawah ini. 60 persentase removal hari ke- bsf 1 bsf 2 BSF 3 Gambar 4.2 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko nitrat BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.2 di atas dapat dilihat bahwa efisiensi penyisihan nitrat pada seluruh unit biosand filter mengalami kenaikan dari hari pertama sampai dengan hari kesepuluh. Peningkatan nilai penyisihan nitrat disebabkan oleh semakin banyaknya biofilm yang tumbuh di media pasir setiap harinya. Biofilm ini yang berfungsi untuk mereduksi konsentrasi nitrat pada air limbah Eisiensi penyisihan rata-rata nitrat pada BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 adalah 29,31%, 33,79 %, dan 29,17 % Data Analisis Blanko Penurunan Kadar Fosfat pada Reaktor Biosand filter Hasil analisis blanko penurunan kadar fosfat dapat dilihat pada tabel 4.11 di bawah ini.

51 38 Tabel 4.11 Data hasil analisis blanko fosfat setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 18,18 16,22 10, ,34 15,39 11, ,34 15,67 9, ,06 15,11 11, ,18 15,95 12, ,50 14,55 11, ,78 14,83 11, ,34 15,39 11, ,45 16,50 10, ,50 14,83 10,13 rata-rata 11,07 Tabel 4.12 Data hasil analisis blanko fosfat pada unit prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 16,22 13,72 15, ,39 12,88 16, ,67 12,88 17, ,11 12,32 18, ,95 12,88 19, ,55 12,04 17, ,83 12,60 15, ,39 13,16 14, ,50 14,00 15, ,83 12,32 16,91 rata-rata 16,61

52 39 Berdasarkan data dari tabel 4.12 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi fosfat pada air limbah. Nilai efisiensi penyisihan rata-rata fosfat pada bak prasedimentasi adalah 16,61 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis fosfat di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.13, 4.14, dan 4.15 di bawah ini. Tabel 4.13 Data hasil analisis blanko fosfat pada BSF 1 ` hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 13,72 11,77 14, ,88 10,65 17, ,88 10,65 17, ,32 10,09 18, ,88 10,09 21, ,04 9,54 20, ,60 9,81 22, ,16 10,09 23, ,00 10,09 27, ,32 8,98 27,14 rata-rata 20,98 Tabel 4.14 Data hasil analisis blanko fosfat pada BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) 1 13,72 11,21 18, ,88 10,37 19, ,88 10,37 19,47

53 40 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) 4 12,32 9,81 20, ,88 9,81 23, ,04 9,26 23, ,60 9,26 26, ,16 9,54 27, ,00 10,09 27, ,32 9,26 24,88 rata-rata 23,14 Tabel 4.15 Data hasil analisis blanko fosfat pada BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) 1 13,72 11,77 14, ,88 10,93 15, ,88 10,65 17, ,32 10,09 18, ,88 10,37 19, ,04 9,81 18, ,60 9,81 22, ,16 9,54 27, ,00 10,37 25, ,32 8,98 27,14 rata-rata 20,54 Setelah itu dapat dibandingkan efisiensi penyisihan fosfat antara BSF 1, BSF 2, dan BSF 3. Grafik perbandingannya dapat dilihat di bawah ini.

54 41 persentase removal (%) hari ke- BSF 1 BSF 2 BSF 3 Gambar 4.3 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko fosfat BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.3 di atas dapat dilihat bahwa efisiensi penyisihan fosfat pada seluruh unit biosand filter mengalami kenaikan dari hari pertama sampai dengan hari kesepuluh. Peningkatan nilai penyisihan fosfat disebabkan oleh semakin banyaknya biofilm yang tumbuh di media pasir setiap harinya. Biofilm ini yang berfungsi untuk mereduksi konsentrasi fosfat pada air limbah Eisiensi penyisihan rata-rata fosfat pada BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 adalah 20,98%, 23,14 %, dan 20,54 % Data Analisis Blanko Penurunan Kadar TSS pada Reaktor Biosand filter Hasil analisis blanko penurunan kadar TSS dapat dilihat pada tabel 4.16 di bawah ini.

55 42 Tabel 4.16 Data hasil analisis blanko TSS setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,47 rata-rata 4,19 Tabel 4.17 Data hasil analisis blanko TSS pada unit prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,08 rata-rata 66,05

56 43 Berdasarkan data dari tabel 4.17 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi TSS pada air limbah. Nilai efisiensi penyisihan rata-rata TSS pada bak prasedimentasi adalah 66,05 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis TSS di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.18, 4.19, dan 4.20 di bawah ini. Tabel 4.18 Data hasil analisis blanko TSS pada BSF 1 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) , , , , , , , , , ,62 rata-rata 77,16 Tabel 4.19 Data hasil analisis blanko TSS pada BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , ,19

57 44 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , ,63 rata-rata 79,18 Tabel 4.20 Data hasil analisis blanko TSS pada BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,18 rata-rata 75,29 Setelah itu dapat dibandingkan efisiensi penyisihan TSS antara BSF 1, BSF 2, dan BSF 3. Grafik perbandingannya dapat dilihat di bawah ini.

58 45 persentase removal bsf 1 bsf 2 bsf hari ke- Gambar 4.4 Grafik perbandingan efisiensi penyisihan blanko TSS BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.4 di atas dapat dilihat bahwa efisiensi penyisihan TSS pada seluruh unit biosand filter mengalami kenaikan dari hari pertama sampai dengan hari kesepuluh. Eisiensi penyisihan rata-rata TSS pada BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 adalah 77,16%, 79,18 %, dan 75,29 %. 4.3 Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar COD pada Reaktor Biosand filter Sampel air limbah yang telah dibuat sebanyak 30 L diaerasi selama 30 menit untuk menambah jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan dalam perkembangan biofilm pada reaktor biosand filter. Kemudian sampel air limbah dimasukkan ke dalam eservoar dan dialirkan ke bak parsedimentasi dan kemudian ke reaktor biosand filter dengan aliran downflow secara intermitten. Analisis dilakukan di tiga titik sampling, yaitu di inlet bak prasedimentasi, outlet bak prasedimentasi, dan outlet reaktor

59 46 biosand filter. Untuk menentukan efisiensi penyisihan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut. Total efisiensi penyisihan (100%) = ((inlet-outlet)/inlet x 100%) Tabel 4.21 Data hasil analisis COD setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) , , , , , , , , , ,21 rata-rata 18,23 Tabel 4.22 Data hasil analisis COD pada bak prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) , , , , , , ,30

60 47 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) , , ,51 rata-rata 32,25 Berdasarkan data dari tabel 4.22 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi COD pada air limbah.nilai efisiensi penyisihan rata-rata COD pada bak prasedimentasi adalah 32,25 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis COD di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.23, 4.24, dan 4.25 di bawah ini. Tabel 4.23 Data hasil analisis COD pada reaktor BSF 1 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,36 rata-rata 74,09

61 48 Tabel 4.24 Data hasil analisis COD pada reaktor BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,37 rata-rata 76,93 Tabel 4.25 Data hasil analisis COD pada reaktor BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,85 rata-rata 70,81

62 49 Perbandingan nilai efisiensi penyisihan dari ketiga biosand filter dapat dilihat pada tabel 4.26 di bawah ini. Tabel 4.26 Data perbandingan efisiensi penyisihan COD seluruh BSF hari ke- BSF 1 (%) BSF 2 (%) BSF 3 (%) 1 63,47 68,42 60, ,73 73,52 65, ,68 85,47 75, ,37 86,30 77, ,63 74,62 75, ,27 72,36 73, ,48 74,53 68, ,30 82,18 73, ,63 72,49 68, ,36 79,37 69,85 rata-rata 74,09 76,93 70,81 Berdasarkan tabel 4.26 di atas, kemudian dibuat grafik perbandingan efisiensi penyisihan COD dari seluruh biosand filter.

63 50 persentase removal bsf 1 bsf 2 BSF hari ke- Gambar 4.5 Efisiensi penyisihan konsentrasi COD pada unit BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.5 di atas dapat diketahui bahwa efisiensi yang diperoleh dari ketiga unit BSF dengan variasi diameter dan ketinggian media yang berbeda menunjukkan penurunan efisiensi yang belum stabil. Secara umum dapat dilihat bahwa efisiensi mengalami kenaikan dari hari pertama dan mulai turun setelah hari ke enam. Penurunan konsentrasi COD pada air limbah disebabkan karena adanya biofilm pada media pasir. Pada biofilm tersebut terdapat mikroorganisme yang menyebabkan terjadinya proses biologis dimana bakteri yang tumbuh pada media menggunakan oksigen yang terlarut dalam air limbah untuk menguraikan zat organik yang terdapat pada air limbah. Efisiensi rata-rata penurunan konsentrasi COD dari BSF 1 adalah 74,09% untuk BSF 2 adalah 76,93% dan untuk BSF 3 adalah 70,81%. Hal ini dapat terlihat bahwa nilai efisiensi BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling baik.

64 51 Berdasarkan keseluruhan data yang ada, kemudian dihitung nilai efisiensi penurunan konsentrasi COD total antara bak pengendap dan unit biosand filter. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.27 di bawah ini. Tabel 4.27 Data efisiensi penyisihan COD gabungan BP dan unit BSF efisiensi penyisihan (%) hari ke- BP+BSF 1 BP+BSF 2 BP+BSF ,69 78,96 73, ,75 81,99 76, ,45 90,09 83, ,96 90,46 84, ,42 82,62 83, ,90 81,16 81, ,44 82,79 78, ,85 87,72 81, ,50 81,73 78, ,88 86,48 80,26 rata-rata 82,48 84,40 80,27 Berdasarkan tabel 4.27 di atas, dapat dilihat bahwa unit BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling baik. Hal ini menunjukkan bahwa diameter dan kedalaman media pasir halus mempengaruhi besarnya nilai efisiensi penyisihan konsentrasi COD pada air limbah. Semakin kecil diameter pasir, maka total luas permukaan media pasir yang dapat ditumbuhi oleh biofilm akan semakin banyak, sehingga kemampuan mikroorganisme dalam menyisihkan konsentrassi COD semakin baik. Kedalaman media yang semakin dalam mengakibatkan volume pasir juga semakin banyak, sehingga biofilm yang tumbuh juga semakin

65 52 banyak. BSF 2 memiliki ukuran diameter pasir 0,59 mm dan kedalaman media 10 cm. 4.4 Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar Fosfat pada Reaktor Biosand filter Perlakuan yang dilakukan pada air limbah untuk analisis fosfat sama seperti pada analisis penurunan kadar COD. Analisis dilakukan di tiga titik sampling, yaitu di inlet bak prasedimentasi, outlet bak prasedimentasi, dan outlet reaktor biosand filter. Untuk menentukan efisiensi penyisihan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut. Total efisiensi penyisihan (100%) = ((inlet-outlet)/inlet x 100%) Tabel 4.28 Data hasil analisis fosfat setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) 1 17,62 15,39 12, ,78 14,83 11, ,78 15,11 9, ,50 14,83 10, ,06 15,11 11, ,22 14,55 10, ,50 14,55 11, ,18 16,22 10, ,78 14,83 11, ,50 15,11 8,44 rata-rata 10,87

66 53 Tabel 4.29 Data hasil analisis fosfat pada bak prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 15,39 12,88 16, ,83 12,60 15, ,11 12,60 16, ,83 12,32 16, ,11 12,04 20, ,55 12,32 15, ,55 12,60 13, ,22 13,72 15, ,83 12,04 18, ,11 12,60 16,60 rata-rata 16,47 Berdasarkan data dari tabel 4.29 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi fosfat pada air limbah. Nilai efisiensi penyisihan rata-rata fosfat pada bak prasedimentasi adalah 16,47 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis fosfat di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.30, 4.31, dan 4.32 di bawah ini. Tabel 4.30 Data hasil analisis fosfat pada reaktor BSF 1 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 12,88 9,26 28, ,60 8,98 28, ,60 8,98 28,75

67 54 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 4 12,32 8,42 31, ,04 8,70 27, ,32 8,98 27, ,60 8,98 28, ,72 10,09 26, ,04 8,42 30, ,60 9,26 26,54 rata-rata 28,40 Tabel 4.31 Data hasil analisis fosfat pada reaktor BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 12,88 8,98 30, ,60 8,98 28, ,60 8,42 33, ,32 8,14 33, ,04 7,86 34, ,32 8,42 31, ,60 9,26 26, ,72 9,54 30, ,04 8,98 25, ,60 8,98 28,75 rata-rata 30,37 Tabel 4.32 Data hasil analisis fosfat pada reaktor BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 12,88 9,54 25, ,60 9,26 26,54

68 55 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 3 12,60 8,98 28, ,32 8,70 29, ,04 8,14 32, ,32 8,42 31, ,60 8,98 28, ,72 9,81 28, ,04 8,98 25, ,60 9,26 26,54 rata-rata 28,39 Perbandingan nilai efisiensi penyisihan fosfat dari ketiga biosand filter dapat dilihat pada tabel 4.33 di bawah ini. Tabel 4.33 Data perbandingan efisiensi penyisihan fosfat seluruh BSF hari ke- BSF 1 (%) BSF 2 (%) BSF 3 (%) 1 28,13 30,29 25, ,75 28,75 26, ,75 33,17 28, ,66 33,92 29, ,77 34,71 32, ,14 31,66 31, ,75 26,54 28, ,41 30,48 28, ,08 25,45 25, ,54 28,75 26,54 rata-rata 28,40 30,37 28,39

69 56 Berdasarkan tabel 4.33 di atas, kemudian dibuat grafik perbandingan efisiensi penyisihan fosfat dari seluruh biosand filter. 50 persentase removal (%) hari ke- BSF 1 BSF 2 BSF 3 Gambar 4.6 Efisiensi penyisihan konsentrasi fosfat pada unit BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.6 di atas dapat diketahui bahwa efisiensi yang diperoleh dari ketiga unit BSF dengan variasi diameter dan ketinggian media yang berbeda memiliki penurunan efisiensi yang tidak jauh berbeda. Penurunan konsentrasi fosfat pada air limbah disebabkan karena adanya biofilm pada media pasir. Pada biofilm tersebut terdapat bakteri fosfat yang menggunakan fosfat pada air limbah sehingga menurunkan total fosfat pada air limbah. Efisiensi rata-rata penurunan konsentrasi fosfat dari BSF 1 adalah 28,40% untuk BSF 2 adalah 30,37% dan untuk BSF 3 adalah 28,39%. Hal ini dapat terlihat bahwa nilai efisiensi BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling baik.

70 57 Berdasarkan keseluruhan data yang ada, kemudian dihitung nilai efisiensi penurunan konsentrasi fosfat total antara bak pengendap dan unit biosand filter. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.34 di bawah ini. Tabel 4.34 Data efisiensi penyisihan fosfat gabungan BP dan unit BSF efisiensi penyisihan (%) hari ke- BP+BSF 1 BP+BSF 2 BP+BSF ,84 41,65 38, ,46 39,46 37, ,58 44,27 40, ,22 45,10 41, ,42 47,96 46, ,30 42,13 42, ,30 36,39 38, ,79 41,23 39, ,22 39,46 39, ,73 40,58 38,73 rata-rata 40,19 41,82 40,18 Berdasarkan tabel 4.34 di atas, dapat dilihat bahwa unit BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling baik. Hal ini menunjukkan bahwa diameter dan kedalaman media pasir halus mempengaruhi besarnya nilai efisiensi penyisihan konsentrasi fosfat pada air limbah. Semakin kecil diameter pasir, maka total luas permukaan media pasir yang dapat ditumbuhi oleh biofilm akan semakin banyak, sehingga kemampuan mikroorganisme dalam menyisihkan konsentrasi fosfat semakin baik. Kedalaman media yang semakin dalam mengakibatkan volume pasir juga

71 58 semakin banyak, sehingga biofilm yang tumbuh juga semakin banyak. BSF 2 memiliki ukuran diameter pasir 0,59 mm dan kedalaman media 10 cm. 4.5 Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar TSS pada Reaktor Biosand filter Perlakuan yang dilakukan pada air limbah untuk analisis TSS sama seperti pada analisis penurunan kadar COD dan fosfat. Analisis dilakukan di tiga titik sampling, yaitu di inlet bak prasedimentasi, outlet bak prasedimentasi, dan outlet reaktor biosand filter. Untuk menentukan efisiensi penyisihan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut. Total efisiensi penyisihan (100%) = ((inlet-outlet)/inlet x 100%) Tabel 4.35 Data hasil analisis TSS setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi(%) , , , , , , , , , ,02 rata-rata 4,43

72 59 Tabel 4.36 Data hasil analisis TSS pada bak prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,08 rata-rata 56,65 Berdasarkan data dari tabel 4.36 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi TSS pada air limbah. Nilai efisiensi penyisihan rata-rata TSS pada bak prasedimentasi adalah 56,65 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis TSS di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.37, 4.38,dan 4.39 di bawah ini. Tabel 4.37 Data hasil analisis TSS pada reaktor BSF 1 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , ,76

73 60 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , ,57 rata-rata 79,99 Tabel 4.38 Data hasil analisis TSS pada reaktor BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) , , , , , , , , , ,36 rata-rata 81,32

74 61 Tabel 4.39 Data hasil analisis TSS pada reaktor BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (&) , , , , , , , , , ,18 rata-rata 79,61 Perbandingan nilai efisiensi penyisihan TSS dari ketiga biosand filter dapat dilihat pada tabel 4.40 di bawah ini. Tabel 4.40 Data perbandingan efisiensi penyisihan TSS seluruh BSF hari ke- BSF 1 (%) BSF 2 (%) BSF 3 (%) 1 80,21 83,26 80, ,33 84,55 83, ,76 84,86 82, ,21 87,31 84, ,07 87,07 84, ,50 82,47 79, ,44 78,91 75, ,47 75,32 73, ,31 73,04 81,24

75 62 hari ke- BSF 1 (%) BSF 2 (%) BSF 3 (%) 10 73,57 76,36 72,18 rata-rata 79,99 81,32 79,61 Berdasarkan tabel 4.40 di atas, kemudian dibuat grafik perbandingan efisiensi penyisihan TSS dari seluruh biosand filter. 100 persentase removal hari ke- bsf 1 bsf 2 BSF 3 Gambar 4.7 Efisiensi penyisihan konsentrasi TSS pada unit BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.7 diatas dapat diketahui bahwa efisiensi yang diperoleh dari ketiga unit BSF dengan variasi diameter dan ketinggian media yang berbeda memiliki penurunan efisiensi yang hampir sama. Efisiensi penyisihan konsentrasi TSS cenderung mengalamai penurunan dari hari pertama sampai hari ke sepuluh. Penurunan konsentrasi TSS pada air limbah terjadi akibat adanya proses fisik yaitu berupa pengendapan pada media pasir. Efisiensi rata-rata penurunan konsentrasi TSS dari BSF 1 adalah 79,99% untuk BSF 2 adalah 81,32% dan untuk BSF 3 adalah 79,61%. Hal ini dapat terlihat bahwa nilai efisiensi BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling baik.

76 63 Berdasarkan keseluruhan data yang ada, kemudian dihitung nilai efisiensi penurunan konsentrasi TSS total antara bak pengendap dan unit biosand filter. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.41 di bawah ini. Tabel 4.41 Data efisiensi penyisihan TSS gabungan BP dan unit BSF efisiensi penyisihan (%) hari ke- BP+BSF 1 BP+BSF 2 BP+BSF ,06 92,49 91, ,61 93,28 92, ,77 93,14 91, ,21 94,54 92, ,76 94,36 93, ,22 92,22 90, ,85 91,67 89, ,22 89,71 89, ,03 87,96 91, ,69 89,83 88,04 rata-rata 91,34 91,92 91,17 Berdasarkan tabel 4.41 di atas, dapat dilihat bahwa unit BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling baik. Dalam unit biosand filter ini terjadi proses penyaringan untuk mengurangi konsentrasi TSS pada air limbah. Oleh karena itu, diameter dan ketinggian media juga menjadi penentu keberhasilan biosand filter dalam menurunkan konsentrasi TSS. Kedalaman media juga berpengaruh dalam proses penyaringan. Mekanisme penurunan TSS pada biosand filter mengalami proses filtrasi dan adsorbsi dengan menggunakan butiran pasir yang halus. Bahan- bahan dalam bentuk suspensi akan terperangkap di lapisan saringan. Semakin kecil diameter pasir maka luas total permukaan media

77 64 pasir akan semakin besar sehingga kemampuan untuk mengadsorbsi semakin baik. BSF 2 memiliki ukuran diameter pasir 0,59 mm dan kedalaman media 10 cm. 4.6 Data Analisis Efisiensi Penurunan Kadar Nitrat pada Reaktor Biosand filter Perlakuan yang dilakukan pada air limbah untuk analisis nitrat sama seperti pada analisis penurunan kadar COD, TSS, dan fosfat. Analisis dilakukan di tiga titik sampling, yaitu di inlet bak prasedimentasi, outlet bak prasedimentasi, dan outlet reaktor biosand filter. Untuk menentukan efisiensi penyisihan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut. Total efisiensi penyisihan (100%) = ((inlet-outlet)/inlet x 100%) Tabel 4.42 Data hasil analisis nitrat setelah diaerasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) 1 83,70 73,90 11, ,60 83,70 5, ,70 78,80 5, ,50 83,70 10, ,60 78,80 11, ,70 73,90 11, ,60 83,70 5, ,50 78,80 15, ,80 73,90 6, ,60 78,80 11,07 rata-rata 9,49

78 65 Tabel 4.43 Data hasil analisis nitrat pada bak prasedimentasi hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 73,90 54,29 26, ,70 64,09 23, ,80 54,29 31, ,70 59,19 29, ,80 59,19 24, ,90 49,39 33, ,70 59,19 29, ,80 59,19 24, ,90 49,39 33, ,80 54,29 31,10 rata-rata 28,68 Berdasarkan data dari tabel 4.43 di atas dapat dilihat bahwa bak prasedimentasi mampu menurunkan konsentrasi nitrat pada air limbah. Nilai efisiensi penyisihan rata-rata nitrat pada bak prasedimentasi adalah 28,68 %. Dari data outlet bak prasedimentasi dijadikan sebagai inlet dari reaktor biosand filter. Setelah itu dilakukan analisis nitrat di setiap outlet dari reaktor biosand filter. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.44, 4.45, dan 4.46 di bawah ini. Tabel 4.44 Data hasil analisis nitrat pada reaktor BSF 1 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 54,29 39,58 27, ,09 39,58 38, ,29 34,68 36,12

79 66 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 4 59,19 34,68 41, ,19 34,68 41, ,39 29,78 39, ,19 34,68 41, ,19 39,58 33, ,39 34,68 29, ,29 34,68 36,12 rata-rata 36,44 Tabel 4.45 Data hasil analisis nitrat pada reaktor BSF 2 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) Efisiensi (%) 1 54,29 34,68 36, ,09 39,58 38, ,29 34,68 36, ,19 29,78 49, ,19 34,68 41, ,39 29,78 39, ,19 39,58 33, ,19 34,68 41, ,39 34,68 29, ,29 39,58 27,09 rata-rata 37,27 Tabel 4.46 Data hasil analisis nitrat pada reaktor BSF 3 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) 1 54,29 34,68 36, ,09 39,58 38,24

80 67 hari ke- inlet (mg/l) outlet (mg/l) efisiensi (%) 3 54,29 34,68 36, ,19 34,68 41, ,19 39,58 33, ,39 34,68 29, ,19 34,68 41, ,19 39,58 33, ,39 34,68 29, ,29 39,58 27,09 rata-rata 34,62 Perbandingan nilai efisiensi penyisihan nitrat dari ketiga biosand filter dapat dilihat pada tabel 4.47 di bawah ini. Tabel 4.47 Data perbandingan efisiensi penyisihan nitrat seluruh BSF hari ke- BSF 1(%) BSF 2 (%) BSF (%) 1 27,09 36,12 36, ,24 38,24 38, ,12 36,12 36, ,41 49,69 41, ,41 41,41 33, ,70 39,70 29, ,41 33,13 41, ,13 41,41 33, ,78 29,78 29, ,12 27,09 27,09 rata-rata 36,44 37,27 34,62

81 68 Berdasarkan tabel 4.47 di atas, kemudian dibuat grafik perbandingan efisiensi penyisihan nitrat dari seluruh biosand filter. 60 persentase removal bsf 1 bsf 2 BSF hari ke- Gambar 4.8 Efisiensi penyisihan konsentrasi nitrat pada unit BSF 1, BSF 2, dan BSF 3 Berdasarkan gambar 4.8 diatas dapat diketahui bahwa efisiensi yang diperoleh dari ketiga unit BSF dengan variasi diameter dan ketinggian media yang berbeda memiliki penurunan efisiensi yang tidak jauh berbeda. Efisiensi penyisihan konsentrasi nitrat mengalami fluktuasi tetapi cenderung mengalamai penurunan setelah hari ke enam. Penurunan konsentrasi nitrat pada air limbah disebabkan karena adanya biofilm pada media pasir. Pada biofilm tersebut terdapat bakteri nitrat yang mengakibatkan terjadinya nitrifikasi dan denitrifikasi sehingga dapat menurunkan total N pada air limbah. Efisiensi rata-rata penurunan konsentrasi nitrat dari BSF 1 adalah 36,44% untuk BSF 2 adalah 37,27% dan untuk BSF 3 adalah

82 69 34,62%. Hal ini dapat terlihat bahwa nilai efisiensi BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling optimal. Berdasarkan keseluruhan data yang ada, kemudian dihitung nilai efisiensi penurunan konsentrasi nitrat total antara bak pengendap dan unit biosand filter. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.48 di bawah ini. Tabel 4.48 Data efisiensi penyisihan nitrat gabungan BP dan unit BSF efisiensi penyisihan (%) hari ke- BP+BSF 1 BP+BSF 2 BP+BSF ,44 53,07 53, ,71 52,71 52, ,99 55,99 55, ,57 64,42 58, ,99 55,99 49, ,70 59,70 53, ,57 52,71 58, ,77 55,99 49, ,07 53,07 53, ,99 49,77 49,77 rata-rata 54,68 55,34 53,43 Berdasarkan tabel 4.48 di atas, dapat dilihat bahwa unit BSF 2 memiliki nilai efisiensi penyisihan yang paling baik. Hal ini menunjukkan bahwa diameter dan kedalaman media pasir halus mempengaruhi besarnya nilai efisiensi penyisihan konsentrasi nitrat pada air limbah. Semakin kecil diameter pasir, maka total luas permukaan media pasir yang dapat ditumbuhi oleh biofilm akan semakin banyak, sehingga kemampuan mikroorganisme dalam menyisihkan konsentrasi nitrat semakin baik. Kedalaman

83 70 media yang semakin dalam mengakibatkan volume pasir juga semakin banyak, sehingga biofilm yang tumbuh juga semakin banyak. BSF 2 memiliki ukuran diameter pasir 0,59 mm dan kedalaman media 10 cm. 4.7 Perbandingan Antara Analisis Blanko dengan Unit Biosand filter yang Sudah Diaklimatisasi Sebelum unit biosand filter di aklimatisasi, dilakukan analisis blanko untuk mengetahui perbedaannya. Perbandingan efisiensi penyisihannya dapat dilihat pada tabel 4.49, 4.50, dan 4.51di bawah ini. Tabel 4.49 Data perbandingan efisiensi penyisihan rata-rata BSF1 Parameter Efisiensi penyisihan rata-rata (%) Blanko BSF1 BSF 1 COD 49,61 74,87 Nitrat 29,31 36,44 Fosfat 20,98 28,40 TSS 77,11 80,00 Tabel 4.50 Data perbandingan efisiensi penyisihan rata-rata BSF2 Parameter Efisiensi penyisihan rata-rata (%) Blanko BSF2 BSF 2 COD 52,50 76,92 Nitrat 33,79 37,27 Fosfat 23,14 30,37 TSS 79,19 81,31

84 71 Tabel 4.51 Data perbandingan efisiensi penyisihan rata-rata BSF3 Parameter Efisiensi penyisihan rata-rata (%) Blanko BSF3 BSF 3 COD 45,74 70,81 Nitrat 29,17 34,62 Fosfat 20,54 28,39 TSS 75,29 79,53 Berdasarkan tabel 4.49, 4.50, dan 4.51 di atas, dapat dilihat bahwa efisiensi penyisihan parameter pencemar pada unit BSF yang telah diaklimatisasi lebih tinggi dibandingkan dengan blanko. Hal ini mungkin dapat disebabkan karena jumlah mikroorganisme pada media pasir belum banyak tumbuh sebelum dilakukan aklimatisasi. Jumlah biofilm yang sedikit, menyebabkan kemampuan untuk mereduksi parameter pencemar kurang optimal. Maka dari itu perlu dilakukan aklimatisasi pada media supaya biofilm dapat tumbuh pada media pasir 4.8 Perhitungan Gabungan Efisiensi Penyisihan Seluruh Parameter pada Unit Biosand filter Berdasarkan dari keseluruhan data yang ada, kemudian seluruh efisiensi penyisihan parameter pencemar di plotkan dalam satu grafik yang dapat dilihat pada gambar 4.9, 4.10, dan 4.11 di bawah ini.

85 72 Presentase penyisihan (%) Hari ke- nitrat COD fosfat TSS Gambar 4.9 Grafik efisiensi penyisihan seluruh parameter pencemar pada BSF 1 Presentase penyisihan (%) Hari ke- nitrat COD fosfat TSS Gambar 4.10 Grafik efisiensi penyisihan seluruh parameter pencemar pada BSF 2

86 73 Presentase penyisihan (%) Hari ke- nitrat COD fosfat TSS Gambar 4.11 Grafik efisiensi penyisihan seluruh parameter pencemar pada BSF 3 Berdasarkan gambar 4.9, 4.10, dan 4.11 di atas, dapat dilihat bahwa efisiensi penyisihan parameter pencemar pada ketiga unit BSF mengalami kenaikan dan penurunan yang fluktuatif. Hal ini mungkin disebabkan karena kondisi reaktor yang belum stabil. Seharusnya running dapat dilakukan saat kondisi reaktor BSF berada pada keadaan stabil. Efisiensi penyisihan COD dan TSS memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan efisiensi penyisihan nitrat dan fosfat. Secara garis besar dapat dilihat bahwa ketiga reaktor mengalami penurunan efisiensi penyisihan setelah hari ke enam. Sebenarnya ketiga reaktor masih mampu untuk mereduksi parameter pencemar jika dilihat dari nilai efisiensi penyisihan yang masih cukup tinggi. Sebaiknya penelitian dilanjutkan sampai seluruh reaktor benar-benar dalam kondisi jenuh atau ketika nilai efisiensi penyisihannya sudah tidak tinggi lagi.

87 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang didapat dari pelaksanaan penelitian ini adalah: 1. Hasil dari analisis yang dilakukan didapatkan penyisihan rata rata dari reaktor biosand filter 1, 2, dan 3 dalam penyisihan organik (COD) 74,09%; 76,93%; dan 70,81%, TSS 79,99%; 81,32%; dan 79,61%, nitrat 36,44%; 37,27%; dan 34,62%, fosfat 28,40%; 30,37%; dan 28,39%. Konsentrasi awal ratarata parameter pencemar adalah COD 1697 mg/l; TSS 1217 mg/l; nitrat 83,57 mg/l;dan fosfat 16,88 mg/l. 2. Variasi diameter dan ketebalan media yang optimal dalam menyisihkan parameter pencemar COD, TSS nitrat, dan fosfat pada limbah domestik adalah reaktor biosand filter 2, Media yang digunakan adalah pasir halus dengan diameter 0,59 mm dan ketebalan media 10cm, BSF2 memiliki efisiensi penyisihan tertinggi dengan nilai penyisihan COD 76,93%, TSS 81,32%, nitrat 37,27%, dan fosfat 30,37%. 75

88 Saran Saran yang dapat disampaikan oleh penulis dari penelitian ini adalah: 1. Untuk penelitian selanjutnya, disarankan untuk dilakukan ketika reaktor berada dalam kondisi stabil. 2. Melakukan penelitian sampai reaktor dalam keaadan clogging.

89 DAFTAR PUSTAKA Anonim Modul Praktikum Teknik Analisis Pencemaran Lingkungan. Laboratorium Teknik Lingkungan. Surabaya: ITS. Alaerts, G dan Santika, SS Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional. Effendi, H Telaah Kualitas Air : Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Kanisius. Hindarko, S Mengolah Air Limbah : Supaya Tidak Mencemari Orang Lain. Jakarta: ESHA. Kikkawa, I Modification of a Biosand filter in the Northern Region of Ghana. Massachusetts Institute of Technology. Mahida,U. N Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada. Mara, D Domestic Wastewater Treatment In Developing Countries. UK : Cromwell Press, Trowbridge Nugroho, D Pemanfaatan Limbah Padat Industri Tahu dan Reaktor Biosand filter untuk Menurunkan Kadar Ion Logam Fe 3+ dan Zn 2+ pada Industri Galvanis. Semarang: Universitas Negeri Semarang. Ragil, R Studi Pengaruh Variasi Hydraulic Loading Rate (HLR) dan Konsentrasi Influen terhadap Penurunan BOD, COD, dan TSS Limbah Cair Domestik Black water Menggunakan Reaktor UASB. Semarang: Universitas Diponegoro. Sukawati, T Penurunan Konsentrasi Chemical Oxygen Demand (COD) pada Air Limbah Laundry dengan xvii

90 Menggunakan Reaktor Biosand filter Diikuti dengan Reaktor Activated Carbon. Yogyakarta: Universitas Islam Indonesia. Tangahu, B.V. dan Warmadewanthi, I.D.A.A Pengelolaan Limbah Rumah Tangga Dengan Memanfaatkan Tanaman Cattail (Typha angustifolia) dalam Sistem Constructed Wetland, Purifikasi, Volume 2 Nomor 3, ITS Surabaya. Tchobanoglous, G., Burton, F.L., dan Stensel, H.D Wastewater Engineering Treatment Disposal and Reuse. New York: McGraw Hill. Widyaningsih, V Pengolahan Limbah Cair Kantin Yongma FISIP UI. Jakarta: Universitas Indonesia. xviii

91 LAMPIRAN PROSEDUR ANALISIS COD 1. Alat dan bahan a.larutan K 2 Cr 2 O 7 b.kristal Perak Sulfat (Ag 2 SO 4 ) dicampur dengan Asam Sulfat (H 2 SO 4 ) c. Larutan standard Fero Amonium Sulfat 0,05 N d.kristal Merkuri Sulfat (Hg 2 SO 4 ) e. Larutan indikator Fenantrolin fero Sulfat (Feroin) f. Buret 50 ml 1 buah g.erlrnmeyer COD 2 buah h.alat refluks dan pemanasnya i. Pipet 10 ml, 5 ml j. Beker glass 50 ml 1 buah 2. Prosedur Percobaan a.masukkan 0,4 gr kristal Hg 2 SO 4 ke dalam masing-masing erlenmeyer COD. b. Tuangkan 20 ml air sampel dan 20 ml air aquadest (sebagai blanko) ke dalam masing-masing erlenmeyer COD. c. Tambahkan 10 ml larutan Kalium Dikromat (K 2 Cr 2 O 7 ) 0,1N d. Tambahkan 30 ml larutan campuran Ag 2 SO 4 dan H 2 SO 4. e. Alirkan air pendingin pada kondensor dan pasang erlenmeyer COD. f. Nyalakan alat pemanas dan refluís larutan tersebut selama 2 jam. g. Biarkan erlenmeyer dingin dan tambahkan air aquadest melalui kondensor sampai volume 150 ml. h. Lepaskan erlenmeyer dari kondensor dan tunggu sampai dingin. i. Tambahkan 3-4 tetes indikator feroin. i

92 j. Titrasi kedua larutan di erlenmeyer tersebut dengan Larutan Standart Fero Amoniuim Sulfat 0,05 N hingga warna menjadi merah-coklat. k. Hitung COD sampel dengan rumus: Dimana: a = Volume FAS titrasi blanko (ml) b = Volume FAS titrasi sampel (ml) N = Normalitas larutan FAS f = faktor ( 20: titran blanko kedua) P = pengenceran PROSEDUR ANALISIS TSS 1. Alat dan bahan a.cawan penguapan, diameter 90 mm, kapasitas 100 ml,terbuat dari porselin b.oven untuk pemanasan 105 o C c.desikator d.kertas Saring e.timbangan analitis, kapasitas 200 gram, ketelitian 0,1 mg 2. Prosedur Percobaan a. Cawan penguap kosong yang telah dibersihkan, dipanaskan pada 105 o C dalam oven selama 1 jam. Apabila akandilanjutkan untuk analisis Zat padat Tersuspensi Organis, cawan dipanaskan pada 550 o C selama 1 jam. b. Dinginkan selama 15 menit dalam desikator, kemudian ditimbang; cawan yang dikeluarkan dari furnace pada

93 550 o C diturunkan dahulu panasnya dalam oven pada 105 o C sebelum didinginkan dalam desikator. c. Sampel dikocok merata, kemudian dituangkan dalam cawan Volum sampel diatur sehingga berat residu adalah antara 25 sampai 250 mg. d. Masukkan cawan berisi sampel ke dalam oven, suhu oven diatur 98 o C untuk mencegah percikan akibat didihan air dalam cawan. Namun bila volum sampel kecil dan dinding cawan cukup tinggi maka langkah ini tidak perlu. e.teruskan pengeringan dalam oven dengan suhu 105 o C selama 1 jam. f. Dinginkan cawan yang berisi residu zat padat tersebut dalam desikator, sebelum ditimbang. g. Ulangi langkah e dan f, sampai diperoleh berat yang konstan atau berat berkurang < 4% berat semula atau 0,5 mg. Biasanya pemanasan 1 sampai 2 jam sudah cukup.awas.! Garam yang telah mengendap sangat higroskopis, sehingga penimbangan harus dilakukan dengan cepat. h. Agar hasil analisis teliti, seharusnya dibuat duplikat. i. Perhitungan: Dimana: a = berat cawan dan residu sesudah pemanasan 105 C b = berat cawan (kosong) sesudah pemanasan 105 C PROSEDUR ANALISIS NITRAT 1. Alat dan Bahan a. Larutan Brucin Asetat b. Larutan Asam Sulfat Pekat c. Erlenmeyer 50ml 2 buah d. Spektrofotometer dan Kuvet

94 e. Pipet 10 ml, 5 ml 2. Prosedur Percobaan a. Ambil 2 buah Erlenmeyer 50 ml, isi masing masing dengan sampel air dan aquadest (sebagai blanko) sebanyak 2 ml b. Tambahkan 2 ml larutan Brucin Asetat c. Tambahkan 4 ml Larutan Asam Sulfat Pekat d. Aduk dan Biarkan selama 10 menit e. Baca pada spektrofotometer dengan panjang gelombang 400µm Absorbansi dan hasil pembacaan, dibaca pada hasil kalibrasi atau kurva kalibrasi PROSEDUR ANALISIS FOSFAT 1. Alat dan Bahan a. Larutan Amonium Molybdate b. Larutan Klorid Timah (SnCl) c. Erlenmeyer 100 ml 2 buah d. Spektrofotometer dan Kuvet e. Pipet 25 ml, 10 ml, 5 ml 2. Prosedur Percobaan a. Ambil 2 buah Erlenmeyer 100 ml, isi masing masing dengan sampel air dan aquadest (sebagai blanko) sebanyak 25 ml b. Tambahkan 1 ml larutan Amonium Molybdate c. Tambahkan 2-3 tetes larutan Klorid Timah d. Aduk dan biarkan selama 7 menit e. Baca pada spektrofotometer dengan panjang gelombang 650µm Absorbansi hasil pembacaan, dihitung dengan rumus hasil kalibrasi atau dibaca dengan kurva kalibrasi

95 BIODATA PENULIS Penulis dilahirkan di Jombang pada 2 April 1991, merupakan anak pertama dari 2 bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal yaitu TK Aisyah, SDN 44 Ampenan, SMPN 2 Mataram dan SMAN 1 Mataram. Pada tahun 2009 penulis menempuh pendidikan S1 di Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP-ITS melalui jalur SNMPTN dan terdaftar dengan NRP Selama masa perkuliahan, penulis aktif sebagai panitia dalam berbagai kegiatan yang diselenggarakan oleh Himpunan Teknik Lingkungan diantaranya adalah kegiatan Susur Sungai 2012, Kampung FTSP 2011, dan Bulan Hijau Penulis juga terdaftar sebagai anggota aktif di UKM badminton ITS periode Januari 2012-Agustus Penulis pernah mengikuti Kerja Praktek di IPA Krian PDAM Sidoarjo pada Tahun Segala bentuk komunikasi terkait dengan Tugas Akhir ini dapat disampaikan melalui penulis di baharipurnama@gmail.com.