ANALISA KINERJA HORISONTAL BIO-BALL FILTER UNTUK PENGOLAHAN GREY WATER (LIMBAH DOMESTIK)

Transkripsi

1 ANALISA KINERJA HORISONTAL BIO-BALL FILTER UNTUK PENGOLAHAN GREY WATER (LIMBAH DOMESTIK) Sitnjak, B.A.D Mahasiswi Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP-ITS Surabaya, Abstrak - Pola pembuangan grey water yang secara konvensional langsung masuk ke dalam saluran drainase atau langsung masuk ke badan air seperti sungai dan danau, menyebabkan kondisi sanitasi yang tidak sehat dan menambah beban pencemaran di badan air. Ditambah dengan kurangnya kesadaran masyarakat untuk memelihara lingkungan, seperti membuang sampah kedalam saluran drainase atau kali menyebabkan kualitas air permukaan menurun.pengolahan grey water dapat menggunakan sistem bioball filter. Sistem ini cocok diterapkan karena operational yang mudah dan murah, pengolahan yang sesuai untuk diterapkan baik dari aspek teknologi maupun ekonomi. Variasi beban hidrolik 1;1,2;1,5, dan 2 m 3 /m 2.hari dan variasi panjang reaktor 67 dan 1 cm. Prosentase penyisihan yang diperoleh menghasilkan penurunan zat organik sebagai KMnO 4 pada Reaktor Biofilter 1 yaitu 76,2% dan reaktor biofilter 2 yaitu 84,8%. Sedangkan prosentase penyisihan yang diperoleh menghasilkan penurunan TSS pada Reaktor Biofilter 1 83,33% dan Reaktor Biofilter 2 87,4%. Kata kunci: grey water, beban hidrolik, TSS, bioball I. PENDAHULUAN Saat ini, kualitas air permukaan, seperti beberapa saluran drainase atau kali di Surabaya mulai mendapat perhatian dari berbagai pihak dan pemerintah Kota Surabaya. Hal ini merupakan suatu usaha dari pemerintah itu sendiri, untuk memperbaiki kualitas air permukaan yang semakin lama semakin menurun. Grey water, yaitu limbah cair hasil aktivitas dapur, pencucian pakaian, kamar mandi (selain tinja), dan lain sebagainya, yang berasal dari rumah, sekolah, maupun perkantoran adalah salah satu pencemar pada grey water tidak begitu tinggi, namun apabila masuk ke dalam air dan terakumulasi dapat menyebabkan penurunan kualitas air yang cukup berarti. Pada pengelolaan air limbah secara individu, greywater belum menjadi perhatian utama. Greywater secara konvesional masuk ke dalam saluran drainase atau langsung masuk ke 1

2 badan air seperti sungai. Pola pembuangan tersebut menyebabkan kondisi sanitasi yang tidak sehat dan menambah beban pencemaran di badan air. Ditambah dengan kurangnya kesadaran masyarakat untuk memelihara lingkungan, seperti membuang sampah ke dalam saluran drainase atau kali yang juga menyebabkan menurunnya kualitas air permukaan. Melihat permasalahan yang ada perlu dilakukan upaya untuk mengolah limbah greywater. Upaya yang dilakukan agar lebih cepat dengan menggunakan rekayasa teknologi untuk mengolah limbah greywater secara in situ. Dalam penelitian ini, konsep teknologi yang digunakan adalah biofilter. Biofilter merupakan suatu istilah dari reaktor yang dikembangkan dengan prinsip mikroba tumbuh dan berkembang menempel pada suatu media filter dan membentuk biofilm (attached growth). Pengolahan ini adalah pengolahan yang sangat mudah dan sangat murah dari segi operasional. Biofilter dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar dan dapat menghilangkan padatan tersuspensi (SS) dengan baik. Pada penelitian ini akan digunakan Bioball Filter. Sistem ini menggunakan bola berpori dengan serat sintesis, yang disebut dengan Bioball, sebagai media filtrasi. Penelitian ini akan dilakukan percobaan di Laboratorium dengan menggunakan reaktor dan perlengkapan lain yang menunjang. Reaktor yang digunakan terbuat dari kaca dengan dimensi tertentu. Pada penelitian ini akan digunakan biofilter dengan media bioball untuk mengetahui bagaimana kinerja dari Bioball Filter tersebut sebagai media pengolah Grey Water. II. METODE Metode penelitian adalah langkah-langkah teknis yang akan dilakukan selama penelitian tugas akhir. Persiapan Alat dan Bahan: Pembuatan Reaktor Dalam penelitian ini akan digunakan dua buah reaktor biofilter yang terbuat dari kaca yang dirancang pada skala kecil (skala laboratorium). Reaktor biofilter berbentuk persegi panjang, reaktor biofilter 1 dengan ukuran 67 x x cm dan reaktor biofilter 2 dengan ukuran 1 x x cm. Bak pengatur debit berfungsi sebagai alat agar debit air limbah yang masuk ke dalam reaktor konstan, dengan cara menjaga ketinggian muka air pada bak pengatur debit tetap. Bak pengatur debit terbuat dari gentong plastik yang ukurannya 1 liter. Untuk mengalirkan air dari saluran drainase kalidami ke bak pengatur debit digunakan satu buah pompa (34 liter/mmenit) dan satu buah pipa PVC ukuran 32 mm dan dari bak pengatur debit 2

3 ke reaktor digunakan dua buah valve dan dua buah selang ukuran 32 mm yang dihubungkan ke masing-masing reaktor. Persiapan Media Media yang digunakan untuk tempat tumbuhnya biofilm dalam penelitian ini adalah bioball. Bioball berbentuk seperti bola berpori dengan serat sintesis. Bioball memiliki pori-pori kecil yang berfungi untuk menangkap padatan dari aliran influen. Bioball yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran 3 cm. Analisa Pendahuluan Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap parameter. Analisis terhadap parameter air limbah dilakukan untuk mengetahui awal air limbah sebelum dilakukan penelitian yang nantinya akan dibandingkan dengan effluen sehingga dapat diketahui penyisihan yang terjadi. Seeding dan Aklimatisasi Seeding dilakukan untuk menumbuhkan mikroorganisme sehingga terbentuk lapisan biofilm pada media bioball sebelum biofilter dioperasikan. Sebelum melakukan seeding, terlebih dahulu media dimasukkan ke dalam reaktor. Hasil seeding diamati setiap hari. Apabila pada media terbentuk lapisan lendir yang berwarna hitam kecoklatan-coklatan serta tidak mudah terlepas dari media, maka dapat dipastikan bahwa telah tumbuh mikroorganisme pada media. Sampai mikroorganisme tumbuh diperlukan waktu selama 2 minggu. Hal tersebut dilakukan untuk didapatkan hasil sampai terjadi steady state pada kondisi air limbah. Proses aklimatisasi dilakukan untuk mendapatkan suatu kultur mikroorganisme yang stabil dan dapat beradaptasi dengan air limbah domestik dari saluran Kalidami yang telah disiapkan. Pengoperasian Biofilter Prosedur pengoperasian reaktor biofilter adalah sebagai berikut: Terlebih dahulu dilakukan analisa awal parameter dari air limbah.kemudian mengatur beban hidrolik air limbah yang masuk dengan menggunakan valve sesuai dengan variasi beban hidrolik yang pertama sebesar 1 m 3 /m 2.hari pada masing-masing biofilter. Untuk mengatur beban hidrolik adalah dengan cara mengatur debit aliran yang masuk ke reaktor. Cara untuk mengatur besarnya debit air yang masuk adalah dengan mengatur besarnya bukaan valve pada outlet bak pengatur debit. Debit air yang mengalir keluar dari bak pengatur debit menuju reaktor biofilter tersebut diukur dengan meggunakan gelas ukur dan stopwatch. Caranya adalah mengukur ml air yang diperlukan selama 1 menit. Effluen yang keluar dari biofilter diambil dan dianalisis sesuai dengan parameter yang diukur secara berkala. Untuk melakukan penelitian dengan variabel selanjutnya, maka debit air limbah yang masuk langsung diubah. Hal ini dilakukan agar sebagian lapisan biofilm hilang (sebagian 3

4 mikroorganisme terbawa keluar bersama effluen karena adanya debit yang berubah) tetapi tidak terlalu banyak agar tidak perlu lagi dilakukan seeding dan aklimatisasi. Dilakukan pengulangan prosedur diatas untuk variasi beban hidrolik yang lainnya. Analisa Akhir Parameter Menganalisa data parameter air limbah yang digunakan. III. HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Air Limbah Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan penelitian pendahuluan terhadap air limbah tersebut untuk mengetahui karateristik air limbah tersebut. Tabel 1. Karakteristik Air Limbah Parameter Satuan Konsentrasi BOD mg/l 21 COD mg/l TSS mg/l 52 Organik (KMnO 4 ) mg/l 23,15 Sumber: Hasil Penelitian, 1 Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa parameter BOD dan COD dalam air limbah domestik melebihi baku mutu yang telah ditetapkan oleh KEPMEN LH No.112 Tahun 3 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik. Konsentrasi BODnya mencapai 21 mg/l dan konsentrasi CODnya mencapai. Sedangkan standar baku mutu untuk BOD adalah 6 mg/l dan baku mutu untuk COD adalah 25 mg/l. Bila kandungan COD dan BOD dalam air limbah tinggi, berarti zat organik dalam air limbah tersebut juga tinggi. Kadar oksigen terlarut dalam air akan menurun karena dipakai untuk menguraikan zat organik. Rendahnya kandungan oksigen di suatu perairan akan mengakibatkan rusaknya lingkungan perairan yaitu adanya kematian berbagai organisme sehingga menurunkan kualitas perairan tersebut (Utomo, 2). Parameter TSS melebihi baku yang telah ditetapkan, yaitu mg/l. Kandungan padatan tersuspensi yang tinggi akan menyebabkan terjadinya kekeruhan dan warna pada air limbah, hal ini dapat merusak pemandangan. Selain itu, kandungan solid yang terlalu besar dapat menyumbat aliran pada reaktor. Air limbah tersebut dapat mempengaruhi kualitas badan air penerima jika dibuang secara terus-menerus. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengolahan air limbah. Analisa Efisiensi Penyisihan Zat Organik sebagai KMnO 4 Efisiensi penyisihan zat organik sebagai KMnO 4 dilakukan penelitian terhadap 4 variasi beban hidrolik, yaitu, beban hidrolik 1 m 3 /m 2.hari, 1,2 m 3 /m 2.hari, 1,5 m 3 /m 2.hari, dan 2 4

5 Efisiensi Penyisihan (%) 1 8 1

11 Efisiensi Penyisihan (%) Efisiensi Penyisihan (%) 1 8 1

12 dari pengoperasian sebelumya menjadi lebih besar sehingga beban hidroliknyapun lebih besar. Efisiensi pada Reaktor Biofilter 1 semakin meningkat dan mencapai stabil dan pada Reaktor Biofilter 2 juga efisiensi penyisihan semakin meningkat dan mencapai stabil. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi proses penguraian zat organik, dikarenakan telah tumbuh dan berkembang biaknya mikroorganisme yang ada pada reaktor biofilter. Efisiensi penyisihan pada rekator 1 lebih rendah dibandingkan efisiensi penyisihan pada Reaktor Biofilter 2. Hal ini dikarenakan proses biologis pada Reaktor Biofilter 2 lebih lama dalam menguraikan zat organik daripada Reaktor Biofilter 1. Maka Reaktor Biofilter 2 lebih efektif dalam mengolah air limbah dibanding dengan Reaktor Biofilter 1. IV. KESIMPULAN Berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Dari hasil penelitian di laboratorium bahwa efisiensi penyisihan biofilter untuk mengolah kualitas grey water pada zat organik sebagai KMnO 4 dapat mencapai 76,2% pada Reaktor Biofilter 1 dengan panjang 67 cm dan 84,8% pada Reaktor Biofilter 2 dengan panjang 1 cm. Sedangkan penyisihan TSS dapat mencapai 83,33% pada Reaktor Biofilter 1 dan 87,4% pada Reaktor Biofilter Panjang reaktor biofilter yang paling efektif untuk mengolah kualitas grey water adalah Reaktor Biofilter 2 dengan panjang 1 cm. DAFTAR PUSTAKA Alaerts, Dr. Ir. G dan Ir. Sri Sumestri Santika, MSc Metoda Penelitian Air. Surabaya: Indonesia. Anonim, 8. Biofilm Basics. APHA, AWWA, AWEF., 5. Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater, 21 st edition. Washington. Grady, C.P.L and Lim, H.C Biological Wastewater Treatment. Marcel Dekker Inc. New York. Herlambang, Arie dan Nusa Idaman Sahid. 1. Penurunan Kadar Zat Organik dalam Air Sungai Biofilter Tercelup Struktur Sarang Tawon. ing%submerge%biofilter%24%5%1.pdf. Indriani, Tika. 9. Studi Efesiensi Paket Pengolahan Grey Water Model Kombinasi ABR-Anaerobic Filter. Tugas Akhir. Surabaya: Jurusan Teknik Lingkungan ITS. 12

13 Januarti, Catur. 5. Pengolahan Air Buangan Grey Water Menggunakan Membrane Bioreactor (MBR). Tugas Akhir. Surabaya: Jurusan Teknik Lingkungan ITS. Jefferson, B., Palmer A., Jeffrey P., Stuetz R., and Judd S. 4. Grey water characterisation and its impact on the selection and operation of technologies for urban reuse. Water Science and Technology, 2: Metcalf and Eddy, Inc., 4. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, 4 th edition. New York: Mc Graw-Hill. Morel A., and Diener S. 6. Greywater Management in Low and Middle-Income Countries, Review of different treatment systems for households or neighbourhoods. Switzerland: Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag), Dübendorf. Ningrum, A. V. 8. Perencanaan Subsurface Flow Constructed Wetland dalam Pengolahan Grey Water Skala Rumah Tangga secara Individu di Perkotaan (Studi Kasus : Perumahan Puri Mas Surabaya). Tugas Akhir. Surabaya : Jurusan Teknik Lingkungan ITS. Razif, M. dan Adhi Yuniarto Modul Ajar: Pengelolaan Kualitas Air. Surabaya: Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP, ITS, Surabaya. Reynolds, T Unit Operation and Processes in Environmental Engineering. California: Texas A&M University, Brook/Cole Engineering Division. Rahmayanti, Dian Studi Penurunan Bahan Organik (Permanganat Value) dan BOD Limbah Tambak Udang Intensif dengan Menggunakan Roughing Biofilter Horisontal. Tugas Akhir. Surabaya: Jurusan Teknik Lingkungan ITS. Said, Ir. Nusa Idaman. 8. Pengolahan Air Limbah Domestik di DKI Jakarta: Tinjauan Permasalahan, Strategi, dan Teknologi Pengolahan. Jakarta: Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. Sutrisno, T. 2. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta: Rineka Cipta. Trihadiningrum, Y. 6. Penuntun Praktikum : Mikrobiologi Lingkungan. Surabaya : Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS. Qasim, Syed R (The University Of Texas at Arlington) Wastewater Treatment Plants: Planning, Design and Operation. CBS College Publishing. 2 nd Edition. PWS Publishing Co. Boston, USA. Utomo, Kristrianti. 2. Penyisihan COD, BOD, TSS, Ammonia Menggunakan Proses Biofilter Tercelup dengan Media Bioball secara Aerob (Studi Kasus Air Limbah 13

14 Domestik Waduk Setiabudi Jakarta Selatan). Tugas Akhir. Semarang: Jurusan Teknik Lingkungan UNDIP. 14