BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian, Rancangan Penelitian atau Metode Pendekatan

Jenis penelitian ini adalah quasi experiment (eksperimen semu) dengan

rancangan penelitian non randomized pretest-postest control group design yaitu

subyek dibagi dalam dun kelompok. Kelompok pertama merupakan unit percobaan

untuk perlakuan dan kelompok kedua merupakan kelompok suatu kontrol kemudian

dicari perbedaan antara pengukuran antara keduanya dan perbedaan ini dianggap

disebabkan oleh perlakuan.

Rancangan ini dapat digambarkan. sebagai berikut:

OA1, OA2,……, OA16XA

OB1, OB2,……., , OB16XB

Air limbah

Y1 - 16

Gambar 3.1 Rancangan Penelitian

Keterangan:

Y1-16 : Kontrol (pretest)

XA : Perlakuan trickling filter dengan ketebalan 80 cm

XB : Perlakuan trickling filter dengan ketebalan 100 cm

OA (1-16) : Pengulangan ke 1- 16 pada air limbah tahu dengan ketebalan 80 cm

OB (1-16) : Pengulangan ke 1-16 pada air limbah tahu dengan ketebalan 100 cm

B. Populasi dan Sampel (Subyek Penelitian)

1. Subyek

Subyek dalam penelitian ini adalah air limbah tahu yang berasal dari

industri tahu di Kelurahan Jomblang Kecamatan Candi Sari Kota Semarang.

2. Sampel

Sampel dalam penelitian ini adalah air limbah tahu yang diambil dari

saluran air limbah tahu yang menuju ke tempat penampungan air limbah.

Berdasarkan rumus replikasi Kemas Ali Hanafiah (1994) untuk menghindari

sekecil mungkin kesalahan dalam replikasi atau pengulangan terhadap eksperimen

digunakan rumus (t - 1) (r - 1) 15 maka didapatkan jumlah pengulangan ≥

sebanyak 16 kali pada masing-masing perlakuan. Bejana yang digunakan

berdiameter 60 cm maka volume air yang diperlukan berdasarkan variasi

ketebalan tempurung kelapa dalam masa pengkondisian, ditentukan dengan rumus

π x r2 x t yaitu pada ketebalan 80 cm =226,08 liter dan 100 cm =282.6 liter.

Jumlah air limbah untuk analisis laboratorium antar lain 200 ml x 16 x 2 = 6400

ml.

C. Variabel dan Definisi Operational

1. Variabel Penelitian

a. Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah ketebalan media trickling filter.

b. Variabel Terikat

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah kadar BOD air limbah tahu

c. Variabel Pengganggu

Variabel pengganggu dalam penelitian ini adalah :

a. pH

b. Karakteristik air buangan

c. Temperatur

d. Bentuk, sifat dan jumlah mikroorganisme.

e. Asosiasi kehidupan di dalam trickling filter

f. Aerasi

g. Lama waktu tinggal

2. Definisi Operasional

a. Ketebalan media

Adalah tinggi susunan media trickling filter yang dilalui oleh air limbah

yang diukur mulai dari dasar sampai batas permukaan media. Ketebalan

media filter yang dipakai dalam penelitian ini ada dua yaitu 80 cm dan 100 cm

Satuan : centimeter (cm)

Skala : nominal

b. Kadar BOD

Adalah banyaknya oksigen yang diperlukan untuk rnenguraikan zat

organik oleh bakteri sehingga limbah menjadi jernih kembali. Perhitungan

BOD dilakukan dengan cara menghitung jumlah oksigen pada air sampel yang

telah diinkubasi pada suhu 20 oC dalam waktu 5 hari di laboratorium.

Satuan : mg/1

Skala : rasio.

c. pH

Adalah intensitas keasaman yang mewakili konsentrasi ion hidrogen dan

air limbah yang dilewatkan pada trickling filter. pH diukur dengan

menggunakan kertas lakmus sebelum dan sesudah air limbah melewati

trickling filter, baik pada ketebalan 80 cm maupun 100 cm.

Satuan : -

Skala : interval.

d. Temperatur

Adalah derajat panas atau dingin air limbah yang dilewatkan pada media

trickling filter yang ditunjukkan oleh skala pada termometer. Suhu diukur

dengan menggunakan termometer sebelum dan sesudah air limbah melewati

trickling filter dengan ketebalan 80 cm maupun 100 cm.

Satuan : derajat Celcius ( oC)

Skala : interval.

e. Aerasi

Aerasi merupakan proses pengolahan air dengan cara mengontakkan ke

udara. Aerasi dapat dilakukan dengan distributor berputar.

Satuan : W/m3

Skala : rasio

f. Lama Waktu Tinggal

Adalah waktu yang diperlukan dalam pembentukan biofilm pada media

trickling filter, yaitu dengan mendiamkan air limbah pada media selama dua

minggu.

Satuan : hari

Skala : rasio

D. Metode Pengumpulan Data

1. Metode Pengumpulan Data

a. Data Primer

Data primer dalam penelitian ini adalah data yang diperoleh langsung dari air

limbah di laboratorium yaitu kadar BOD air limbah tahu.

b. Data Sekunder

Data sekunder dalam penelitian ini adalah sebagai data penunjang dan data

lengkap yang diperoleh secara langsung dan data laporan Yayasan Bina Karta

Lestari (Bintari) tahun 2006 mengenai air limbah di Kelurahan Jomblang

Kecamatan Candi Sari Kota Semarang.

2. Prosedur Penelitian

a. Bahan dan Alat Penelitian

1) Bahan

- Air limbah tahu Kelurahan Jomblang Kecamatan Candi Sari Kota

Semarang

- Bahan kimia untuk analisis parameter kadar BOD

2) Alat

- Bak penampungan air limbah (drum besi, tinggi: 1 m dan diameter: 60

cm) : 1 buah

- Bak penampuug air limbah (drum besi, @ tinggi: 1 m dan @ diameter:

60 cm) : 2 buah

- Pipa PVC. diameter 3A inci : 1 batang (4 meter)

- Pipa PVC plastik later T ¾ inci : 1 buah

- Pipa PVC later L (Keni) 3/4 inci : 1 buah

- RFT ¾ x ½ : 3 buah

- RFL ¾ x ½ : 2 buah

- Chelender ½ : 5 buah

- Top Kran : 1 buah

- Selang plastik : 1 meter (dibagi menjadi 5)

- Isolatif pipa PVC : 2 buah

- Lem pipa : 1 buah

- Kran plastik ½ inci : 5 buah

- Sok besi ½ inci : 5 buah

- Sok besi ¼ inci : 1 buah

- Botol sampel

3) Persiapan

Persiapan-persiapan yang akan dilakukan dalam penelitian adalah :

1) Menyiapkan alat (trickling filter)

2) Menyiapkan media (dicuci lalu dikeringkan)

3) Menyiapkan air limbah tahu yang akan diteliti

4) Media yang sudah kering disusun dalam bak aerasi dengan ketebalan 80 cm

dan 100 cm

5) Menyiapkan botol sampel dan label.

1

6

2

4 3

5

Gambar 3.2. Alat penelitian

Keterangan :

1. Bak penampung air limbah

2. Distribusi berputar

3. Bak dengan ketebalan media trickling filter 80 cm.

4. Bak dengan ketebalan media trickling filter 100 cm

5. Botol sampel.

6. Meja penyangga.

b. Pelaksanaan

1. Tahap Pretreatment

a. Tempurung kelapa sebagai media trickling filter disusun setinggi 80

cm dan 100 cm.

b. Air limbah diambil dan ditampung dalam bejana trickling filter dengan

variasi ketebalan tempurung kelapa dengan volume air yang berbeda.

c. Pengkondisian dilakukan selama 2 minggu agar mikroorganisme

tumbuh mapan pada media trickling filter (ditandai dengan munculnya

lapisan licin/berlendir pada permukaan media trickling filter).

d. Setelah masa pengkondisian. air limbah dibuang.

e. Air limbah yang baru sebanyak 226,08 liter pada ketebalan media 80

cm dan 282.6 liter pada ketebalan media 100 cm diambil dan

ditampung dalam bak penampung kemudian disirkulasikan melalui

media trickling filler.

2. Tahap Treatment

a. Sampel awal air limbah diambil dalam botol sampel b.

b. Masing-masing sampel awal disaring dengan kain saring tujuannya

untuk memisahkan partikel padat agar tidak terjadi penyumbatan pada

media trickling filter

c. pH dan suhu air limbah diukur sebelum dan sesudah diberi perlakuan

d. Air limbah diambil sebanyak 200 ml dengan botol sampel kemudian

ditutup dan diberi label untuk pretest

e. Air limbah yang tersisa dialirkan melewati trickling filter dengan

ketebalan yang berbeda

f. Air limbah yang telah melewati masing-masing tumpukan media

trickling filter ditampung secara terpisah dan mengambilnya untuk

postest masing-masing 200 ml dengan botol kemudian ditutup dan

diberi label.

g. Sampel-sampel tersebut diperiksakan kadar BOD-nya di laboratorium.

c. Pengukuran Parameter

1. Pemeriksaan kadar BOD

a) Sampel dimasukkan ke dalam botol BOD secara hati-hati jangan

sampai timbul gelembung udara

b) Botol ditutup setelah tidak ada gelembung udara. Buang air yang

tertinggal di alas atau di samping tutup botol

c) Tetes demi tetes KMnO4 ditambahkan sampai terjadi warna rose

muda, selanjutnya hilangkan warna rose muda dengan cara

menambahkan tetes demi tetes asam oksalat (H2C2O4)

d) 2 ml MnSO4 40 % dunasukkan melalui leher botol

e) 2 ml pereaksi oksigen ditambahkan, diaduk hingga homogen dengan

membolak-balik botol

f) Didiamkan ± 15 menit jika terjadi endapan coklat berarti terdapat DO,

namun apabila endapan berwama putih berarti nilai DO nol tidak perlu

dilakukan pemeriksaan selanjutnya

g) Endapan dilarutkan dengan H2SO4 pekat sebanyak 2 ml.

Selanjutnya pindahkan 200 ml larutan dengan hati-hati ke dalam erlen

meyer 500ml

h) Titrasi dengan Na Thio Sulfat (Na2S2O3) sampai terjadi warna kuning

muda. Selanjutnya 2-3 tetes indikator amylum ditambahkan sampai

terjadi perubahan warna biru

i) Dititrasi lagi dengan Na2S2O2 sampai wama biru hilang.

Perhitungan :

DO (mi/I) = 4) - sampel vol(

1000 x ml Thio Sulfat x 0.2 x 0.950

Keteterangan :

4 : jumlah penambahan MnSO4 dan pereaksi O2

0,2 : 1 ml larutan Na Thio Sulfat 0.025 - 0,2 mg O2

0.959 : faktor koreksi Na Thio Sulfat

Berdasarkan hasil pemeriksaan DO di atas, dilakukan pengenceran

j) Setelah dibuat pengenceran sesuai dengan kandungan DO awalnya.

selanjutnya sampel dibagi 2 masing-masing dimasukkan ke dalam

botol BOD sampai penuh. Kemudian botol yang satu langsung

diperiksa DO segera campuran (lirnbah + pengencer), sedangkan botol

satunya dieramkan selama 5 hari dalam inkubator pada suhu 20 °C.

Setelah dieramkan 5 hari, lakukan pemeriksaan DO 5 hari pada sampel

campuran tersebut.

Perhitungan :

BOD5,(mg/l) = (DOair camp segera – Oair camp 5 hari x pengenceran.

2. Pengukuran pH

a) Bahan : sampel air limbah

b) Peralatan : kertas lakmus dan standar wama penunjuk pi!

c) Langkah kerja :

1) Kertas lakmus dicelupkan ke dalam sampel air limbah selama ± 30

detik sambil digerakkan hingga warna berubah

2) Warna yang terjadi dibandingkan dengan standar warna yang

tersedia

3) pH sampel air limbah adalah yang ditunjukkan oleh warna pada

label warna pembanding.

3. Pengukuran Suhu

a) Bahan : sampel air limbah

b) Peralatan : termometer

c) Langkah kerja : Parameter suhu diukur dengan cara mencelupkan

termometer dalam sampel air limbah, ditunggu beberapa saat hingga

suhu konstan kemudian dibaca skalanya dan dicatat hasilnya.

E. Metode Pengolahan dan Analisis Data

1. Pengolahan Data

Pengolahan data dilakukan dengan cara:

a. Editing

Editing atau pemeriksaan data dilakukan untuk meneliti kelengkapan data

kadar BOD sampel yang diperoleh.

b. Entry data

Entry atau memasukkan data dilakukan untuk memasukkan nilai kadar BOD

sampel dan hasil pemeriksaan laboratorium ke dalam program komputer.

c. Penyajian data

Data kadar BOD sampel disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.

2. Analisis Data

Analisis data dilakukan secara deskriptif dan analitik. analisis deskriptif

digunakan untuk mencari prosentase penurunan kadar BOD sebelum dan sesudah

perlakuan pada masing-masing media trickling filter dengan ketebalan yang

berbeda, sedangkan analisis analitik digunakan dalam pengujian hipotesis yang

telah dirumuskan.

Uji statistik yang digunakan adalah:

1) Untuk mengetahui apakah ada perbedaan kadar BOD air limbah sebelum dan

sesudah melewati trickling filter pada ketebalan 80 cm maupun 100 cm

digunakan Uji Wilcoxon, apabila data yang diperoleh tidak berdistribusi

normal.

2) Perbedaan penurunan kadar BOD antara ketebalan media 80 cm dengan 100

cm digunakan uji t-independent, jika data berdistribusi normal.