I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang -...

I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

Rumah sakit sebagai suatu bentuk industri jasa yang

memberikan pelayanan kesehatan, terdiri atas berbagai unit operasional yang bekerja selama 24 jam per hari dan tujuh hari per minggu. Sebagai institusi yang bersifat sosio-ekonomis, rumah sakit mempunyai fungsi dan tugas memberikan pelayanan kesehatan kepada masyarakat.

Dalam berbagai kegiatannya, rumah sakit sangat berpotensi besar dalam mengkonsumsi berbagai sumber daya seperti air bersih, listrik, bahan bakar minyak, dan berbagai materiil medis dan non medis. Akibatnya, selain memberikan dampak positif bagi masyarakat sekitarnya, rumah sakit memberikan pula berbagai kemungkinan dampak negatif berupa pencemaran akibat pengelolaan dan pengolahan limbahnya yang tidak sesuai dengan prinsip-prinsip pengelolaan lingkungan secara menyeluruh. Rumah sakit adalah merupakan fasilitas sosial yang tak mungkin dapat dipisahkan dengan masyarakat, dan keberadaannya sangat diharapkan oleh masyarakat, karena sebagai manusia atau masyarakat tentu menginginkan agar keseahatan tetap terjaga. Oleh karena itu rumah sakit mempunyai kaitan yang erat dengan keberadaan kumpulan manusia atau masyarakat tersebut. Di masa lalu, suatu rumah sakit umumnya dibangun di suatu wilayah yang jaraknya cukup jauh dari dareah pemukiman, dan biasanya dekat dengan sungai dengan pertimbangan agar pengelolaan limbah baik padat maupun cair tidak berdampak negatip terhadap penduduk, atau bila ada dampak negatip maka dampak tersebut dapat diperkecil. Sejalan dengan perkembangan penduduk yang sangat pesat, lokasi rumah sakit yang dulunya jauh dari daerah pemukiman penduduk tersebut sekarang umumnya telah berubah dan berada di tengah pemukiman penduduk yang cukup padat, sehingga masalah pencemaran akibat limbah rumah sakit baik limbah padat atau limbah cair sering menjadi pencetus konflik antara pihak rumah sakit dengan masyarakat yang ada di sekitarnya. Dengan pertimbangan alasan tersebut, maka rumah

2

sakit telah diwajibkan menyediakan sarana limbah padat maupun limbah cair. Namun dengan semakin mahalnya harga tanah, serta besarnya tuntutan masyarakat akan kebutuhan peningkatan sarana penunjang pelayanan kesehatan yang baik, dan di lain pihak peraturan pemerintah tentang pelestarian lingkungan juga semakin ketat, maka pihak rumah sakit umumnya menempatkan sarana pengolah limbah pada skala prioritas yang rendah. Akibatnya, sering terjadi benturan perbedaan kepentingan antar pihak rumah sakit dengan masyarakat atau pemerintah.

Air limbah yang berasal dari kegiatan rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemar air yang sangat potensial. Hal ini disebabkan karena air limbah rumah sakit mengandung senyawa organik dengan konsentrasi yang cukup tinggi, juga kemungkinan mengandung senyawa-senyawa kimia lain serta mikro-organisme patogen yang dapat menyebabkan penyakit terhadap masyarakat di sekitarnya. Oleh karena potensi dampak air limbah rumah sakit terhadap kesehatan masyarakat sangat besar, maka setiap rumah sakit diharuskan mengolah limbahnya sampai memenuhi persyaratan standar baku mutu yang berlaku (Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor : Kep-58/MENLH/12/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Rumah Sakit). Berdasarkan sifat air limbah rumah sakit yang biodegradable tersebut, maka pengolahan air limbah rumah sakit untuk menurunkan kandungan zat organik akan lebih sesuai dilakukan dengan cara biologis. Pada umumnya di Indonesia pengolahan air limbah rumah sakit menggunakan sistem aerobik yakni proses lumpur aktif (activated sludge system). Masalah yang sering muncul dalam hal pengelolaan limbah rumah sakit adalah terbatasnya dana yang ada untuk membangun fasilitas pengolahan limbah serta operasinya, khususnya untuk rumah sakit tipe kecil dan menengah. Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu dikembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit yang murah, mudah operasinya serta hemat energi. Selain itu perlu penyebarluasan informasi teknologi khususnya untuk pengolahan air limbah rumah sakit, sehingga dalam memilih teknologi pihak rumah sakit mendapatkan hasil yang optimal.

3

Salah satu cara pengolahan air limbah rumah sakit yang murah, sederhana dan hemat energi adalah proses pengolahan dengan menggunakan kombinasi biofilter anaerob-aerob dengan rmedia sarang tawon. Dengan kombinasi proses biofilter anaerob-aerob tersebut diharapkan dapat diperoleh hasil air olahan yang cukup baik, serta proses pengolahan yang stabil. I.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah melakukan uji performance pengolahan air limbah rumah sakit dengan proses kombinasi biofilter tercelup anaerob dan aerob menggunakan media plastik tipe sarang tawon. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk :

Untuk mengetahui kemampuan penyisihan COD, BOD5, TSS, ammonia, dan deterjen dengan menggunakan sistem biofilter gabungan bermedia sarang tawon pada setiap unit pengolahan.

Untuk mengetahui hubungan antara fluktuasi debit terhadap penyisihan COD, BOD5, TSS, ammonia, dan deterjen.

4

II. TINJAUAN PUSTAKA II.1 Limbah Rumah Sakit

Air limbah rumah sakit adalah seluruh buangan cair yang

berasal dari hasil proses seluruh kegiatan rumah sakit yang meliputi : limbah non medis (limbah domestik cair) yakni buangan kamar mandi, dapur, air bekas pencucian pakaian; limbah cair medis (limbah cair klinis) yakni air limbah yang berasal dari kegiatan klinis rumah sakit, misalnya air bekas cucian luka, cucian darah dll; air limbah laboratorium; dan lainnya

Persentase terbesar dari limbah rumah sakit adalah limbah non medis sedangkan sisanya adalah limbah yang terkontaminasi oleh infectious agents kultur mikroorganisme, darah, buangan pasien pengidap penyakit infeksi, dan lain-lain. Perbandingan persentase antara limbah non medis dan medis adalah 89% : 11 %.

Air limbah rumah sakit yang berasal dari buangan domestik maupun buangan limbah cair klinis umumnya mengandung senyawa pencemar organik yang cukup tinggi, dan dapat diolah dengan proses pengolahan secara biologis, sedangkan untuk air limbah rumah sakit yang berasal dari laboratorium biasanya banyak mengandung logam berat dan bila air limbah tersebut dialirkan kedalam proses pengolahan secara biologis, logam berat tersebut dapat mengganggu proses pengolahannya. Oleh karena itu untuk pengolahan air limbah rumah sakit, maka air limbah yang berasal dari laboratorium dipisahkan dan ditampung, kemudian diolah secara kimia-fisika, selanjutnya air olahannya dialirkan bersama-sama dengan air limbah yang lain, dan selanjutnya diolah dengan proses pengolahan secara biologis. II.2 Pengolahan Air Limbah Secara Biologis

Pengolahan air buangan secara biologis adalah suatu cara pengolahan yang diarahkan untuk menurunkan atau menyisihkan substrat tertentu yang terkandung dalam air buangan dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme untuk melakukan perombakan substrat tersebut.

6

Proses pengolahan air buangan secara biologis dapat berlangsung dalam tiga lingkungan utama, yaitu :

Lingkungan aerob , yaitu lingkungan dimana oksigen terlarut

(DO) di dalam air cukup banyak, sehingga oksigen bukan merupakan faktor pembatas.

Lingkungan anoksik, yaitu lingkungan dimana oksigen terlarut (DO) di dalam air ada dalam konsentrasi rendah.

Lingkungan anaerob, merupakan kebalikan dari lingkungan aerob, yaitu tidak terdapat oksigen terlarut, sehingga oksigen menjadi faktor pembatas berlangsungnya proses metabolisme aerob.

Berdasarkan pada kondisi pertumbuhan mikroorganisme

yang bertanggung jawab pada proses penguraian yang terjadi, reaktor dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :

Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth

reactor), yaitu reaktor dimana mikroorganisme yang berperan pada proses biologis tumbuh dan berkembang biak dalam keadaan tersuspensi.

Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reactor), yaitu reaktor dimana mikroorganisme yang berperan pada proses penguraian substrat tumbuh dan berkembang di atas suatu media dengan membentuk suatu lapisan lendir (lapisan biofilm) untuk melekatkan diri di atas permukaan media tersebut.

II.2.1 Proses Pengolahan Biologis Secara

Anaerob II.2.1.1 Mekanisme Proses Anaerob

Polutan-polutan organik komplek seperti lemak, protein dan karbohidrat pada kondisi anaerobic akan dihidrolisa oleh enzim hydrolase yang dihasilkan bakteri pada tahap pertama. Enzim penghidrolisa seperti lipase, protease dan cellulase. Hasil hidrolisa polimer-polimer diatas adalah monomer seperti

7

manosakarida, asam amino, peptida dan gliserin. Selanjutnya monomer-monomer ini akan diuraikan menjadi asam-asam lemak (lower fatty acids) dan gas hidrogen.

Kumpulan mikroorganisme, umumnya bakteri, terlibat dalam transformasi senyawa komplek organik menjadi metan. Lebih jauh lagi, terdapat interaksi sinergis antara bermacam-macam kelompok bakteri yang berperan dalam penguraian limbah. Keseluruhan reaksi dapat digambarkan sebagai berikut (Polprasert, 1989) :

Senyawa Organik CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

Meskipun beberapa jamur (fungi) dan protozoa dapat

ditemukan dalam penguraian anaerobik, bakteri bakteri tetap merupakan mikroorganisme yang paling dominan bekerja didalam proses penguraian anaerobik. Sejumlah besar bakteri anaerobik dan fakultatif (seperti : Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Lactobacillus, Streptococcus) terlibat dalam proses hidrolisis dan fermentasi senyawa organik. Proses penguraian senyawa organik secara anaerobik secara garis besar ditunjukkan seperti pada Gambar 2.1.

Ada empat grup bakteri yang terlibat dalam transformasi material komplek menjadi molekul yang sederhana seperti metan dan karbon dioksida. Kelompok bakteri ini bekerja secara sinergis (Archer dan Kirsop, 1991; Barnes dan Fitzgerald, 1987; Sahm, 1984; Sterritt dan Lester, 1988; Zeikus, 1980),

1) Kelompok Bakteri Hidrolitik

Kelompok bakteri anaerobik memecah molekul organik komplek (protein, cellulose, lignin, lipids) menjadi molekul monomer yang terlarut seperti asam amino, glukosa, asam lemak, dan gliserol. Molekul monomer ini dapat langsung dimanfaatkan oleh kelompok bakteri berikutnya. Hidrolisis molekul komplek dikatalisasi oleh enzim ekstra seluler seperti sellulase, protease, dan lipase. Walaupun demikian proses penguraian anaerobik sangat lambat dan menjadi terbatas dalam penguraian limbah sellulolitik yang mengandung lignin (Polprasert, 1989; Speece, 1983).

8

Gambar 2.1: Kelompok Bakteri Metabolik yang terlibat dalam penguraian limbah dalam sistem anaerobik.

2) Kelompok Bakteri Asidogenik Fermentatif

Bakteri asidogenik (pembentuk asam) seperti Clostridium merubah gula, asam amino, dan asam lemak menjadi asam organik (seperti asam asetat, propionik, formik, lactik, butirik, atau suksinik), alkohol dan keton (seperti etanil, metanol, gliserol, aseton), asetat, CO2 dan H2. Asetat adalah produk utama dalam fermentasi karbohidrat. Hasil dari fermentasi ini bervariasi tergantung jenis bakteri dan kondisi kultur seperti temperatur, pH, potensial redok. 3) Kelompok Bakteri Asetogenik

Bakteri asetogenik (bakteri yang memproduksi asetat dan H2) seperti Syntrobacter wolinii dan Syntrophomonas wolfei (McInernay et al., 1981) merubah asam lemak (seperti asam propionat, asam butirat) dan alkohol menjadi asetat, hidrogen,

9

dan karbon dioksida, yang digunakan oleh bakteri pembentuk metan (metanogen). Kelompok ini membutuhkan ikatan hidrogen rendah untuk merubah asam lemak; dan oleh karenanya diperlukan monitoring hidrogen yang ketat.

Dibawah kondisi tekanan hidrogen (H2) parsial yang relatif tinggi, pembentukan asetat berkurang dan subtrat dirubah menjadi asam propionat, asam butirat, dan etanol dari pada metan. Ada hubungan simbiotik antara bakteri asetonik dan metanogen. Metanogen membantu menghasilkan ikatan hidrogen rendah yang dibutuhkan oleh bakteri asetogenik.

Etanol, asam propionat, dan asam butirat dirubah menjadi asam asetat oleh bakteri asetogenik dengan reaksi sebagai berikut :

CH3CH2OH + CO2 CH3COOH + 2H2 Etanol Asam Asetat

CH3CH2COOH + 2H2O CH3COOH + CO2 + 3H2 Asam Propionat Asam asetat

CH3CH2CH2COOH + 2H2O 2CH3COOH + 2H2 Asam Butirat Asam Asetat

Bakteri asetogenik tumbuh jauh lebih cepat dari pada

bakteri metanogenik. Kecepatan pertumbuhan bakteri asetogenik (mak) mendekati 1 per jam sedangkan bakteri metanogenik 0,04 per jam (Hammer, 1986). 4) Kelompok Bakteri Metanogen Penguraian senyawa organik oleh bakteri anaerobik dilingkungan alam melepas 500 - 800 juta ton metan ke atmosfir tiap tahun dan ini mewakili 0,5% bahan organik yang dihasilkan oleh proses fotosintesis (Kirsop, 1984; Sahm, 1984). Bakteri metanogen terjadi secara alami didalam sedimen yang dalam atau dalam pencernaan herbivora. Kelompok ini dapat berupa kelompok bakteri gram positip dan gram negatif dengan variasi yang banyak dalam bentuk. Mikroorganime metanogen tumbuh secara

10

lambat dalam air limbah dan waktu tumbuh berkisar 3 hari pada suhu 35oC sampai dengan 50 hari pada suhu 10oC. Bakteri metanogen dibagi menjadi dua katagori, yaitu : Bakteri metanogen hidrogenotropik (seperti : chemolitotrof yang menggunakan hidrogen) merubah hidrogen dan karbon dioksida menjadi metan.

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O Metan

Bakteri metanogen yang menggunakan hidrogen

membantu memelihara tekanan parsial yang sangat rendah yang dibutuhkan untuk proses konversi asam volatil dan alkohol menjadi asetat (speece, 1983).

Bakteri metanogen Asetotropik, atau biasa disebut sebagai bakteri asetoklastik atau bakteri penghilang asetat, merubah asam asetat menjadi metan dan CO2. CH3COOH CH4 + CO2

Bakteri asetoklastik tumbuh jauh lebih lambat (waktu

generasi = beberapa hari) dari pada bakteri pembentuk asam (waktu generasi = beberapa jam). Kelompok ini terdiri dari dua kelompok, yaitu : Metanosarkina (Smith dan Mah, 1978) dan Metanotrik (Huser et al., 1982). Selama penguraian termofilik (58oC) dari limbah lignosellulosik, Metanosarkina adalah bakteri asetotropik yang ditemukan dalam bioreaktor. Sesudah 4 minggu, Metanosarkina (mak = 0,3 tiap hari; Ks = 200 mg/l) digantikan oleh Metanotrik (mak = 0,1 tiap hari; Ks = 30 mg/l).

Kurang lebih sekitar 2/3 metan dihasilkan dari konversi asetat oleh metanogen asetotropik. Sepertiga sisanya adalah hasil reduksi karbon dioksida oleh hidrogen (Mackie dan Bryant, 1984). Diagram neraca masa pada penguraian zat organik komplek menjadi gas metan secara anaerobik ditujukkan seperti pada Gambar 2.2.

11

Gambar 2.2 : Neraca masa pada proses penguraian anaerobik (fermentasi metan).

Secara umum klasifikasi bakteri metanogen dapat dilihat pada Tabel 2.1. (Balch et al, 1979). Metanogen dikelompokkan menjadi tiga orde yakni: Metanobakteriales misalnya Metanobakterium, Metano-

breviater, Metanotermus. Metanomikrobiales misalnya Metanomikrobium, Metano-

genium, Metanospirilium, Metanosarkina, dan Metanokokoid

Metanokokales misalnya Metanokokkus.

12

Paling sedikit ada 49 spesies metanogen yang telah didiskripsi (Vogels et al., 1988). Koster (1988) telah mengkompilasi beberapa bakteri metanogen yang telah diisolasi dan masing-masing substratnya, ditunjukkan sperti pada Tabel 2.2.

Proses penguraian senyawa hidrokarbon, lemak dan protein secara biologis menjadi methan di kondisi proses anaerobik secara umum ditunjukkan seperti pada Gambar 2.3, 2.4 dan Gambar 2.5. Tabel 2.1 : Klasifikasi Metanogen

Order Famili Genus Spesies Methanobacteriales Methanobacteriaceae Methanobacterium

Methanobrevibacter

M. formicicum

M. bryanti

M. thermoautotrophicum

M. ruminantium

M. arboriphilus

M. smithii

M. vannielli

Methanococcales Methanococcaceae Methanococcus

Methanomicrobium

M. voltae

M. mobile

methanomicrobiales Methanomicrobiaceae Methanogenium

Methanospillum

M. cariaci

M. marisnigri

M. hungatei

M. barkeri

Methanosarcinaceae Methanosarcina M. mazei

Dari : Balch et al., 1979.

13

Gambar 2.3 : Proses penguraian senyawa hidrokarbon secara anaerobik

menjadi methan.

14

Gambar 2.4 : Proses penguraian senyawa lemak secara anaerobik menjadi

metan.

15

Gambar 2.5 : Proses penguraian senyawa protein secara anaerobik.

16

Tabel 2.2 : Metanogen terisolasi dan Subtratnya

Bakteri Subtrat Methanobacterium bryantii H2 M. formicicum H2 dan HCOOH M. thermoautotrophicum H2 M. alcaliphilum H2 Methanobrevibacter arboriphilus H2 M. ruminantium H2 dan HCOOH M. smithii H2 dan HCOOH Methanococcus vannielii H2 dan HCOOH M. voltae H2 dan HCOOH M. deltae H2 dan HCOOH M. maripaludis H2 dan HCOOH M. jannaschii H2 M. thermolithoautotrophicus H2 dan HCOOH M. frisius Methanomicrobium mobile H2 dan HCOOH M. paynteri H2 Methanospirillum hungatei H2 dan HCOOH Methanoplanus limicola H2 dan HCOOH M. endosymbiosus H2 Methanogenium cariaci H2 dan HCOOH M. marisnigri H2 dan HCOOH M. tatii H2 dan HCOOH M. olentangyi H2 M. thermophilicum H2 dan HCOOH M. bourgense H2 dan HCOOH M. aggregans H2 dan HCOOH Methanoccoides methylutens CH3NH2 dan CH3OH Methanotrix soehngenii CH3COOH M. conilii CH3COOH Methanothermus fervidus H2 Methanolobus tindarius CH3OH, CH3NH2, (CH3)2NH, dan (CH3)3N Methanosarcina barkeri CH3OH, CH3COOH, H2, CH3NH2,

(CH3)2NH, dan (CH3)3N Methanosarcina themophila CH3OH, CH3COOH, H2, CH3NH2,

(CH3)2NH, dan (CH3)3N Sumber : Koster (1988).

17

II.2.1.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Mekanisme Proses Anaerob

Beberapa faktor yang berpengaruh terhadapp penguraian secara anaerobik antara lain yakni temperatur, waktu tinggal (rentention time), keasaman (pH), komposisi kimia air limbah, kompetisi antara metanogen dan bakteri racun (toxicants). a) Temperatur Produksi metan dapat dihasilkan pada temperatur antara 0oC - 97oC. Walaupun bakteri metan psychrophilic tidak dapat diisolasi, bakteri thermophilik beroperasi secara optimum pada temperatur 50 - 75oC ditemukan di daerah panas. Methanothermus fervidus ditemukan ditemukan di Iceland dan tumbuh pada temperatur 63 - 97oC (Sahm, 1984). Di dalam instalasi pengolahan limbah pemukiman, penguraian anaerobik dilakukan dalam kisaran mesophilik dengan temperatur 25 - 40 oC dengan temperatur optimum mendekati 35oC . Penguraian thermophilik beroperasi pada temperatur 50 - 65oC. Penguraian ini memungkinkan untuk pengolahan limbah dengan beban berat dan juga efektif untuk mematikan bakteri pathogen. Salah satu kelemahan adalah sensitivitas yang tinggi terhadap zat toksik (Koster, 1988). Karena pertumbuhan bakteri metan yang lebih lambat dibandingkan bakteri acidogenik, maka bakteri metan sangat sensitif terhadap perubahan kecil temperatur. Karena penggunaan asam volatil oleh bakteri metan, penurunan temperatur cenderung menurunkan laju pertumbuhan bakteri metan. Oleh karena itu penguraian mesophilik harus didisain untuk beroperasi pada temperatur antara 30 - 35oC untuk fungsi optimal. b) Waktu Tinggal Waktu tinggal air limbah dalam reaktor anaerob, yang tergantung pada karakteristik air limbah dan kondisi lingkungan, harus cukup lama untuk proses metabolisma oleh bakteri anaerobik dalam reaktor pengurai. Penguraian didasarkan pada

18

bakteri yang tumbuh menempel mempunyai waktu tinggal yang rendah (1-10 hari) dari pada bakteri yang terdispersi dalam air (10-60 hari). Waktu tinggal pengurai mesophilik dan termophilik antara 25 - 35 hari tetapi dapat lebih rendah lagi (Sterritt dan Lester, 1988). c) Keasaman (pH) Kebanyakan pertumbuhan bakteri metanogenik berada pada kisaran pH antara 6,7 - 7,4, tetapi optimalnya pada kisaran pH antara 7,0 - 7,2 dan proses dapat gagal jika pH mendekati 6,0. Bakteri acidogenik menghasilkan asam organik, yang cenderung menurunkan pH bioreaktor. Pada kondisi normal, penurunan pH ditahan oleh bikarbonat yang dihasilkan oleh bakteri metanogen. Dibawah kondisi lingkungan yang berlawanan kapasitas buffering dari sistem dapat terganggu, dan bahkan produksi metan dapat terhenti. Asiditas lebih berpengaruh terhadap metanogen dari pada bakteri acidogenik. Peningkatan tingkat volatil merupakan indikator awal dari terganggunya sistem. Monitoring ratio asam volatil total (asam asetat) terhadap alkali total (kalsium karbonat) disarankan dibawah 0,1 (Sahm, 1984). Salah satu metode untuk memperbaiki keseimbangan pH adalah meningkatkan alkaliniti dengan menambah bahan kimia seperti lime (kapur), anhydrous ammonia, sodium hidroksida, atau sodium bikarbonat. d) Komposisi Kimia Air Limbah Bakteri metanogenik dapat menghasilkan metan dari karbohidrat, protein, dan lipida, dan juga dari senyawa komplek aromatik (contoh : ferulik, vanilik, dan asam syringik). Walaupun demikian beberapa senyawa lignin dan n-parafin sulit terurai oleh bakteri anaerobik. Air limbah harus diseimbangkan makanannya (nitrogen, fosfor, sulfur) untuk memelihara pencernaan anaerobik. Rasio C:N:P untuk bakteri anaerobik adalah 700:5:1 (Sahmn, 1984). Beberapa pengamat menilai bahwa ratio C/N yang tepat untuk produksi gas yang optimal sebaiknya sekitar 25-30 : 1 (Polprasert, 1989). Metanogen menggunakan ammonia dan

19

sulfida sebagai sumber nitrogen dan sulfur. Walaupun sulfida bebas adalah toksik terhadap metanogen bakteri pada tingkat 150 - 200 mg/l, unsur ini merupakan sumber sulfur utama untuk bakteri metanogen (Speece, 1983). e) Kompetisi Metanogen dengan Bakteri Pemakan Sulfat Bakteri pereduksi sulfat dan metanogen dapat memperebutkan donor elektron yang sama, asetat dan H2. Studi tentang kinetik pertumbuhan dari dua kelompok bakteria ini menunjukkan bahwa bakteri pemakan sulfat mempunyai afinitas yang lebih tinggi terhadap asetat (Ks= 9,5 mg/l) dari pada metanogen (Ks = 32,8 mg/l). Ini berarti bahwa bakteri pemakan sulfat akan memenangkan kompetisi pada kondisi konsentrasi asetat yang rendah (Shonheit et al., 1982; Oremland, 1988; Yoda et al., 1987). Bakteri pemakan sulfat dan metanogen sangat kompetitif pada rasio COD/SO4 berkisar 1,7 - 2,7. Pada rasio yang lebih tinggi baik untuk metanogen sedangkan bakteri pemakan sulfat lebih baik pada rasio yang lebih kecil. f) Zat Toksik Zat toksik kadang-kadang dapat menyebabkan kegagalan pada proses penguraian limbah dalam proses anaerobik. Terhambatnya pertumbuhan bakteri metanogen pada umumnya ditandai dengan penurunan produksi metan dan meningkatnya konsentrasi asam-asam volatil. berikut ini adalah beberapa zat toksik yang dapat menghambat pembentukan metan.

Oksigen. Metanogen adalah bakteri anaerob dan dapat terhambat pertumbuhannya oleh oksigen dalam kadar trace level (Oremland, 1988; Roberton dan Wolfe, 1970).

Amonia. Amonia yang tidak terionisasi cukup toksik atau beracun untuk bakteri metanogen. Barangkali karena produksi amonia bebas tergantung pH (amonia bebas terbentuk pada pH tinggi), sedikit toksisitas yang dapat diamati pada pH netral.

20

Amonia sebagai penghambat terhadap pembentukan metanogen pada konsentrasi 1500 - 3000 mg/l. Penambahan amonia menambah waktu tinggal partikel padat (Bhattacharya dan Parkin, 1989).

Hidrokarbon terklorinasi. Senyawa khlorin alifatis lebih beracun terhadap metanogen dari pada terhadap mikroorganisma hetrotropik aerobik (Blum dan Speece, 1992). Kloroform sangat toksik terhadap bakteri metanogen dan cenderung menghambat secara total, hal ini dapat diukur dari produksi metan dan akumulasi hidrogen pada konsentrasi diatas 1 mg/l (Hickey et al., 1987). Aklimatisasi senyawa ini meningkatkan toleransi metanogen sampai pada konsentrasi kloroform 15 mg/l Pemulihan kehidupan bakteri metanogen tergantung pada konsentrasi biomassa, waktu tinggal partikel padat, dan temperatur (Yang dan Speece, 1986).

Senyawa Benzen. Kultur murni dari bakteri metanogen (contoh : Methanothix concilii, Methanobacterium espanolae, Methanobacterium bryantii) dapat dihambat pertumbuhannya oleh senyawa benzen (contoh : benzen, toloene, fenol, pentachlorophenol). Pentachlorophenol adalah yang paling toksik (beracun) dari pada seluruh benzen yang diuji (Patel et al., 1991).

Formaldehida. Proses pembentukan metan (Methanogenesis) terhambat atau terganggu pada konsentrasi formadehida sebesar 100 mg/l tetapi segera pulih kembali pada konsentrasi yang lebih rendah (Hickey et al., 1988; Parkin dan Speece, 1982).

Asam Volatil. Jika pH dijaga tetap netral, asam volatil seperti asam asetat atau butirik tidak berpengaruh besar (sedikit toksik) terhadap bakteri metan.

Asam Lemak rantai panjang. Asam lemak rantai panjang (contoh : caprylic, capric, lauric, myristic, dan asam oleic) menghambat asetoklastik

21

metanogen (contoh : Methanothrix spp.) dalam mencerna asetat dalam lumpur limbah (Koster dan Cramer, 1987).

Logam Berat. Logam berat(contoh : Cu++, Pb++, Cd++, Ni++, Zn++, Cr+6) yang ditermukan dalam air dan lumpur limbah dari industri dapat menghambat penguraian limbah anaerobik (Lin, 1992; Mueller dan Steiner, 1992). Toksisitas meningkat jika afinitas logam berat pada lumpur limbah (sludge) menurun dan sebaliknya jika afinitas pada lumpur logam berat tinggi menjadi sedikit toksik. Toksitas logam menghambat reaksi berikutnya dengan hidrogen sulfida, yang cenderung untuk pembentukan pengendapan logam berat yang tidak terlarut. Beberapa logam seperti nickel, kobalt, dan molybdenum pada konsentrasi kecil (trace) dapat merangsang bakteri methanogen (Murray dan Van Den Berg, 1981; Shonheit et al, 1979; Whiman dan Wolfe, 1980).

Sianida. Sianida digunakan dalam proses industri seperti pembersihan logam dan elektroplating. Pemulihan bakteri metanogen tergantung pada konsentrasi biomassa, waktu tinggal partikel padat, dan temperatur (Fedorak et al., 1986; Yang dan Speece, 1985).

Sulfida. Sulfida adalah salah satu penghalang potensial dalam penguraian limbah anaerobik (Anderson et al, 1982). Melalui difusi sel membran lebih cepat untuk hidrogen sulfida yang tidak terionisasi dibandingkan dibandingkan yang terionisasi, toksisitas sulfida sangat tergantung pada pH (Koster et al., 1986). Sulfida sangat toksik untuk bakteri metanogenik jika konsentrasinya lebih dari 150-200 mg/l. Bakteri pembentuk asam tidak begitu sensitif terhadap hidrogen sulfida dibandingkan dengan metanogen.

Tanin. Tanin adalah senyawa fenolik yang berasal dari anggur, pisang, apel, kopi, kedelai, dan sereal. Senyawa ini umumnya toksik terhadap bakteri metanogen.

22

Salinitas. Salinitas adalah jenis marial toksik lain dalam penguraian air limbah dalam sistem anaerobik. Karena potasium dapat menetralkan toksisitas sodium, maka jenis toksisitas ini dapat dihambat dengan menambah garam potasium dalam air limbah.

Efek Balik (Feedback Inhibition). Sistem anaerobik dapat dihambat oleh beberapa hasil antara (intermediates produced) selama proses. Tingginya konsentrasi hasil antara ini (seperti : H2, asam lemak volatil) toksik.

II.2.1.3 Keunngulan dan Kekurangan Proses Anaerob Keunggulan proses anaerobik dibandingkan proses aerobik adalah sebagai berikut (Lettingan et al, 1980; Sahm, 1984; Sterritt dan Lester, 1988; Switzenbaum, 1983) :

Proses anaerobik dapat segera menggunakan CO2 yang ada sebagai penerima elektron. Proses tersebut tidak membutuhkan oksigen dan pemakaian oksigen dalam proses penguraian limbah akan menambah biaya pengoperasian.

Penguraian anaerobik menghasilkan lebih sedikit lumpur (3-20 kali lebih sedikit dari pada proses aerobik), energi yang dihasilkan bakteri anaerobik relatif rendah. Sebagian besar energi didapat dari pemecahan substrat yang ditemukan dalam hasil akhir, yaitu CH4. Dibawah kondisi aerobik 50% dari karbon organik dirubah menjadi biomassa, sedangkan dalam proses anaerobik hanya 5% dari karbon organik yang dirubah menjadi biomassa. Dengan proses anaerobik satu metrik ton COD tinggal 20 - 150 kg biomassa, sedangkan proses aerobik masih tersisa 400 - 600 kg biomassa (Speece, 1983; Switzenbaum, 1983).

Proses anaerobik menghasilkan gas yang bermanfaat,

metan. Gas metan mengandung sekitar 90% energi dengan

23

Energi untuk penguraian limbah kecil. Penguraian anaerobik cocok untuk limbah industri dengan

konsentrasi polutan organik yang tinggi. Memungkinkan untuk diterapkan pada proses Penguraian

limbah dalam jumlah besar. Sistem anaerobik dapat membiodegradasi senyawa

xenobiotik (seperti chlorinated aliphatic hydrocarbons seperti trichlorethylene, trihalo-methanes) dan senyawa alami recalcitrant seperti lignin.

Beberapa kelemahan Penguraian anaerobik : Lebih Lambat dari proses aerobik Sensitif oleh senyawa toksik Start up membutuhkan waktu lama Konsentrasi substrat primer tinggi II.2.2 Proses Pengolahan Biologis Secara Aerob II.2.2.1 Mekanisme Proses Aerob

Di dalam proses pengolahan air limbah organik secara biologis aerobik, senyawa komplek organik akan terurai oleh aktifitas mikroorganisme aerob. Mikroorgnisme aerob tersebut didalam aktifitasnya memerlukan oksigen atau udara untuk memecah senyawa organik yang komplek menjadi CO2 (karbon dioksida) dan air serta ammonium, selanjutnya amonium akan dirubah menjadi nitrat dan H2S akan dioksidasi menjadi sulfat. Secara sederhana reaksi penguraian senyawa organik secara aerobik dapat digambarkan sebagai berikut :

24

Reaksi Penguraian Organik : Oksigen (O2) Senyawa Polutan organik CO2 + H20 + NH4

Heterotropik + Biomasa Reaksi Nitrifikasi : NH4

+ + 1,5 O2 -----> NO2- + 2 H+ + H2O

NO2

- + 0,5 O2 ------> NO3 -

Reaksi Oksidasi Sulfur : S2 - + ½ O2 + 2 H+ ----- > S0 + H2O 2 S + 3 O2 + 2 H2O ----> 2 H2SO4

Berbeda dengan proses anaerob, beban pengolahan pada proses aerob lebih rendah, sehingga prosesnya ditempatkan sesudah proses anaerob. Pada proses aerob hasil pengolahan dari proses anaerob yang masih mengandung zat organik dan nutrisi diubah menjadi sel bakteri baru, hidrogen maupun karbondioksida oleh sel bakteri dalam kondisi cukup oksigen. II.2.2.2 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Mekanisme Proses

Aerob

a) Temperatur

Temperatur tidak hanya mempengaruhi aktivitas metabolisme dari populasi mikroorganisme, tetapi juga mempengaruhi beberapa faktor seperti kecepatan transfer gas dan karakteristik pengendapan lumpur. Temperatur optimum untuk mikroorganisme dalam proses aerob tidak berbeda dengan proses anaerob. b) Keasaman (pH)

Nilai pH merupakan faktor kunci bagi pertumbuhan mikroorganisme. Beberapa bakteri dapat hidup pada pH diatas

25

9,5 dan di bawah 4,0. Secara umum pH optimum bagi pertumbuhan mikroorganisme adalah sekitar 6,5-7,5. c) Waktu Tinggal Hidrolis (WTH)

Waktu Tinggal Hidrolis (WTH) adalah waktu perjalanan limbah cair di dalam reaktor, atau lamanya proses pengolahan limbah cair tersebut. Semakin lama waktu tinggal, maka penyisihan yang terjadi akan semakin besar. Sedangkan waktu tinggal pada reaktor aerob sangat bervariasi dari 1 jam hingga berhari-hari. d) Nutrien

Disamping kebutuhan karbon dan energi, mikroorganisme juga membutuhkan nutrien untuk sintesa sel dan pertumbuhan. Kebutuhan nutrien tersebut dinyatakan dalam bentuk perbandingan antara karbon dan nitrogen serta phospor yang merupakan nutrien anorganik utama yang diperlukan mikroorganisme dalam bentuk BOD : N : P II.2.3 Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biofilter II.2.3.1 Reaktor Biofilter Tercelup

Reaktor biofilter lekat tercelup adalah suatu bioreaktor lekat diam dimana mikroorganisme tumbuh dan berkembang di atas suatu media, yang dapat terbuat dari plastik atau batu, yang di dalam operasinya dapat tercelup sebagian atau seluruhnya, atau hanya dilewati air saja (tidak tercelup sama sekali), dengan membentuk suatu lapisan lendir untuk melekat di atas permukaan media tersebut, sehingga menbentuk lapisan biofilm.

Biofilm tumbuh pada hampir semua permukaan di dalam suatu lingkungan perairan. Sistem biofilm ini kemudian dimanfaatkan dalam proses pengolahan air buangan untuk menurunkan kandungan senyawa organik. Biofilm merupakan lapisan yang terbentuk dari sel-sel bio solid dan material

26

inorganik dalam bentuk polimetrik matriks yang menempel pada suatu lapisan penyokong (support media).

Proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm atau biofilter secara garis besar dapat dilakukan dalam kondisi aerobik, anaerobik, atau kombinasi anaerobik dan aerobik. Proses aerobik dilakukan dengan kondisi adanya oksigen terlarut di dalam reaktor air limbah, dan proses anaerobik dilakukan dengan tanpa adanya oksigen di dalam reaktor air limbah. Sedangkan proses kombinasi anaerob-aerob adalah merupakan gabungan proses anaerobik dan proses aerobik. Proses operasi biofilter secara anaerobik digunakan untuk air limbah dengan kandungan zat organik cukup tinggi, dan dari proses ini akan dihasilkan gas methan. Jika kadar COD limbah kurang dari 4000 mg/l seharusnya limbah tersebut diolah pada kondisi aerob, sedangkan COD lebih besar dari 4000 mg/l diolah pada kondisi anaerob. II.2.3.2 Prinsip Pengolahan Air Limbah Dengan Proses

Biofilter Tercelup

Proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm atau biofilter secara garis besar dapat diklasifikasikan seperti pada Gambar 2.6. Proses tersebut dapat dilakukan dalam kondisi aerobik, anaerobik atau kombinasi anaerobi dan aerobik. Proses aerobik dilakukan dengan kondisi adanya oksigen terlarut di dalam reaktor air limbah, dan proses anaerobik dilakukan dengan tanpa adanya oksigen dalam reaktor air limbah. Sedangkan proses kombinasi anaerob-aerob adalah merupakan gabungan proses anaerobi dan proses aerobik. Proses ini biasanya digunakan untuk menghilangan kandungan nitrogen di dalam air limbah. Pada kondisi aerobik terjadi proses nitrifikasi yakni nitrogen ammonium diubah menjadi nitrat (NH4

+ ---> NO3 ) dan pada kondisi anaerobik terjadi proses denitrifikasi yakni nitrat yang terbentuk diubah menjadi gas nitrogen (NO3 --> N2 ).

27

Gambar 2.6 : Kalsifikasi cara pengolahan airlimbah dengan proses film mikro-biologis (proses biofilm).

Mekanisme proses metabolisme di dalam sitem biofilm secara aerobik secara sederhana dapat diterangkan seperti pada Gambar 2.7. Gambar tersebut menunjukkan suatu sistem biofilm yang yang terdiri dari medium penyangga, lapisan biofilm yang melekat pada medium, lapisan alir limbah dan lapisan udara yang terletak diluar. Senyawa polutan yang ada di dalam air limbah misalnya senyawa organik (BOD, COD), ammonia, phospor dan lainnya akan terdifusi ke dalam lapisan atau film biologis yang melekat pada permukaan medium. 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 dihasilhan akan diubah menjadi biomasa. Sulpai oksigen pada lapisan biofilm dapat dilakukan dengan beberapa cara misalnya pada sistem RBC yakni dengan cara kontak dengan udara luar, pada sistem “Trickling Filter” dengan aliran balik udara, sedangkan pada sistem biofilter tercelup dengan menggunakan blower udara atau pompa sirkulasi.

28

Jika lapiasan 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 kondisi anaerobik. Pada kondisi anaerobik akan terbentuk gas H2S, dan jika konsentrasi oksigen terlarut cukup besar maka gas H2S yang terbentuk tersebut akan diubah menjadi sulfat (SO4) oleh bakteri sulfat yang ada di dalam biofilm. Selain itu pada zona aerobik nitrogen–ammonium akan diubah menjadi nitrit dan nitrat dan selanjutnya pada zona anaerobik nitrat yang terbentuk mengalami proses denitrifikasi menjadi gas nitrogen. Oleh karena di dalam sistem bioflim terjadi kondisi anaerobik dan aerobik pada saat yang bersamaan maka dengan sistem tersebut maka proses penghilangan senyawa nitrogen menjadi lebih mudah. Hal ini secara sederhana ditunjukkan seperti pada Gambar 2.8.

Gambar 2.7 : Mekanisme proses metabolisme di dalam sistem

biofilm.

29

Gambar 2.8 : Mekanisne penghilangan Ammonia di dalam proses

biofilter. Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilm atau

biofilter tercelup dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang di dalamnya diisi dengan media penyangga untuk pengebang-biakan mikroorganisme dengan atau tanpa aerasi. Untuk proses anaerobik dilakukan tanpa pemberian udara atau oksigen. Posisi media biofilter tercelup di bawah permukaan air. Media biofilter yang digunakan secara umum dapat berpa bahan material organik atau bahan material anorganik.

Untuk media biofilter dari bahan organik misalnya dalam bentuk tali, bentuk jaring, bentuk butiran tak teratur (random packing), bentuk papan (plate), bentuk sarang tawon dan lain-lain. Sedangkan untuk media dari bahan anorganik misalnya batu pecah (split), kerikil, batu marmer, batu tembikar, batu bara (kokas) dan lainnya. Di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilter tercelup aerobik, sistem suplai udara dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi yang sering digunakan adalah seperti yang tertera pada Gambar 2.9. Beberapa cara yang sering digunakan antara lain aerasi samping, aerasi tengah (pusat), aerasi merata seluruh permukaan, aerasi eksternal,

30

aerasi dengan “air lift pump”, dan aersai dengan sistem mekanik. Masing-masing cara mempunyai keuntungan dan kekurangan. Sistem aerasi juga tergantung dari jenis media maupun efisiensi yang diharapkan. Penyerapan oksigen dapat terjadi disebabkan terutama karena aliran sirkulasi atau aliran putar kecuali pada sistem aerasi merata seluruh permukaan media.

Di dalam proses biofilter dengan sistem aerasi merata, lapisan mikroorganisme yang melekat pada permukaan media mudah terlepas, sehingga seringkali proses menjadi tidak stabil. Tetapi di dalam sistem aerasi melalui aliran putar, kemampuan penyerapan oksigen hampir sama dengan sistem aerasi dengan menggunakan difuser, oleh karena itu untuk penambahan jumlah beban yang besar sulit dilakukan. Berdasarkan hal tersebut diatas belakangan ini penggunaan sistem aerasi merata banyak dilakukan karena mempunyai kemampuan penyerapan oksigen yang besar. Jika kemampuan penyerapan oksigen besar maka dapat digunakan untuk mengolah air limbah dengan beban organik (organic loading) yang besar pula. Oleh karena itu diperlukan juga media biofilter yang dapat melekatkan mikroorganisme dalam jumlah yang besar. Biasanya untuk media biofilter dari bahan anaorganik, semakin kecil diameternya luas permukaannya semakin besar, sehinggan jumlah mikroorganisme yang dapat dibiakkan juga menjadi besar pula.

Jika sistem aliran dilakukan dari atas ke bawah (down flow) maka sedikit banyak terjadi efek filtrasi sehingga terjadi proses peumpukan lumpur organik pada bagian atas media yang dapat mengakibatkan penyumbatan. Oleh karena itu perlu proses pencucian secukupnya. Jika terjadi penyumbatan maka dapat terjadi aliran singkat (Short pass) dan juga terjadi penurunan jumlah aliran sehingga kapasitas pengolahan dapat menurun secara drastis.

Pengolahan air limbah dengan proses biofim mempunyai beberapa keunggulan antara lain : a) Pengoperasiannya mudah Di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm, tanpa dilakukan sirkulasi lumpur, tidak terjadi masalah “bulking”

31

seperti pada proses lumpur aktif (Activated sludge process). Oleh karena itu pengelolaaanya sangat mudah.

Gambar 2.9 : Beberapa metoda aerasi untuk proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilter tercelup.

b) Lumpur yang dihasilkan sedikit

Dibandingakan dengan proses lumpur aktif, lumpur yang dihasilkan pada proses biofilm relatif lebih kecil. Di dalam proses lumpur aktif antara 30 – 60 % dari BOD yang dihilangkan (removal BOD) diubah menjadi lumpur aktif (biomasa) sedangkan pada proses biofilm hanya sekitar 10-30 %. Hal ini disebabkan karena pada proses biofilm rantai makanan lebih panjang dan melibatkan aktifitas mikroorganisme dengan orde yang lebih tinggi dibandingkan pada proses lumpur aktif. c) Dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan

konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi.

Oleh karena di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm mikroorganisme atau mikroba melekat

32

pada permukaan medium penyangga maka pengontrolan terhadap mikroorganisme atau mikroba lebih mudah. Proses biofilm tersebut cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi. d) Tahan terhadap fluktuasi jumlah air limbah maupun

fluktuasi konsentrasi. Pengaruh penurunan suhu terhadap efisiensi pengolahan kecil. Jika suhu air limbah turun maka aktifitas mikroorganisme juga berkurang, tetapi oleh karena di dalam proses biofilm substrat maupun enzim dapat terdifusi sampai ke bagian dalam lapisan biofilm dan juga lapisan biofilm bertambah tebal maka pengaruh penurunan suhu (suhu rendah) tidak begitu besar.

II.2.3.3 Media Biofilter

Media biofilter termasuk hal yang penting, karena sebagai

tempat tumbuh dan menempel mikroorganisme, untuk mendapatkan unsur-unsur kehidupan yang dibutuhkannya, seperti nutrien dan oksigen. Dua sifat yang paling penting yang harus ada dari media adalah :

Luas permukaan dari media, karena semakin luas permukaan

media maka semakin besar jumlah biomassa per-unit volume. Persentase ruang kosong, karena semakin besar ruang

kosong maka semakin besar kontak biomassa yang menempel pada media pendukung dengan substrat yang ada dalam air buangan

Untuk mendapatkan permukaan media yang luas, media dapat dimodifikasikan dalam berbagai bentuk seperti bergelombang, saling silang, dan sarang tawon.

Media yang digunakan dapat berupa kerikil, batuan, plastik (polivinil chlorida), pasir, dan partikel karbon aktif. Untuk media biofilter dari bahan organik banyak yang dibuat dengan cara dicetak dari bahan tahan karat dan ringan misalnya PVC dan lainnya, dengan luas permukaan spesifik yang besar

33

dan volule rongga (porositas) yang besar, sehingga dapat melekatkan mikroorganisme dalam jumlah yang besar dengan resiko kebuntuan yang sangat kecil. Dengan demikian memungkinkan untuk pengolahan air limbah dengan beban konsentrasi yang tinggi serta efisiensi pengolahan yang cukup besar. Salah Satu contoh media biofilter yang banyak digunakan yakni media dalam bentuk sarang tawon (honeycomb tube) dari bahan PVC.

Kelebihan dalam menggunakan media plastik tersebut antara lain : Mempunyai luas permukaan per m3 volume sebesar 150 –

240 m2/m3 Volume rongga yang besar dibanding media lainnya. Penyumbatan pada media yang terjadi sangat kecil.

Beberapa contoh perbandingan luas permukaan spesifik dari berbagai media biofilter dapat dilihat pada Tabel 2.3 : Tabel 2.3 : Perbandingan Luas Permukaan Spesifik Media

Biofilter.

No

Jenis Media

Luas Permukaan spesifiik (m2/m3)

1. Trickling filter dengan batu pecah

100 – 200

2. Model sarang tawon (honeycomb modul)

150 – 240

3. Tipe jaring 50

4. RBC 80 – 150

II.3 Peranan Mikroorganisme Dalam Pengolahan Air

Limbah

Mikroorganisme atau mikroba adalah substansi bersel satu yang membentuk koloni atau kelompok dimana satu sama lain

34

dalam koloni tersebut saling berinteraksi. Dalam pertumbuhannya memerlukan sumber energi, karbon, dan nutrien.

Mikroorganisme memegang peranan penting dalam proses yang berlangsung pada pengolahan air buangan secara biologis. Berdasarkan kebutuhan nutrisinya, mikroorganisme dapat dibagi menjadi :

1. Autotroph, yaitu mikroorganisme yang menggunakan CO2

dan HCO3 sebagai sumber karbon tunggal. Sumber nitrogen berasal dari senyawa anorganik saja, sedangkan kebutuhan akan phospor dan belerang diperoleh dari phospat anorganik dan sulfat.

2. Heterotroph, yaitu mikroorganisme yang mengambil karbon

dari sumber karbon organik saja. Penggunaan bentuk nitrogen berasal dari senyawa anorganik tetapi kadang-kadang juga dari senyawa organik. Sedangkan kebutuhan akan phospor dan belerang diperoleh dari phospat anorganik, sulfat, dan belerang organik.

3. Fakultatif autotroph, yaitu mikroorganisme yang dapat

menggunakan CO2 maupun senyawa organik sebagai sumber karbon.

Berdasarkan sumber energi yang digunakan untuk melakukan aktivitasnya, mikroorganisme dapat dibedakan menjadi : Phototroph, yaitu mikroorganisme yang menggunakan cahaya

sebagai sumber energi. Mikroorganisme phototroph dapat merupakan mikroorganisme heterotroph (misalnya bakteri sulphur) dan ada juga yang merupakan mikroorganisme autotroph (alga dan bakteri fotosintesis).

Chemotroph, yaitu mikroorganisme yang menggunakan reaksi

kimia (reaksi reduksi oksidasi bahan organik) sebagai sumber energi. Mikroorganisme chemotroph dapat pula termasuk golongan heterotroph (protozoa, fungi, dan bakteri) atau termasuk autotroph (bakteri nitrifikasi).

35

Berdasarkan temperatur yang cocok untuk tumbuh dan berkembang biak dengan baik, mikroorganisme dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :

Psychrophilic, merupakan mikroorganisme yang dapat tumbuh

pada suhu berkisar antara (-10)C sampai 30 C. Namun pertumbuhan yang optimum adalah pada suhu berkisar antara 12 C sampai 18 C.

Mesophilic, yaitu mikroorganisme yang dapat tumbuh pada

suhu 20C sampai 50C, namun dapat tumbuh optimum pada suhu 25C sampai 40C.

Thermophilic merupakan mikroorganisme yang dapat tumbuh

pada suhu 35C sampai 75C, dan tumbuh optimum pada suhu 55C sampai 65C.

II.4 Penyisihan Zat Pencemar

Perhitungan penyisihan zat pencemar dapat dilakukan

dengan menggunakan rumus sebagai berikut: (C) in – (C) ef

(%) = x 100 % ………………………… (2.1) (C) in

di mana : (%) = Persentase penyisihan (C) in = Konsentrasi zat pencemar pada influen (C) ef = Konsentrasi zat pencemar pada efluen

Perhitungan efisiensi penyisihan ini didasarkan atas perbandingan pengurangan konsentrasi zat pencemar pada titik influen dan efluen terhadap konsentrasi zat pencemar pada titik influen.

36

II.5 Kinetika Penyisihan di dalam Reaktor Biofilter Tercelup

Persamaan kinerja biofilter dengan asumsi reaksi mengikuti reaksi orde satu dan proses penghilangan polutan sangat spesifik tergantung pada karakteristik air buangan, koloni biomassa, karakteristik media filter dan kedalaman media filter. Persamaan dasar yang telah dikembangkan adalah

[ St/So ] = e –kXt …………………………………… (2.2)

dimana : St = konsentrasi subtrat setelah waktu kontak t (massa/volume) So = konsentrasi subtrat influen (massa/volume) k = konstanta laju reaksi X = jumlah biomassa t = waktu tinggal hidrolis atau waktu kontak (hari) Sumber :Eckenfelder, W, Industrial Water Polution Controll, New York : Mc Graw Hill, 1970.

Rata-rata konsentrasi biomassa dalam sistem biofilter sangat sulit diukur, dan karena ketebalan biofilm hanya beberapa mm, maka jumlah biomassa adalah setara dengan luas permukaan spesifik dari media filter (X As). Sebagaimana dijelaskan diatas bahwa waktu tinggal atau waktu kontak di dalam biofilter sangat dipengaruhi oleh karakteristik media filter antara lain volume rongga, bentuk media dan profil saluran yang terbentuk dalam bed filter serta beban hidrolik, maka waktu tinggal dalam biofilter dapat dirumuskan sebagai berikut : t = C. D/QL

n ……………………………………….. (2.3) dimana :

t = waktu kontak (hari) C, n = koefisien percobaan

D = kedalaman media filter (m) QL = beban permukaan (m3/m2.hari)

Nilai n tergantung karakteristik aliran yang mengalir pada media (0,5 – 0,67), untuk air buangan dan penggunaan jenis media, maka persamaan (2.3) dapat disederhanakan dengan menggunakan Kasm sehingga :

37

[ St/So ] = e-k.D/QLn ………………………………. (2.4)

dimana : k = total konstanta laju reaksi n = koefisien percobaan Persamaan 2.4 dapat disederhanakan menjadi :

- kD Ln (St/So) = ………………………………. (2.5) QLn

Ln (St/So) -k = ………………………………. (2.6) D/QLn

38

III.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Instalasi Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Makna, Ciledug yang terletak di Jalan Ciledug Raya no. 4 A, Tangerang. Instalasi Pengolahan Air Limbah ini dibangun dengan kapasitas 12,5 m3/hari, yang dapat melayani rumah sakit dengan 50 tempat tidur. Pengolahan air limbah rumah sakit ini dilakukan dengan proses biofilter gabungan dengan menggunakan media sarang tawon.

Air yang diolah adalah limbah cair yang dihasilkan oleh kegiatan rumah sakit, yaitu yang berasal dari limbah domestik dan limbah yang berasal dari limbah klinis sehingga air hasil olahan dapat langsung dibuang ke saluran umum.

Tahap pelaksanaan penelitian mulai dilakukan dari bulan Januari dan berakhir pada bulan Juni 2001, dimulai dari penelitian pendahuluan, penelitian inti, analisa parameter, dan pengolahan data hasil penelitian. III.2 Penelitian Pendahuluan

Pada penelitian pendahuluan dilakukan pemeriksaan air limbah yang belum terolah, mengukur dan mempelajari model dan karakteristik unit pengolahan, mengukur debit yang terjadi untuk memperkirakan waktu pengambilan sampel. III.2.1 Karakteristik Air Limbah Rumah Sakit Makna Ciledug.

Pemeriksaan air limbah Rumah Sakit Makna yang belum terolah ini dilakukan untuk menentukan parameter-parameter kualitas air yang akan diteliti. III.2.2 Bentuk dan Spesifikasi Teknis IPAL Prototipe alat ini secara garis besar terdiri dari bak pengendapan/pengurai anaerob dan unit pengolahan lanjut dengan sistem biofilter anaerob-aerob. Bak pengurai anaerob dibuat dari bahan beton cor. Ukuran bak pengurai anaerob yakni

40

panjang 200 cm, lebar 200 cm, dan kedalaman efektif sekitar 220 cm. Unit pengolahan lanjut dibuat dari bahan fiber glas (FRP) dan dibuat dalam bentuk yang kompak dan langsung dapat dipasang dengan ukuran panjang 310 cm, lebar 100 cm dan tinggi 210 cm. Ruangan di dalam alat tersebut dibagi menjadi beberapa zona yakni rungan pengendapan awal, zona biofilter anaerob, zona biofilter aerob dan rungan pengendapan akhir. Media yang digunakan untuk biofilter adalah media plastik tipe sarang tawon. Dengan luas permukaan 225 m2 per m3 media. Selain itu, air limbah yang ada di dalam rungan pengendapan akhir sebagian disirkulasi ke zona aerob dengan menggunakan pompa sirkulasi. Prototipe alat ini dirancang untuk dapat mengolah air limbah sebesar 10-15 m3/hari, yang dapat melayani rumah sakit dengan 30-50 bed. Air yang diolah adalah seluruh limbah cair yang dihasilkan oleh kegiatan rumah sakit, yakni baik yang berasal dari limbah domistik maupun limbah yang berasal dari limbah klinis. Air hasil olahan langsung dibuang ke saluran umum.

Diagram proses pengolahan air limbah dengan proses biofilter anaerob-aerob dan bentuk konstruksi IPAL tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.1 sampai dengan Gambar 3.3, sedangkan spesifikasi teknis bioreaktor dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Gambar 3.1: Diagram proses pengolahan air limbah dengan

proses biofilter anaerob-aerob.

41

Gambar 3.2 : Penampang Bak Pengurai Anaerob

Gambar 3.3 Penampang Bak Pengolahan Lanjut

42

Tabel 3.1 : Spesifikasi Teknis IPAL Dengan Proses Biofilter

Anaerob-Aerob.

No Unit Spesifikasi Teknis

1 REAKTOR : a. Bak Kontrol Bahan Beton Cor

Dimensi : 50 cm x 50 cm x 60 cm Tinggi Air : 40 cm Pipa Inlet/Outlet : 4 “

b. Bak Pengurai Anaerob Bahan : Beton Cor Dimensi : Panjang : 200 cm Lebar : 200 cm Tinggi Air : 220 cm Pipa Inlet/Outlet : 4 “

Volume bak : 7,17 m3 Volume Media : Luas Kontak Media : 1189,89 m2

c. Bak Pengolahan Lanjut Bak pengolahan lanjut,

terbagi atas lima ruang: 1. Ruang pengendapan awal 2. dua buah ruang

biofilter anoksik 3. ruang biofilter aerob 4. ruang pengendapan akhir

Bahan fiber glass (FRP) Dimensi : Panjang = 310 cm Lebar = 100 cm Tinggi = 190 cm Pipa inlet dan outlet = 4 inchi Volume bak = 5,2 m3

Luas kontak media :

Bak biofilter anoksik = 406,8 m2 Bak biofilter aerob = 238,995 m2

2 Blower HI-BLOW 60 Daya : 60 Watt; 220 Volt

3 Pompa sirkulasi Tipe : Submersible pump Daya : 40 Watt, 220 Volt

4 Media Biofilter Jenis : sarang tawon (cross flow) Bahan : PVC sheet Ketebalan : 0.5 mm Diameter lubang : (2 x 2) cm Warna : hitam Luas kontak spesifik : + 226 m2/m3 Berat spesifik : 30 – 35 kg/m3 Porositas rongga : 0.98

43

III.2.3 Pengkuran Fluktuasi Debit Air Limbah

Pengukuran fluktuasi debit yang terjadi dimaksudkan untuk memperkirakan waktu pengambilan sampel yang tepat. Pengukuran ini dilakukan dengan alat pengukur debit (watermeter) selama tujuh hari pengukuran sehingga dapat dilihat kecenderungan fluktuasi debit yang terjadi setiap hari.

III.3 Penelitian Inti

Penelitian inti bertujuan untuk mengetahui pengaruh fluktuasi debit terhadap penyisihan COD, BOD5, TSS, ammonia, dan deterjen yang terkandung dalam air limbah Rumah Sakit Makna, Ciledug dengan menggunakan proses biofilter Anaerob-Aerob bermedia sarang tawon.

III.3.1 Pengambilan Sampel

Maksud pengambilan sampel adalah mengumpulkan volume suatu lokasi sampling yang akan diteliti, dengan jumlah sekecil mungkin tapi masih mewakili (representatif), yaitu masih mempunyai semua sifat-sifat yang sama dengan lokasi sampling tersebut.

3.3.1.1 Waktu Pengambilan Sampel

Waktu pengambilan sampel dilakukan dengan dua variasi

waktu, yaitu :

1. Untuk pengambilan sampel pada titik inlet dan outlet diambil secara berkala dua jam sekali selama 24 jam (kecuali waktu aliran air kosong). Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh setiap perubahan besaran debit terhadap efisiensi pengolahan limbah.

2. Untuk pengambilan sampel pada 4 titik sampling dilakukan

pada waktu jam puncak berdasarkan studi debit yang telah dilakukan sebelumnya. Hal ini dimaksudkan untuk

44

III.3.1.2 Titik Sampling

Untuk mengetahui pengaruh fluktuasi debit terhadap efisiensi

keseluruhan sistem pengolahan, pengambilan sampel dilakukan di dua titik , yaitu :

1. Influen bak pengolahan 2. Efluen bak pengolahan

Sedangkan untuk mengetahui efisiensi dari unit-unit pengolahan, pengambilan sampel dilakukan di empat titik, yaitu :

1. Titik influen bak pengolahan 2. Titik efluen bak pengurai anaerob atau influen bak

pengendap awal. 3. Titik efluen bak biofilter anerob atau influen bak biofilter

aerob. 4. Titik efluen bak pengolahan.

Lokasi pengambilan sampel dapat dilihat pada Gambar 3.3 .

Gambar 3.3 Titik Pengambilan Sampel

45

Keterangan :

= Titik pengambilan sampel untuk efisiensi perbak

= Titik pengambilan sampel untuk efisiensi total unit pengolahan

1 = Lokasi pengukuran debit A = Bak kontrol B = Bak pengurai anaerob C = Bak pengendap awal D = Bak biofilter tercelup anoksik E = Bak biofilter tercelup aerob F = Bak pengendap akhir

III.3.2 Analisa Parameter

Pemeriksaan setiap parameter dilakukan sebanyak dua kali (duplo) dan untuk tiga kali sampling. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kesalahan-kesalahan selama pemeriksaan sampel. Parameter yang diukur terdiri dari :

1. COD (Chemical Oxygen Demand)

COD merupakan parameter yang menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasi K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen.

Pengukuran COD secara luas digunakan sebagai alat untuk mengukur kekuatan pencemar buangan domestik maupun buangan industri. Metode yang digunakan pada pengukuran COD dalam penelitian kali ini adalah dengan metode Closed Refluks (fefluks tertutup) dengan spektrofotometri.

2. BOD (Biological Oxygen Demand)

Pengukuran BOD dilakukan untuk mengetahui jumlah oksigen yang diperlukan oleh bakteri untuk menguraikan atau mengoksidasi hampir semua senyawa organik yang terlarut dan sebagian senyawa organik yang tersuspensi dalam air.

46

3. TSS (Total Suspended Solids)

Dimaksudkan untuk mengetahui jumlah padatan yang tersuspensi dalam air. Metode yang digunakan dalam penetapan TSS kali ini adalah dengan menggunakan metode gravimetri.

4. Ammonia

Pemeriksaan ammonia dilakukan dengan metode kalorimetri yaitu dengan menambahkan reagen nessler dan warna yang terbentuk dibandingkan dengan standar menggunakan alat spektrofotometer. Prosedur analisa dilakukan sesuai dengan metode yang ditetapkan dalam buku Standard Methods.

5. MBAS (Methylene Blue Active Substances) Pemeriksaan MBAS dilakukan dengan metode spektrofotometri yaitu sampel yang mengandung detergen diekstrak dengan kloroform dan diikat dengan methylene blue dan diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm.

III.4 Pengolahan Data

Data yang telah diperoleh pada tahap penelitian diolah dan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik, serta dianalisa secara deskripsi sesuai dengan teori yang ada.

Metode analisa data pada penelitian ini dilakukan dengan dua metode statistik yaitu statistik deskriptif .

III.4.1 Metode Statistik Deskriptif

Metode statistik deskriptif adalah metode mengumpulkan, mengolah, menyajikan dan menganalisa data kuantitatif secara deskriptif agar dapat memberi gambaran yang teratur tentang suatu peristiwa.

47

Metode statistik deskriptif yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Metode rata-rata hitung Data pengamatan yang terdiri dari sejumlah nilai yang tidak terlalu besar maka rata-rata hitung dapat langsung diperoleh dari data yang bersangkutan tanpa harus disusun terlebih dahulu ke dalam distribusi frekuensi. Rata-rata hitung dari nilai-nilai pengamatan X1, X2, X3,… Xn adalah hasil penjumlahan nilai-nilai di atas dibagi dengan jumlah pengamatan sebesar n kali pengamatan. X = 1/n . X1 di mana : X1 = nilai-nilai pengamatan n = jumlah pengamatan X = rata-rata hitung Setiap kali pengambilan sampel, analisa yang dilakukan sebanyak dua kali (duplo). Pengambilan sampel dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan. Nilai rata-rata dari hasil pengambilan dan analisa sampel tersebut merupakan data yang digunakan dalam pembahasan hasil percobaan. 2. Metode regresi Jenis metode statistik ini digunakan untuk mencari hubungan (persamaan) dari dua variabel. Hubungan antar variabel dalam metode regresi dinyatakan dengan persamaan matematis yang merupakan hubungan fungsional antara dua variabel tersebut. Model metode regresi yang umum digunakan dalam pengolahan data adalah :

Regresi linier, dengan bentuk persamaan : y = a + bx

Regresi kuadris, dengan bentuk persamaan : y = a + bx + cx2

Regresi logaritma, dengan bentuk persamaan : y = a + b ln x

Regresi eksponensial, dengan bentuk persamaan : y = a. e b.x (ln y = ln a + bx)

48

IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN IV.1 Karakteristik Air Limbah

Air limbah dalam penelitian ini adalah air limbah Rumah Sakit Makna yang berlokasi di Jalan Ciledug Raya, Tangerang dan tergolong rumah sakit kelas C. Air limbah yang diolah berasal dari kegiatan rumah sakit, yaitu yang berasal dari air limbah non medis maupun air limbah medis, dikumpulkan melalui saluran pipa pengumpul dan dialirkan ke bak kontrol untuk selanjutnya diolah di unit pengolahan . Kualitas air limbah rumah sakit sebelum diolah saat pengambilan sampel tanggal 22 April 2001 berdasarkan hasil analisa di laboratorium dan dibandingkan dengan baku mutu yang diatur dalam keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia No : Kep-58/MENLH/12/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Rumah Sakit dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Berdasarkan hasil analisa karakteristik air limbah Rumah Sakit Makna terlihat bahwa air limbah tersebut mempunyai nilai pH yang masih berada dalam kisaran pH optimum bagi bakteri, sehingga tidak mengganggu proses pengolahan. Kandungan zat organik yang dinyatakan sebagai COD termasuk dalam tingkat menengah. Limbah cair dapat diklasifikasikan berdasarkan tingkat biodegradabilitasnya. Limbah cair tergolong biodegradable bila nilai ratio BOD terhadap COD sekitar 0,65; tergolong sedikit biodegradable bila nilai ratio tersebut sekitar 0,32; dan tergolong kurang biodegradable bila nilai ratio BOD terhadap COD sekitar 0,16. Berdasarkan hasil penelitian didapat angka perbandingan BOD/COD adalah 0,5 termasuk dalam kategori limbah cair yang biodegradable. Tingkat biodegradabilitas yang tinggi ini mengindikasikan bahwa pengolahan secara biologi memberikan berbagai keuntungan dibanding dengan pengolahan secara kimia atau fisika. Sedangkan kandungan logam pada air limbah tersebut masih berada di bawah baku mutu, sehingga tidak bersifat toksik bagi bakteri metanogen dan bakteri pendegradasi senyawa organik lainnya.

50

Tabel 4.1 Karakteristik Air Limbah Rumah Sakit Makna

Parameter Satuan Baku Mutu

Hasil Analisa

I. Fisika

Zat padat tersuspensi mg/l 30 *) 260

Zat padat terlarut mg/l 1000 50 – 485

II. Kimia

Ammonia (NH3) mg/l 5 2.8 – 12.5

Nitrat (NO3) mg/l 10 0.7

Nitrit (NO2) mg/l 1 0.05

PH - 6-9 6.8

Flourida (F) mg/l 2 0.25

Sulfida (H2S) mg/l 0.05 Ttd

Klorin (Cl2) mg/l 1 <0.1

III. Khusus

COD (K2Cr2O7) mg/l 80 *) 190 – 4025

BOD (20C, 5 days) mg/l 30 *) 92 – 2128

Organic matter (KmnO4) mg/l 85 1085

Surfactan anionic as MBAS mg/l 1 1.1 – 24.2

Oil & Grease mg/l 5 17

Phenol mg/l 0.5 0.25

Cyanide (CN) mg/l 0.05 <0.05

IV. Logam

Iron (Fe) mg/l 5 2.70

Copper (Cu) mg/l 1 <0.03

Lead (Pb) mg/l 0.10 <0.02

Cadnium (Cd) mg/l 0.05 <0.01

Chromium Total mg/l 0.5 <0.04

Nickel (Ni) mg/l 0.10 <0.05

Zinc (Zn) mg/l 2 0.14

Manganese (Mn) mg/l 2 0.20

Mercury (Hg) mg/l 0.02 <0.001

Chrom Hexavalent (Cr+6) mg/l 0.1 <0.04 Keterangan : - Baku Mutu Limbah Cair sesuai SK Gubernur KDKI Jakarta No : 582 tahun 1995. *) Baku Mutu Limbah Cair sesuai Kep-58/MENLH/12/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Rumah Sakit.

51

IV.2 Hasil Pengukuran Debit

Berdasarkan pengukuran debit yang dilakukan selama tujuh hari pengukuran diketahui bahwa debit total rata-rata pemakaian air per hari untuk rumah sakit ini adalah sebesar 9,165 m3/hari. Debit ini berfluktuasi sesuai dengan kegiatan-kegiatan yang menggunakan air yang dilakukan di rumah sakit tersebut. Kegiatan pemakaian air terbesar terjadi pada pukul 09.00-10.00 untuk pagi hari, dimana pada saat itu air banyak digunakan untuk mencuci pakaian, sprei, serta peralatan pasien lainnya. Setelah itu pemakaian air cenderung menurun kuantitasnya, dan baru meningkat lagi pada pukul 17.00-18.00 dimana pada saat itu air banyak digunakan untuk mandi pasien. Selain itu debit harian yang terjadi di Rumah Sakit Makna dipengaruhi oleh jumlah pasien yang ada dan karyawan yang bekerja pada rumah Sakit Makna tersebut. Grafik fluktuasi debit rata-rata dan grafik volume kumulatif pemakaian air terhadap waktu dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 berikut.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

00.0

0-01

.00

02.0

0-03

.00

04.0

0-05

.00

06.0

0-07

.00

08.0

0-09

.00

10.0

0-11

.00

12.0

0-13

.00

14.0

0-15

.00

16.0

0-17

.00

18.0

0-19

.00

20.0

0-21

.00

22.0

0-23

.00

Waktu

Deb

it (

m3/

har

i)

Gambar 4.1 Grafik Fluktuasi Debit Harian Rata-Rata

52

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

00.0

0-01

.00

02.0

0-03

.00

04.0

0-05

.00

06.0

0-07

.00

08.0

0-09

.00

10.0

0-11

.00

12.0

0-13

.00

14.0

0-15

.00

16.0

0-17

.00

18.0

0-19

.00

20.0

0-21

.00

22.0

0-23

.00

Waktu

Deb

it K

um

ula

tif

Rat

a-R

ata

(m3)

Gambar 4.2 Grafik Debit Kumulatif Rata-Rata IV.3 Sistem Kerja Pengolahan Air Limbah Air limbah rumah sakit adalah seluruh buangan cair yang berasal dari hasil proses seluruh kegiatan rumah sakit yang meliputi: limbah domistik cair yakni buangan kamar mandi, dapur, air bekas pencucian pakaian; limbah cair klinis yakni air limbah yang berasal dari kegiatan klinis rumah sakit misalnya air bekas cucian luka, cucian darah dll.; air limbah laboratorium; dan lainya. Air limbah rumah sakit yang berasal dari buangan domistik maupun buangan limbah cair klinis umumnya mengadung senaywa pulutan organik yang cukup tinggi, dan dapat diolah dengan proses pengolahan secara biologis, sedangkan untuk air limbah rumah sakit yang berasal dari laboratorium biasanya banyak mengandung logam berat yang mana bila air limbah tersebut dialirkan ke dalam proses pengolahan secara biologis, logam berat tersebut dapat menggagu proses pengolahannya. Oleh karena itu untuk pengelolaan air limbah rumah sakit, maka

53

air limbah yang berasal dari laboratorium dipisahkan dan ditampung, kemudian diolah secara kimia-fisika, Selanjutnya air olahannya dialirkan bersama-sama dengan air limbah yang lain, dan selanjutnya diolah dengan proses pengolahan secara biologis. Diagram proses pengelolaan air limbah rumah sakit secara umum dapat dilihat seperti pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 : Diagram proses pengelolaan air limbah rumah sakit Seluruh air limbah yang dihasilkan oleh kegiatan rumah sakit, yakni yang berasal dari limbah domistik maupun air limbah yang berasal dari kegiatan klinis rumah sakit dikumpulkan melalui saluran pipa pengumpul. Selanjutnya dialirkan ke bak kontrol. Fungsi bak kontrol adalah untuk mencegah sampah padat misalnya plastik, kaleng, kayu agar tidak masuk ke dalam unit pengolahan limbah, serta mencegah padatan yang tidak bisa terurai misalnya lumpur, pasir, abu gosok dan lainnya agar tidak masuk kedalam unit pengolahan limbah. Dari bak kontrol, air limbah dialirkan ke bak pengurai anaerob. Bak pengurai anaerob dibagi menjadi dua buah ruangan yakni bak pengendapan atau bak pengurai awal, biofilter anaerob tercelup dengan aliran dari bawah ke atas (Up Flow. Air limpasan dari bak pengurai anaerob selanjutnya

54

dialirkan ke unit pengolahan lanjut. Unit pengolahan lanjut tersebut terdiri dari beberapa buah ruangan yang berisi media dari bahan PVC bentuk sarang tawon untuk pembiakan mikro-organisme yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalan air limbah. Setelah melalui unit pengolahan lanjut, air hasil olahan dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak khlorinasi air limbah dikontakkan dengan khlor tablet agar seluruh mikroorganisme patogen dapat dimatikan. Dari bak khlorinasi air limbah sudah dapat dibuang langsung ke sungai atau saluran umum. Diagram alir unit pengolahan limbah dapat dilihat pada Gambar 3.1 IV.4 Kinerja Setiap Bak Pengolahan

Untuk mengetahui kinerja masing-masing bak pengolahan ini maka dihitung : efisiensi pengolahan yang diperoleh dari tiap bak dan massa penyisihan rata-rata. Hasil yang diperoleh berasal dari analisa kualitas air limbah pada inlet dan outlet masing-masing bak pengolahan pada saat jam puncak yaitu antara jam 09.00-10.00. Tingkat efisiensi yang diperoleh dari unit pengolahan tersebut menunjukkan hasil yang tidak selalu sama, hal ini disebabkan karena beberapa faktor yang dapat mempengaruhi tingkat efisiensi dari unit pengolahan tersebut antara lain faktor fluktuasi kualitas air limbah yang masuk, waktu tinggal air limbah di dalam unit pengolahan, dan sewaktu-waktu dapat juga terjadi hal-hal yang tidak diinginkan seperti kerusakan pada alat-alat pendukung unit pengolahan ini. IV.4.1 Bak Pengurai Anaerob

Besarnya efisiensi pengolahan yang dihasilkan pada bak

pengurai anaerob dalam unit pengolahan ini seperti terlihat pada Tabel 4.2 :

55

Tabel 4.2 : Penyisihan COD, BOD5, TSS, Ammonia, dan Deterjen di dalam Bak Pengurai Anaerob pada saat Jam Puncak

Parameter Sampel Konsentrasi (mg/l) Penyisihan

Tanggal Influen Efluen (%)

COD 22-6-2001 190 75 60.53

27-6-2001 245 98 60

30-6-2001 240 105 56.25

rata-rata 225 92.67 58.93

BOD5 22-6-2001 92 40 56.52

27-6-2001 128 43 66.41

30-6-2001 124 42 66.13

rata-rata 114.67 41.67 63.02

TSS 22-6-2001 55 32 41.82

27-6-2001 50 26 48

30-6-2001 80 42 47.5

rata-rata 61.67 33.33 45.77

Ammonia 22-6-2001 6.65 4.1 38.35

27-6-2001 12 7.85 34.58

30-6-2001 12.5 9 28

rata-rata 10.38 6.98 33.64

Deterjen 22-6-2001 19 7.2 62.11

27-6-2001 14.5 8.2 43.45

30-6-2001 12 6.75 43.75

rata-rata 15.17 7.38 49.77

Terlihat bahwa di dalam bak pengurai anaerob efisiensi terbesar terjadi pada penyisihan BOD5, yaitu sebesar 63,02 %, sedangkan efisiensi terkecil terjadi pada penyisihan ammonia yaitu 33,64%.

56

Senyawa organik (COD dan BOD5) mengalami angka penyisihan terbesar di bak biofilter anaerob. Karena efluen pada bak biofilter anaerob ini masih di atas baku mutu dan masih dapat didegradasi secara biologis, maka diperlukan bak biofilter anoksik dan aerob. Bak biofilter aerob juga berguna untuk menurunkan bau dan meningkatkan DO pada efluen akhir. Kecenderungan efisiensi penyisihan di bak pengurai anaerob dilampirkan dalam Gambar 4.4 .

Efisiensi Bak Pengurai Anaerob

0

10

20

30

40

50

60

70

COD BOD5 TSS Amonia Deterjen(MBAS)Parameter

Efi

sie

ns

i (%

)

Gambar 4.4 Grafik Efisiensi Pengolahan Bak Pengurai Anaerob

Efisiensi pengolahan bak pengurai anaerob dapat juga

ditinjau dalam bentuk perhitungan massa zat pencemar rata-rata yang tersisihkan perhari selama waktu pengambilan sampel. Jumlah massa rata-rata yang tersisihkan tersebut dapat dihitung dengan persamaan berikut :

(Si – Se) g/m3 x Q air buangan m3/hari, di mana Q = 9,165 m3/hari

57

Tabel 4.3 Jumlah Massa Rata- Rata yang Tersisihkan di Bak Pengurai Anaerob

Parameter Konsentrasi (gr/m3) Massa Tersisihkan

Rata-Rata

Influen Efluen (gr/hari)

COD 225 92.67 112.80

BOD 114.67 41.67 669.04

TSS 61.67 33.33 259.74

Ammonia 10.38 6.98 31.16

Deterjen 15.17 7.38 71.40 IV.4.2 Bak Biofilter Tercelup Anoksik

Besarnya efisiensi pengolahan rata-rata yang dihasilkan pada bak biofilter tercelup anoksik dalam unit pengolahan ini secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Dari tabel tersebut terlihat bahwa di dalam bak biofilter tercelup anoksik angka penyisihan terbesar terjadi pada ammonia, yaitu sebesar 73,53 %, sedangkan angka penyisihan terkecil terjadi pada deterjen yaitu 53,70%.

Karena konsentrasi COD, BOD5, TSS, deterjen, dan ammonia pada bak ini masih ada yang berada di atas baku mutu maka dilakukan proses pengolahan secara aerobik.

Dalam bak biofilter anoksik ini dilakukan sirkulasi yaitu dari efluen bak biofilter aerob disirkulasi kembali ke bak pengendapan awal anoksik. Hal ini dilakukan selain untuk meningkatkan beban hidrolik juga untuk meningkatkan penyisihan BOD karena terjadi peningkatan DO. Pada reaktor gabungan anoksik-aerob kandungan nitrat dari zona aerob akan diturunkan dengan cara diresirkulasi ke bak influen anoksik lalu kemudian terjadi proses denitrifikasi pada zona anoksik. Kecenderungan efisiensi dilampirkan dalam Gambar 4.5 .

58

Tabel 4.4 Penyisihan COD, BOD5, TSS, Ammonia, dan Deterjen Di dalam Bak Biofilter Tercelup Anoksik pada saat Jam Puncak



COD 22-6-2001 75 36 52.00

27-6-2001 98 43 56.12

30-6-2001 105 49 53.33

Rata-rata 92.67 42.67 53.82

BOD5 22-6-2001 40 16 60.00

27-6-2001 43 16 62.79

30-6-2001 42 16 61.90

Rata-rata 41.67 16 61.57

TSS 22-6-2001 32 10 68.75

27-6-2001 26 10 61.54

30-6-2001 42 14 66.67

Rata-rata 33.33 11.33 65.65

Ammonia 22-6-2001 4.1 1.3 68.29

27-6-2001 7.85 2 74.52

30-6-2001 9 2 77.78

Rata-rata 6.98 1.77 73.53

Deterjen 22-6-2001 7.2 3.3 54.17

27-6-2001 8.2 3.5 57.32

30-6-2001 6.75 3.4 49.63

Rata-rata 7.38 3.4 53.70

59

Efisiensi Bak Biofilter tercelup Anoksik

0

20

40

60

80

COD BOD5 TSS Amonia Deterjen(MBAS)

Parameter

Efi

sie

ns

i (%

)

Gambar 4.5 Grafik Efisiensi Pengolahan Bak Biofilter Tercelup

entuk persamaan penyisihan massa rata-rata perhari

selama

i – Se) g/m3 x Q air buangan m3/hari

abel 4.5 Jumlah Massa Rata-Rata yang Tersisihkan Di dalam

Parameter Konsentrasi (gr/m3) Massa Tersisihkan

Anoksik

Bwaktu pengambilan sampel dilihat dari efisiensi

pengolahan pada bak biofilter tercelup anoksik adalah sebagai berikut :

(S

T

Bak Biofilter Tercelup Anoksik

rata-Rata


COD 92.67 42.67 458.25

BOD5 41.67 16 235.26

TSS 33.33 11.33 201.63

Ammonia 6.98 1.77 47.75

Deterjen 7.38 3.4 36.48

60

IV.4.3 Bak Biofilter Tercelup Aerob

Besarnya efisiensi pengolahan rata-rata yang dihasilkan pada

Tabel 4.6 : Efisiensi Penyisihan COD, BOD5, TSS, Ammonia,


bak biofilter tercelup aerob dalam unit pengolahan ini seperti terlihat pada Tabel 4.6.

dan Deterjen pada Bak Biofilter Tercelup Aerob saat Jam Puncak


CO 2 44.44 D 2-6-2001 36 20 27-6-2001 43 22 48.84

30-6-2001 49 25 48.98

Rata-rata 42.67 22.33 47.42

BOD5 22-6-2001 16 8 50 27-6-2001 16 9 43.75

30-6-2001 16 8 50

Rata-rata 16 8.33 47.92 T SS 22-6-2001 10 10 0

27-6-2001 10 10 0

30-6-2001 14 10 28.57

Rata-rata 10 9.52 11.33 NH3 22-6-2001 1.3 0.3 76.92

27-6-2001 2 0.4 80

30-6-2001 2 0.4 80

Rata-rata 1.77 0.37 78.97 Deterjen 22-6-2001 3.3 0.5 84.85

27-6-2001 3.5 0.76 78.29

30-6-2001 3.4 0.6 82.35

Rata-rata 3.40 0.62 81.83

61

Terlihat bahwa di dalam bak biofilter aerob efisiensi terbesar terjadi pada penyisihan deterjen, yaitu sebesar 81,83%, sedangkan efisiensi terkecil terjadi pada penyisihan TSS yaitu 9,52 %. TSS mengalami penyisihan terkecil di bak biofilter aerob ini dapat terjadi karena konsentrasi TSS pada inlet bak biofilter aerob kecil, hanya sedikit yang bisa terdegradasi oleh mikroorganisme, tersaring oleh media dan mengalami proses pengendapan.

Angka penyisihan deterjen terbesar terjadi di bak biofilter aerob selain disebabkan karena proses pendegradasian oleh mikroorganisme aerob, pengurangan kandungan deterjen dalam air limbah di bak biofilter aerob sebagian kecil dapat juga melalui proses flotasi (sebagai efek langsung dari gelembung-gelembung udara yang ditiup blower). Untuk ammonia mengalami angka penyisihan sebesar 78,97%. Ammonia juga mengalami penyisihan terbesar di bak biofilter aerob. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam bak biofilter aerob terjadi proses nitrifikasi. Proses nitrifikasi yang terjadi ini adalah suatu proses pengubahan dari NH4

+ menjadi NO2- yang

kemudian menjadi NO3- yang dilakukan oleh bakteri autrotropik

dan heterotropik. Pengubahan NH4+ menjadi NO2

- dilakukan oleh bakteri nitrosomonas dan selanjutnya NO2

- yang terbentuk diubah menjadi NO3

- oleh bakteri nitrobacter. Kedua jenis bakteri di atas hidup dalam keadaan aerob sehingga memerlukan konsentrasi oksigen yang cukup untuk sumber energi dalam menunjang proses metabolisme, dan juga proses nitrifikasi merupakan suatu proses aerob sehingga keberadaan oksigen sangat penting dalam proses ini. Selain karena proses nitrifikasi, penyisihan ammonia dapat juga terjadi karena proses sintesa sel pada mikroorganisme. Di dalam bak biofilter tercelup aerob, suplai oksigen berasal dari blower. Keberadaan blower dalam bak ini sangat membantu dalam hal penurunan kandungan senyawa pencemar dalam air limbah, adanya blower berfungsi sebagai penyuplai oksigen sehingga mikroorganisme aerob dapat tumbuh dan berkembang biak, di samping itu sebagai penghilang bau yang berasal dari proses anaerob di bak pengurai anaerob dan meningkatkan DO pada efluen akhir .

62

Contoh air yang diambil pada penelitian untuk menghitung efisiensi bak biofilter tercelup aerob sama dengan efluen akhir dari instalasi pengolahan. Bila dibandingkan dengan baku mutu (Kep-58/MENLH/12/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair) dapat dilihat konsentrasi zat pencemar pada efluen akhir berada jauh di bawah ambang batas yang diijinkan, sehingga aman bagi lingkungan.

Kecenderungan efisiensi dilampirkan dalam Gambar 4.6 .

Efisiensi Bak Biofilter Aerob

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

COD BOD5 TSS Amonia Deterjen(MBAS)

Parameter

Efi

sie

ns

i (%

)

Gambar 4.6 Grafik Efisiensi Pengolahan Bak Biofilter Tercelup Aerob

Efisiensi pengolahan bak biofilter tercelup aerob dapat

juga ditinjau dalam bentuk perhitungan massa zat pencemar rata-rata yang tersisihkan perhari selama waktu pengambilan sampel. Massa yang tersisihkan tersebut dapat dihitung dengan persamaan berikut:

(Si – Se) g/m3 x Q air buangan m3/hari, dimana Q = 9,165 m3/hari

63

Tabel 4.7 Jumlah Massa Rata-Rata yang Tersisihkan di dalam Bak Biofilter Tercelup Aerob

Parameter Konsentrasi (gr/m3) Massa Tersisihkan Rata-

Rata


COD 42.67 22.33 186.42

BOD5 16 8.33 70.30

TSS 11.33 10 12.19

Ammonia 1.77 0.37 12.83

Deterjen 3.40 0.62 25.48 IV.5 Pengaruh Fluktuasi Debit Terhadap Penyisihan COD,

BOD5, TSS, Ammonia, dan Deterjen pada Unit Pengolahan

Untuk mengetahui pengaruh fluktuasi debit terhadap total efisiensi pengolahan limbah rumah sakit dilakukan pengukuran kuantitas dan kualitas air limbah. Pengambilan data dilakukan setiap dua jam selama tiga kali pengukuran.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin kecil debit yang diikuti oleh besarnya kualitas air limbah akan menghasilkan efisiensi pengolahan yang tinggi. Debit yang kecil membuat waktu kontak yang terjadi antara air limbah dengan mikroorganisme pada lapisan biofilm semakin lama, sehingga kesempatan mikroorganisme mendegradasi senyawa-senyawa yang terkandung dalam air limbah semakin besar. IV.5.1 Hubungan Antara Fluktuasi Debit DenganPenyisihan COD pada Unit Pengolahan

Nilai COD menunjukkan kadar bahan organik yang

terdapat di dalam air limbah. Semakin tinggi nilai COD semakin tinggi kadar bahan organik yang terdapat di dalamnya.

Besarnya penyisihan COD yang dihasilkan pada unit pengolahan ini adalah antara 87 % - 98,6 %, kecenderungan

64

hubungan antara fluktuasi debit dengan penyisihan COD yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8 berikut ini.

Penghilangan COD

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

05.0

0-06

.00

07.0

0-08

.00

09.0

0-10

.00

11.0

0-12

.00

13.0

0-14

.00

15.0

0-16

.00

17.0

0-18

.00

19.0

0-20

.00

Waktu

Kon

sent

rasi

CO

D (

mg/

l)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Deb

it Li

mba

h (m

3/ha

ri)

Konsentrasi COD (mg/l) InfluenKonsentrasi COD (mg/l) EfluenDebit m3/hari

Gamba gan Antara Fluktuasi Debit dan Penurunan

r 4.7 : HubunKonsentrasi COD di dalam Efluen.

65

05

1015202530354045

05.00-06.00

07.00-08.00

09.00-10.00

11.00-12.00

13.00-14.00

15.00-16.00

17.00-18.00

19.00-20.00

Waktu

Deb

it (

m3/

har

i)

80828486889092949698100

Efi

sien

si (

%)

Debit (m3/hari) Efisiensi

Gambar 4.8 : Hubungan Antara Fluktuasi Debit Dengan

Penyisihan COD Dari Gambar 4.7 dan 4.8 tersebut terlihat bahwa penyisihan

COD tertinggi terjadi pada pukul 05.00-06.00, berbanding terbalik dengan debit yang terjadi. Tingkat efisiensi paling tinggi terjadi saat debit minimum, sehingga proses degradasi senyawa organik oleh mikroorganisme berlangsung dalam waktu yang cukup lama. Salah satu keuntungan reaktor biofilter tercelup adalah bahwa reaktor ini cukup tahan terhadap fluktuasi debit dan konsentrasi. Beban organik mengalami peningkatan sesuai dengan kegiatan pemakaian air yang terjadi, yaitu pada pada saat air banyak dipakai untuk kegiatan memasak dan mencuci piring. IV.5.2 Hubungan Antara Fluktuasi Debit Dengan Penyisihan

BOD5 pada Unit Pengolahan

Besarnya penyisihan BOD5 yang dihasilkan pada unit pengolahan ini adalah antara 93,4 %- 99,3 %, tingginya angka

66

penyisihan BOD5 ini menunjukkan bahwa sebagian besar senyawa organik yang terkandung dalam air limbah ini dapat didegradasi oleh mikroorganisme. Kecenderungan hubungan antara fluktuasi debit dengan penyisihan BOD5 yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 berikut ini.

Penghilangan BOD

0

500

1000

1500

2000

2500

05.0

0-06

.00

07.0

0-08

.00

09.0

0-10

.00

11.0

0-12

.00

13.0

0-14

.00

15.0

0-16

.00

17.0

0-18

.00

19.0

0-20

.00

Waktu

Kon

sent

rasi

BO

D (

mg/

l)

0510

15202530

354045

Deb

it Li

mba

h (m

3/ha

ri)

Konsentrasi BOD5 (mg/l) Influen

Konsentrasi BOD5 (mg/l) Efluen

Debit m3/hari

Gambar 4.9 : Hubungan Antara Fluktuasi Debit dan Penurunan Konsentrasi BOD di dalam Efluen

67

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

05.00-06.00

07.00-08.00

09.00-10.00

11.00-12.00

13.00-14.00

15.00-16.00

17.00-18.00

19.00-20.00

Waktu

Deb

it (

m3/

har

i)

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

Efi

sien

si (

%)

Debit (m3/hari) Efisiensi (%)

Gambar 4.10 : Hubungan Antara Fluktuasi Debit dan Penyisihan

BOD5

Penyisihan BOD5 terkecil terjadi pada pukul 09.00-10.00,

dimana pada saat itu aliran air paling besar, sehingga waktu tinggal air limbah di dalam unit pengolahan paling pendek. IV.5.3 Hubungan Antara Fluktuasi Debit Dengan Penyisihan

TSS pada Unit Pengolahan

Besarnya penyisihan TSS yang dihasilkan pada unit pengolahan ini adalah antara 80 %-97,8 %, kecenderungan hubungan antara fluktuasi debit dengan penyisihan TSS yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan Gambar 4.12 berikut ini.

68

Penghilangan TSS

050

100150200250

300350400

450500

05.0

0-06

.00

07.0

0-08

.00

09.0

0-10

.00

11.0

0-12

.00

13.0

0-14

.00

15.0

0-16

.00

17.0

0-18

.00

19.0

0-20

.00

Waktu

Kon

sent

rasi

TS

S (

mg/

l)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Deb

it Li

mba

h (m

3/ha

ri)

Konsentrasi TSS (mg/l) Influen

Konsentrasi TSS (mg/l) Efluen

Debit (m3/hari)

Gambar 4.11 : Hubungan Antara Fluktuasi Debit dan Penurunan

Konsentrasi TSS di dalam Efluen

69

0

10

20

30

40

50

05.00-06.00

07.00-08.00

09.00-10.00

11.00-12.00

13.00-14.00

15.00-16.00

17.00-18.00

Waktu

Deb

it (

m3/

har

i)

60

70

80

90

100

Efi

sien

si (

%)


Gambar 4.12 Hubungan Antara Fluktuasi Debit dan

Penyisihan TSS

Penyisihan TSS terkecil terjadi pada pukul 09.00-10.00, dimana pada saat itu aliran air paling besar, sehingga waktu tinggal air limbah di dalam unit pengolahan paling pendek. IV.5.4 Hubungan Antara Fluktuasi Debit Dengan Penyisihan

Amonia Pada Unit Pengolahan

Besarnya penyisihan Amonia yang dihasilkan pada unit pengolahan ini adalah antara 93,75 %-98,2 %, kecenderungan hubungan antara fluktuasi debit dengan penyisihan Ammonia yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 4.13 dan Gambar 4.14 berikut ini.

70

Penghilangan Amonia

0

2

4

6

8

10

12

05.0

0-06

.00

07.0

0-08

.00

09.0

0-10

.00

11.0

0-12

.00

13.0

0-14

.00

15.0

0-16

.00

17.0

0-18

.00

19.0

0-20

.00

Waktu

Ko

nse

ntr

asi A

mo

nia

(m

g/l)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Deb

it L

imb

ah (

m3/

har

i)

Konsentrasi NH3 (mg/l) InfluenKonsentrasi NH3 (mg/l) EfluenDebit (m3/hari)

Gamba .13 : Hubungan Antara Fluktuasi Debit dan Penurunan

r 4Konsentrasi Amonia di dalam Efluen

71

0

10

20

30

40

50

05.00-06.00

07.00-08.00

09.00-10.00

11.00-12.00

13.00-14.00

15.00-16.00

17.00-18.00

19.00-20.00

Waktu

Deb

it (

m3/

har

i)

90

92

94

96

98

100

Efi

sien

si (

%)


Gambar 4.14 Hubungan Fluktuasi Debit dan Penyisihan Amonia

Penyisihan amonia terkecil terjadi pada pukul 09.00-10.00,

dimana pada saat itu aliran air paling besar, sehingga waktu tinggal air limbah di dalam unit pengolahan paling pendek.

Proses penyisihan senyawa ammonia pada air buangan ini dapat terjadi secara mikrobiologis melalui proses nitrifikasi hingga menjadi nitrit dan nitrat dengan penambahan oksigen melalui proses aerasi dan dapat juga terjadi karena ammonia digunakan untuk sintesa sel mikroorganisme. IV.5.5 Hubungan Antara Fluktuasi Debit Dengan Penyisihan

Deterjen Pada Unit Pengolahan Hasil penelitian yang didapat memperlihatkan bahwa

deterjen yang masuk ke setiap tingkat pengolahan akan mengalami proses penguraian. Hal ini membuktikan bahwa deterjen walaupun termasuk ke dalam golongan bahan organik

72

yang sulit terurai (refractory organic) ternyata dapat terurai. Proses penguraian deterjen dapat terjadi secara mikrobiologis, terflotasi, dan terendapkan.

Deterjen bila ditinjau dari susunan molekul pembentuknya terbagi menjadi susunan molekul rantai cabang dan rantai lurus. Deterjen dengan susunan molekul rantai lurus lebih mudah untuk diuraikan oleh mikroorganisme dibandingkan dengan rantai yang bercabang. Pada penelitian ini, susunan molekul pembentuk deterjen tidak dapat diketahui secara pasti karena harus dilakukan penelitian tersendiri.

Penyisihan deterjen menggunakan trickling filter adalah sebesar 92,4 %, activated sludge sebesar 94,7 % dan oxydation ponds sebesar 91,3 % (Salim,1981). Sedangkan penyisihan deterjen yang dihasilkan pada penelitian di unit pengolahan ini adalah antara 95,8%-99,7%, kecenderungan hubungan antara fluktuasi debit dengan penyisihan deterjen yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 4.15 dan Gambar 4.16.

Dari Gambar 4.15 dan 4.16 terlihat bahwa angka penyisihan deterjen berbanding terbalik dengan debit yang terjadi, hal ini dikarenakan pada saat debit rendah waktu tinggal air buangan di dalam reaktor mencapai waktu yang lama, sehingga kesempatan mikroorganisme untuk menguraikan deterjen menjadi lebih besar.

Kecuali untuk penyisihan deterjen yang terjadi pada saat jam puncak pukul 09.00-10.00, terlihat bahwa angka penyisihan mengalami peningkatan seiring dengan debit yang terjadi. Hal ini dapat disebabkan karena pada saat itu kegiatan di rumah sakit tersebut banyak menggunakan deterjen (mencuci pakaian dan sprei pasien) sehingga konsentrasi deterjen pun meningkat. Dan peningkatan konsentrasi dan debit tersebut tidak banyak mempengaruhi angka penyisihan yang terjadi karena tingginya kemampuan mikroorganisme dalam reaktor biofilter tersebut untuk mendegradasi deterjen. Proses penguraian deterjen tersebut dipengaruhi oleh mikroorganisme yang memegang peranan penting. Mikroorganisme pengurai deterjen dapat dikelompokkan atas 12 genus bakteri diantaranya adalah Acetobacter, Arthrobacter, Bacillus, Chromobacterium, Corynebacterium, Eschericia, Flavobacterium, Mycobacterium, Pseudomonas, Serratia, Streptococcus, dan Vibrio.

73

Penghilangan Deterjen (MBAS)

0

5

10

15

20

25

05.0

0-06

.00

07.0

0-08

.00

09.0

0-10

.00

11.0

0-12

.00

13.0

0-14

.00

15.0

0-16

.00

17.0

0-18

.00

19.0

0-20

.00

Waktu

Ko

nse

ntr

asi M

BA

S (

mg

/l)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Deb

it L

imb

ah (

m3/

har

i)

Konsentrasi Deterjen (mg/l) Influen

Konsentrasi Deterjen (mg/l) Efluen

Debit (m3/hari)

Gambar 4.15 : Hubungan Antara Fluktuasi Debit dan Penurunan

Konsentrasi Deterjen di dalam Efluen

74

0

10

20

30

40

50

05.00-06.00

07.00-08.00

09.00-10.00

11.00-12.00

13.00-14.00

15.00-16.00

17.00-18.00

19.00-20.00

Waktu

Deb

it (

m3/

har

i)

95

96

97

98

99

100

Pen

yisi

han

(%

)


Gambar 4.16 : Hubungan Fluktuasi Debit dan Penyisihan Deterjen

IV.6 Kinetika Penyisihan Zat Pencemar Pada Reaktor

Analisa terhadap laju penurunan substrat dalam proses

pertumbuhan melekat (attached growth) dilakukan untuk mengetahui tingkat penurunan substrat dalam air limbah yang akan diolah.

Model yang digunakan adalah model yang dikembangkan oleh Eckenfelder. Eckenfelder mengasumsikan bahwa penurunan substrat dalam filter selaras dengan waktu kontak air limbah dengan lapisan lendir (slime) dan juga biomassa aktif dalam lapisan slime. Untuk parameter TSS tidak dilakukan perhitungan terhadap kinetika penyisihannya. Hal ini dikarenakan TSS merupakan parameter fisika dan lebih banyak tersisihkan dengan cara pengendapan.

75

IV.6.1 Kinetika Penyisihan COD

Dari hasil penelitian dapat dihitung kinetika penyisihan COD yang terjadi pada reaktor seperti terlihat pada Lampiran A.10 dan dapat dibuat grafik kinetika penyisihan COD seperti terlihat pada Gambar 4.17.

y = -0,0886x - 0,9889R2 = 0,7323

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 10 20 30 40 50

D/Ql^n

Ln

(St/

So

)

Ln(st/so) Linear (Ln(st/so))

Gambar 4.17: Grafik Kinetika Penyisihan COD

Nilai k adalah konstanta laju penurunan COD. Dari Gambar

4.17 dapat dilihat nilai k sebesar 0.0886 dari persamaan : y = - 0.0886 X - 0.9889

dengan nilai koefisien determinasi sebesar 0.7323.

IV.6.2 Kinetika Penyisihan BOD5 Dari hasil penelitian dapat dihitung kinetika penyisihan

bahan organik (BOD) yang terjadi pada reaktor seperti terlihat pada Lampiran A.11 dan dapat dibuat grafik kinetika penyisihan BOD seperti terlihat pada Gambar 4.18 Berikut.

76

y = -0,0851x - 1,8061R2 = 0,6861

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 10 20 30 40 50

D/Ql^n

Ln

(St/

So

)


Gambar 4.18 : Grafik Kinetika Penyisihan BOD5

Nilai k adalah konstanta laju penurunan BOD5. Dari Gambar 4.18 dapat dilihat nilai k sebesar 0.0851 dari persamaan :

y = - 0.0851x – 1.8061 dengan nilai koefisien determinasi sebesar 0.6861. IV.6.3 Kinetika Penyisihan Ammonia

Dari hasil penelitian dapat dihitung kinetika penyisihan

ammonia yang terjadi pada reaktor seperti terlihat pada Lampiran A.12 dan dapat dibuat grafik kinetika penyisihan ammonia seperti terlihat pada Gambar 4.19 berikut.

77

y = -0,0486x - 2,3528R2 = 0,703

-4,5

-4

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0 10 20 30 40 50

D/Ql^n

Ln

(St/

So

)


Gambar 4.19 : Grafik Kinetika Penyisihan Amonia

Nilai k adalah konstanta laju penurunan amonia. Dari

Gambar 4.19 dapat dilihat nilai k sebesar 0.0486 dari persamaan:

y = - 0.0486x – 2.3528 dengan nilai koefisien determinasi sebesar 0.703.

IV.6.4 Kinetika Penyisihan Deterjen

Dari hasil penelitian dapat dihitung kinetika penyisihan

deterjen yang terjadi pada reaktor seperti terlihat pada Lampiran A.13 dan dapat dibuat grafik kinetika penyisihan deterjen seperti terlihat pada Gambar 4.20.

78

y = -0,0851x - 2,1959

R2 = 0,7571

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 10 20 30 40 5

D/Ql^n

Ln

(St/

So

)0


Gambar 4.20 Grafik Kinetika Penyisihan Deterjen

Nilai k adalah konstanta laju penurunan deterjen. Dari

Gambar 4.20 dapat dilihat nilai k sebesar 0.0851 dari persamaan y = - 0.0851 X – 2.1959

dengan nilai koefisien determinasi sebesar 0.7571. IV.7 Kondisi Lingkungan Selama Penelitian

Selama penelitian dilakukan pengamatan terhadap kondisi

lingkungan yang dapat mempengaruhi proses penguraian zat pencemar pada bioreaktor. Pengamatan terhadap kondisi lingkungan pada bioreaktor meliputi pH dan temperatur.

Data pH pada influen dan efluen instalasi pengolahan air limbah Rumah Sakit Makna selama penelitian berada dalam rentang 7 + 2 . Pada rentang ini mikroorganisme jenis bakteri sangat dominan dari mikroorganisme lain terhadap proses penguraian zat pencemar dalam bioreaktor. pH lingkungan media sangat mempengaruhi proses pengolahan limbah secara biologis, kisarannya antara 6,5- 8,5. pH yang terlalu tinggi (> 8,5) akan menghambat aktivitas mikroorganisme, sedangkan pH di bawah

79

6,5 akan mengakibatkan pertumbuhan jamur dan terjadi persaingan dengan bakteri dalam metabolisme materi organik.

Temperatur pada influen dan efluen instalasi pengolahan air limbah Rumah Sakit Makna selama penelitian berada pada rentang 26 – 27,3C. hal ini menunjukkan mikroorganisme mesofilik mendominasi proses penguraian zat pencemar dalam bioreaktor. Suhu yang ideal antara 25-30 C, temperatur yang tinggi akan merusak proses dengan mencegah aktivitas enzim dalam sel. Peningkatan temperatur dapat menyebabkan penurunan efisiensi pengolahan. IV.8 Identifikasi Mikroorganisme

Dalam pengolahan biologis, mikroorganisme merupakan faktor yang penting dalam berlangsungnya proses biologis. Identifikasi mikroorganisme pada bioreaktor lekat bermedia sarang tawon ini dimaksudkan untuk mengetahui jenis mikroorganisme yang berperan dalam penurunan bahan organik . Berikut adalah tabel hasil identifikasi mikroorganisme dalam bioreaktor lekat. Tabel 4.8 : Jenis Mikroorganisme pada Bioreaktor Lekat Media

Sarang Tawon.

No Jenis Mikroorganisme

1 Eschericia coli

2 Basilus subtilus

3 Staphylococcus aureus

3 Vibrio comma

4 Pseudomonas aeruginosa Sumber : Lab. Mikrobiologi FK Universitas Trisakti

Dari hasil identifikasi mikroorganisme tersebut, pada

pertumbuhan melekat bakteri yang paling umum terdapat pada media antara lain adalah Pseudomonas dan Eschericia coli.

80

Bakteri pengurai deterjen yang dapat teridentifikasi dalam bioreaktor lekat diam antara lain Basilus subtilus, Vibrio comma, Pseudomonas aeruginosa, dan Escherichia coli. IV.9 Perhitungan Biaya Operasional

Biaya operasional pengolahan limbah Rumah Sakit Makna dihitung berdasarkan pemakaian energi setiap harinya dan jumlah massa rata-rata bahan pencemar yang disisihkan perharinya.

Daya yang digunakan :

Blower = 60 watt Pompa resirkulasi = 40 watt +

Total daya yang dibutuhkan = 100 watt

Pemakaian dalam 1 hari (24 jam) = =100 watt x 24 jam/hari = 2400 watt/hari = 2,4 Kwh/hari

Harga per Kwh untuk rumah sakit tipe kecil sampai sedang = Rp 465,-

Biaya/hari = Rp 465,-/Kwh x 2,4 Kwh/hari

= Rp 1116,-/hari

Biaya per bulan = Rp 1116,-/hari x 30 hari/bulan = Rp 33480,-

81

Total massa rata-rata yang tersisihkan per hari

Massa Rata-Rata Tersisihkan (gr/hari)

No Unit Pengolahan

COD BOD5 TSS Amonia Deterjen

1 Bak pengurai anaerob

112.8 669.04 259.74 31.16 71.40

2 Bak biofilter tercelup anoksik

458.25 235.26 201.63 47.75 36.48

3 Bak biofilter tercelup aerob

186.42 70.30 12.19 12.83 25.48

TOTAL 757.47 974.6 473.56 91.74 133.36

Biaya energi / masssa tersisihkan : COD = (Rp 1116,-/hari) / (757,47 gr/hari)

= Rp 1,473 / gr = Rp 1473/ kg COD tersisihkan BOD5 = (Rp 1116,-/hari) / (974,6 gr/hari)

= Rp 1,145 / gr = Rp 1145/ kg BOD5 tersisihkan TSS = (Rp 1116,-/hari) / (473,56 gr/hari)

= Rp 2,357 / gr = Rp 2357/ kg TSS tersisihkan Ammonia = (Rp 1116,-/hari) / (91,74 gr/hari)

= Rp 12,165 / gr = Rp 12165/ kg Ammonia tersisihkan

Deterjen = (Rp 1116,-/hari) / (133,36 gr/hari)

= Rp 8,368 / gr = Rp 8368/ kg Deterjen tersisihkan

Dari perhitungan di atas terlihat bahwa biaya operasional pengolahan air limbah yang harus dikeluarkan Rumah Sakit Makna setiap bulannya adalah Rp 33480,-. Dan untuk biaya per kilogram massa rata-rata yang tersisihkan paling mahal adalah untuk penyisihan ammonia yaitu Rp 12165/kg ammonia tersisihkan. Hal ini dikarenakan konsentrasi ammonia perhari yang kecil sehingga rata-rata massa ammonia yang dapat

82

disisihkan memakan waktu lebih lama dibandingkan dengan bahan pencemar lainnya.

83

V. KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan di Rumah Sakit Makna, Ciledug; maka dapat disimpulkan :

Hasil analisa karakteristik limbah cair Rumah Sakit Makna mempunyai nilai pH yang masih berada dalam kisaran pH optimum bagi bakteri, yaitu 7 + 2. Perbandingan antara BOD/COD adalah 0,688 termasuk dalam kategori limbah yang cukup biodegradable sehingga pengolahan secara biologi memberikan berbagai keuntungan dibandingkan secara kimia dan fisika.

Pada air limbah Rumah Sakit Makna fluktuasi konsentrasi terjadi karena jenis kegiatan pemakaian air dan pengaruh jumlah debit yang terjadi. Debit rata-rata pemakaian air per hari adalah sebesar 9,165 m3/hari, dengan puncak pemakaian air terjadi pada pukul 09.00-10.00 pada saat kegiatan mencuci pakaian, sprei, dan peralatan pasien lainnya.

Sistem pengolahan limbah rumah sakit dengan metode biofilter tercelup bermedia sarang tawon cukup tahan terhadap fluktuasi debit dan konsentrasi, terlihat dari tetap tingginya angka penyisihan rata-rata COD, BOD, TSS, ammonia, dan deterjen (antara 80 – 99 %) pada berbagai tingkat pembebanan konsentrasi dan debit.

Dari perhitungan persentase penyisihan zat pencemar didapat angka penyisihan COD dan BOD5 terbesar terjadi pada bak pengurai anaerob, yaitu masing-masing sebesar 58,81 % dan 63,66 %. Penyisihan TSS terbesar terjadi pada bak biofilter anoksik yaitu sebesar 66 %, penyisihan NH3 terbesar terjadi pada bak biofilter aerob, dan penyisihan deterjen terbesar terjadi pada bak biofilter aerob.

Kualitas efluen yang dihasilkan pada instalasi pengolahan air limbah Rumah Sakit Makna Ciledug ini berada dibawah standar baku mutu yang berlaku (Kep-58/MENLH/12/1995) sehingga cukup baik dan aman terhadap lingkungan

85

Saran

Unit ini sebaiknya dapat diterapkan untuk rumah sakit

tipe kecil dan menengah dalam menanggulangi masalah pencemaran air limbah. Karena unit ini mudah dan murah operasinya serta cukup tahan terhadap fluktuasi debit dan konsentrasi, terlihat dari tetap tingginya angka penyisihan zat pencemar.

Perlu dikaji lebih lanjut mengenai kemungkinan air hasil pengolahan dapat dimanfaatkan kembali seperti untuk keperluan menyiram tanaman dan jalan, fire safety, dan beberapa kebutuhan lainnya.

86

DAFTAR PUSTAKA

Allaerts,G, dan Santika,S.S (1984), “ Metode Penelitian Air”. Penerbit Usaha Nasional. Surabaya

Anonim (1990), “Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 1990”, Daftar Kriteria Kualitas Air, Tanggal 5 Juni 1990.

Anonim. (1995), “Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, Kep-51/MENKLH/10/1995”. Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Rumah Sakit. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Jakarta.

Arvin, E dan Herremoes., “Concepts and Models for Biofilm Reactor Performance”, Water Science Technology, Vol.22, No.1/2, pp. 171-192, 1990.

Benefield, Larry, D and Randal, Cliiford.W. (1990), “ Biological Proccesses Design For Wastewater Treatment”. Prentice Hall, New York.

Casey, T.J.(1997). “Unit Treatment Process In Water and Wastewater Engineering”. University College Dublin, Ireland : John wiley and Sons Ltd.

Dojlido, jan R, and Best, Gerald A. (1993). “Chemistry of Water and Wastewater Pollution”. England. Ellis Horwood Limited.

Droste, Ronald R. (1997). “Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment”. John wiley and Sons Ltd.Toroto, Canada.

Eackacai. (1997). “Solid Waste Minimization, Case Study : Children’s Hospital Bangkok”. M.Eng. Thesis of Asian Institute Of Technology. Bangkok, Thailand.

Fair, Gordon Maskew et.al., " Elements Of Water Supply And Waste Water Disposal”, John Willey And Sons Inc., 1971.

Grady, C.P.L and Lim, H.C.(1980). “Biological Wastewater Treatment”, Marcel Dekker Inc. New York.

87

Henze. (1983). “Anaerobic Treatment of Wastewater in Fixed Bed Reactor”. Water Science Technology, Vol.15, 1983.

Horan, N.J.(1990). “Biological Wastewater Treatment systems : Theory and Operation”. University of Leeds, England. John Wiley & Sons Ltd.

Metclaf And Eddy (1978). " Waste Water Engineering”, Mc Graw Hill.

Mosey, F.E. (1983) Water Science Technology, Vol.15, 1983. Water Science Technology, Vol.15, 1983.

Reynolds, T.D. (1982). “Unit Operations and Processes in Environmental Engineering”. Boston : B/C Engineering Division.

Rittman, B.E. and Mc. Carty P.L. (2001).”Environmental Biotechnology Principles and Applications”. Boston : Mc Graw Hill.

Said,N.I. (2000). “ Pengolahan Air Limbah dengan Proses Biofilter Anaerob-Aerob”. Jurnal Teknologi Lingkungan Vol.1 No.2. Jakarta.

88

Lampiran A.1 : Fluktuasi Debit Harian Rumah Sakit Makna

No TGL Fluktuasi Debit (m3/jam) Debit Rata-Rata JAM 25/5/01 27/5/01 28/5/01 30/5/01 31/5/01 9/6/01 19/6/01 m3/jam m3/hari 1 00.00-01.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 01.00-02.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 02.00-03.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 03.00-04.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 04.00-05.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 05.00-06.00 0.118 0.226 0.114 0.100 0.128 0.113 0.100 0.128 3.082 7 06.00-07.00 0.128 0.263 0.133 0.120 0.151 0.115 0.113 0.146 3.509 8 07.00-08.00 0.662 0.425 1.033 0.654 1.002 1.002 0.655 0.776 18.625 9 08.00-09.00 0.970 0.768 1.377 1.011 1.422 1.261 0.937 1.107 26.557 10 09.00-10.00 1.280 0.947 1.980 1.494 1.952 1.664 1.325 1.520 36.486 11 10.00-11.00 0.962 0.753 1.247 0.644 1.578 0.556 0.653 0.913 21.919 12 11.00-12.00 0.671 0.529 0.685 0.294 0.723 0.361 0.347 0.516 12.380 13 12.00-13.00 0.895 0.585 0.842 0.279 0.643 0.373 0.396 0.573 13.754 14 13.00-14.00 0.963 0.670 0.487 0.469 0.665 0.419 0.427 0.586 14.054 15 14.00-15.00 0.601 0.594 0.483 0.541 0.731 0.570 0.373 0.556 13.348 16 15.00-16.00 0.718 0.402 0.499 0.407 0.448 0.358 0.264 0.442 10.613

17 16.00-17.00 0.675 0.413 0.449 0.354 0.524 0.295 0.397 0.444 10.649

90

91

Lampiran A.1 : Fluktuasi Debit Harian Rumah Sakit Makna (Lanjutan)

No TGL Fluktuasi Debit (m3/jam) Debit Rata-Rata JAM 25/5/01 27/5/01 28/5/01 30/5/01 31/5/01 9/6/01 19/6/01 m3/jam m3/hari

18 17.00-18.00 0.609 0.727 0.693 0.763 0.647 0.551 0.773 0.680 16.331

19 18.00-19.00 0.257 0.328 0.306 0.488 0.152 0.458 0.491 0.354 8.505

20 19.00-20.00 0.279 0.409 0.216 0.200 0.263 0.398 0.353 0.302 7.257

21 20.00-21.00 0 0 0 0 0.235 0 0.325 0.080 1.918

22 21.00-22.00 0 0 0 0 0.124 0 0.158 0.040 0

23 22.00-23.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0

24 23.00-24.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0

TOTAL (m3/hari) 9.786 8.038 10.543 7.818 11.388 8.494 8.086 9.165 9.165

Lampiran A.2 : Penyisihan COD, BOD5, TSS, Ammonia, dan Deterjen di dalam Bak Pengurai Anaerob pada Saat Jam Puncak

Parameter Sampel Konsentrasi (mg/l) Penyisihan Tanggal Influen Efluen (%)

COD 22-6-2001 190 75 60.53

27-6-2001 245 98 60.00

30-6-2001 240 105 56.25

rata-rata 225 92.67 58.93

BOD5 22-6-2001 92 40 56.52 27-6-2001 128 43 66.41

30-6-2001 124 42 66.13

rata-rata 114.67 41.67 63.02 TSS 22-6-2001 55 32 41.82

27-6-2001 50 26 48.00

30-6-2001 80 42 47.5

rata-rata 61.67 33.33 45.77 Ammonia 22-6-2001 6.65 4.1 38.35

27-6-2001 12 7.85 34.58

30-6-2001 12.5 9 28.00

rata-rata 10.38 6.98 33.64 Deterjen 22-6-2001 19 7.2 62.11

27-6-2001 14.5 8.2 43.45

30-6-2001 12 6.75 43.75

rata-rata 15.17 7.38 49.77

92

Lampiran A.3 : Penyisihan COD, BOD5, TSS, Ammonia, dan Deterjen di dalam Bak Biofilter Terendam Anoksik pada Saat Jam Puncak


Influen Efluen (%) COD

22-6-2001 75 36 52.00 27-6-2001 98 43 56.12

30-6-2001 105 49 53.33

Rata-rata 92.67 42.67 53.82 BOD5 22-6-2001 40 16 60.00

27-6-2001 43 16 62.79

30-6-2001 42 16 61.90

Rata-rata 41.67 16 61.57 TSS 22-6-2001 32 10 68.75

27-6-2001 26 10 61.54

30-6-2001 42 14 66.67

Rata-rata 33.33 11.33 65.65 Ammonia 22-6-2001 4.1 1.3 68.29

27-6-2001 7.85 2 74.52 30-6-2001 9 2 77.78


27-6-2001 8.2 3.5 57.32

30-6-2001 6.75 3.4 49.63

Rata-rata 7.38 3.4 53.70

93

94

Lampiran A.4 : Penyisihan COD, BOD5, TSS, Ammonia, dan Deterjen di dalam Bak Biofilter Terendam Aerob pada Saat Jam Puncak


Influen Efluen (%) COD

22-6-2001 36 20 44.44 27-6-2001 43 22 48.84

30-6-2001 49 25 48.98

Rata-rata 42.67 22.33 47.42

BOD5 22-6-2001 16 8 50.00 27-6-2001 16 9 43.75

30-6-2001 16 8 50.00

Rata-rata 16 8.33 47.92 TSS 22-6-2001 10 10 0

27-6-2001 10 10 0

30-6-2001 14 10 28.57

Rata-rata 11.33 10 9.52 NH3 22-6-2001 1.3 0.3 76.92

27-6-2001 2 0.4 80.00

30-6-2001 2 0.4 80.00


27-6-2001 3.5 0.76 78.29

30-6-2001 3.4 0.6 82.35

Rata-rata 3.40 0.62 81.83

Lampiran A.5 Penyisihan COD di Unit Pengolahan

Tanggal 31/5/2001

No JAM Debit Konsentrasi COD (mg/l) Penyisihan WTH

m3/hari Infuen Efluen (%) (Hari)

1 05.00-06.00 3.06 3990 48 98.796 4.079

2 07.00-08.00 24.05 200 21 89.500 0.519

3 09.00-10.00 46.85 165 25 84.848 0.266

4 11.00-12.00 17.35 723 56 92.254 0.720

5 13.00-14.00 15.96 325 26 92.000 0.782

6 15.00-16.00 10.75 285 22 92.280 1.162

7 17.00-18.00 15.53 215 20 90.697 0.804

8 19.00-20.00 6.30 3275 57 98.259 1.984

95

Tanggal 9/6/2001

JAM Debit Konsentrasi COD (mg/l) Penyisihan WTH

m3/hari Influen Efluen (%) (hari)

1 05.00-06.00 2.72 4025 61 98.484 4.592

2 07.00-08.00 24.04 220 27 87.727 0.519

3 09.00-10.00 39.93 200 26 87.000 0.313

4 11.00-12.00 8.66 522 43 91.762 1.444

5 13.00-14.00 10.05 320 32 90.000 1.244

6 15.00-16.00 8.59 286 21 92.657 1.456

7 17.00-18.00 13.22 215 26 87.906 0.945

8 19.00-20.00 9.54 3384 47 98.611 1.310

96

Tanggal 19/6/2001

No JAM Debit Konsentrasi COD (mg/l) Penyisihan WTH


1 05.00-06.00 2.40 4015 56 98.605 5.203

2 07.00-08.00 15.71 210 27 87.142 0.796

3 09.00-10.00 31.80 235 27 88.511 0.393

4 11.00-12.00 8.33 555 48 91.351 1.501

5 13.00-14.00 10.25 315 29 90.794 1.220

6 15.00-16.00 6.34 269 20 92.565 1.973

7 17.00-18.00 18.56 200 26 87.000 0.673

8 19.00-20.00 8.47 3016 61 97.977 1.476

97

Penyisihan COD Rata-Rata

No Waktu Debit Konsentrasi COD (mg/l) Penyisihan WTH


1 05.00-06.00 2.73 4010 55 98.628 4.579

2 07.00-08.00 21.27 210 25 88.095 0.588

3 09.00-10.00 39.53 200 26 87.000 0.316

4 11.00-12.00 11.45 600 49 91.833 1.092

5 13.00-14.00 12.09 320 29 90.938 1.034

6 15.00-16.00 8.56 280 21 92.500 1.461

7 17.00-18.00 15.77 210 24 88.571 0.793

8 19.00-20.00 8.10 3225 55 98.295 1.543

Lampiran A.6 Penyisihan BOD5 di Unit Pengolahan

98

Tanggal 31/5/2001

No Waktu Debit Konsentrasi BOD5 (mg/L) Penyisihan WTH


1 05.00-06.00 3.06 2128 15 99.295 4.079

2 07.00-08.00 24.05 118 6 94.915 0.520

3 09.00-10.00 46.86 111 6 94.594 0.267

4 11.00-12.00 17.35 506 21 95.850 0.720

5 13.00-14.00 15.96 168 9 94.643 0.783

6 15.00-16.00 10.75 125 4 96.800 1.162

7 17.00-18.00 15.53 115 6 94.783 0.805

8 19.00-20.00 6.30 2055 15 99.270 1.984

99

Tanggal 9/6/2001

No Waktu Debit Konsentrasi BOD5 (mg/l) Penyisihan WTH


1 05.00-06.00 2.72 2131 17 99.202 4.592

2 07.00-08.00 24.05 102 6 94.118 0.520

3 09.00-10.00 39.93 102 8 92.157 0.313

4 11.00-12.00 8.66 445 15 96.629 1.444

5 13.00-14.00 10.05 170 9 94.706 1.244

6 15.00-16.00 8.59 133 4 96.992 1.456

7 17.00-18.00 13.22 113 8 92.920 0.945

8 19.00-20.00 9.54 2055 10 99.513 1.310

100

Tanggal 19/6/2001



1 05.00-06.00 2.40 2113 16 99.243 5.203

2 07.00-08.00 15.71 116 6 94.828 0.795

3 09.00-10.00 31.8 105 7 93.333 0.393

4 11.00-12.00 8.33 453 18 96.026 1.501

5 13.00-14.00 10.25 172 6 96.512 1.220

6 15.00-16.00 6.34 132 4 96.969 1.973

7 17.00-18.00 18.56 108 4 96.296 0.673

8 19.00-20.00 8.47 2058 20 99.028 1.476

101

Penyisihan BOD Rata-Rata Unit Pengolahan



1 05.00-06.00 2.73 2124 16 99.247 4.579

2 07.00-08.00 21.27 112 6 94.643 0.588

3 09.00-10.00 39.53 106 7 93.396 0.316

4 11.00-12.00 11.45 468 18 96.154 1.092

5 13.00-14.00 12.09 170 8 95.294 1.034

6 15.00-16.00 8.56 130 4 96.923 1.460

7 17.00-18.00 15.77 112 6 94.643 0.792

8 19.00-20.00 8.10 2056 15 99.270 1.543

102

Lampiran A.7 Penyisihan TSS di Unit Pengolahan

Tanggal 31/5/2001

No Waktu Debit Konsentrasi TSS (mg/l) Penyisihan WTH


1 05.00-06.00 3.06 485 10 97.938 4.079

2 07.00-08.00 24.05 50 10 80.000 0.520

3 09.00-10.00 46.86 50 10 80.000 0.267

4 11.00-12.00 17.35 65 10 84.615 0.720

5 13.00-14.00 15.96 60 10 83.333 0.783

6 15.00-16.00 10.75 85 10 88.235 1.162

7 17.00-18.00 15.53 60 10 83.333 0.805

8 19.00-20.00 6.30 425 10 97.647 1.984

103

Tanggal 9/6/2001



1 05.00-06.00 2.72 456 10 97.807 4.592

2 07.00-08.00 24.0 50 10 80.000 0.520

3 09.00-10.00 39.93 50 10 80.000 0.313

4 11.00-12.00 8.66 60 10 83.333 1.444

5 13.00-14.00 10.05 60 10 83.333 1.244

6 15.00-16.00 8.59 115 10 91.304 1.456

7 17.00-18.00 13.22 60 10 83.333 0.945

8 19.00-20.00 9.54 384 10 97.395 1.310

104

Tanggal 19/6/2001



1 05.00-06.00 2.40 439 10 97.722 5.203

2 07.00-08.00 15.71 50 10 80.000 0.796

3 09.00-10.00 31.8 50 10 80.000 0.393

4 11.00-12.00 8.33 55 10 81.820 1.501

5 13.00-14.00 10.25 60 10 83.333 1.219

6 15.00-16.00 6.34 100 10 90.000 1.972

7 17.00-18.00 18.56 60 10 83.333 0.673

8 19.00-20.00 8.47 361 10 97.229 1.476

105

Total Penyisihan TSS Rata-Rata di Unit Pengolahan


(m3/hari) Influen Efluen (%) (hari)

1 05.00-06.00 2.73 460 10 97.826 4.579

2 07.00-08.00 21.27 50 10 80.000 0.587

3 09.00-10.00 39.53 50 10 80.000 0.316

4 11.00-12.00 11.45 60 10 83.333 1.092

5 13.00-14.00 12.09 60 10 83.333 1.034

6 15.00-16.00 8.56 100 10 90.000 1.461

7 17.00-18.00 15.77 60 10 83.333 0.792

8 19.00-20.00 8.10 390 10 97.436 1.543

106

Lampiran A.8 Penyisihan NH3 di Unit Pengolahan Tanggal 31/5/2001

No Waktu Debit Konsentrasi NH3 (mg/l) Penyisihan WTH


1 05.00-06.00 3.06 10.8 0.2 98.148 4.079

2 07.00-08.00 24.05 3.4 0.2 94.118 0.520

3 09.00-10.00 46.86 3.3 0.2 93.939 0.267

4 11.00-12.00 17.35 6.7 0.2 97.015 0.720

5 13.00-14.00 15.96 3.7 0.2 94.594 0.783

6 15.00-16.00 10.75 8.3 0.2 97.590 1.162

7 17.00-18.00 15.53 3.2 0.3 90.625 0.805

8 19.00-20.00 6.30 8.9 0.2 97.752 1.984

107

Tanggal 9/6/2001



1 05.00-06.00 2.72 11.3 0.2 98.230 4.592

2 07.00-08.00 24.05 3.4 0.2 94.118 0.520

3 09.00-10.00 39.93 3.5 0.2 94.286 0.313

4 11.00-12.00 8.66 6.2 0.2 96.774 1.444

5 13.00-14.00 10.05 4.5 0.2 95.556 1.244

6 15.00-16.00 8.59 9 0.2 97.778 1.456

7 17.00-18.00 13.22 4.1 0.3 92.683 0.945

8 19.00-20.00 9.54 9.6 0.2 97.920 1.310

108

Tanggal 19/6/2001



1 05.00-06.00 2.40 10.6 0.2 98.113 5.203

2 07.00-08.00 15.71 3.4 0.2 94.118 0.796

3 09.00-10.00 31.8 2.8 0.2 92.857 0.393

4 11.00-12.00 8.33 6.9 0.2 97.101 1.501

5 13.00-14.00 10.25 4.7 0.2 95.745 1.220

6 15.00-16.00 6.34 8.5 0.2 97.647 1.973

7 17.00-18.00 18.56 3.5 0.3 91.429 0.673

8 19.00-20.00 8.47 9.4 0.2 97.872 1.477

109

Total Penyisihan NH3 Rata-Rata



1 05.00-06.00 2.73 10.9 0.2 98.165 4.579

2 07.00-08.00 21.27 3.4 0.2 94.118 0.588

3 09.00-10.00 39.53 3.2 0.2 93.75 0.316

4 11.00-12.00 11.45 6.6 0.2 96.969 1.092

5 13.00-14.00 12.09 4.3 0.2 95.349 1.034

6 15.00-16.00 8.56 8.6 0.2 97.674 1.461

7 17.00-18.00 15.77 3.6 0.2 94.444 0.792

8 19.00-20.00 8.10 9.3 0.2 97.849 1.543

110

Lampiran A.9 Penyisihan Deterjen di Unit Pengolahan Tanggal 31/5/2001

No Waktu Debit Konsentrasi Deterjen (mg/l) Penyisihan WTH


1 05.00-06.00 3.06 16.3 0.05 99.693 4.079

2 07.00-08.00 24.05 1.3 0.05 96.154 0.520

3 09.00-10.00 46.86 24.2 0.45 98.140 0.267

4 11.00-12.00 17.35 1.6 0.05 96.875 0.720

5 13.00-14.00 15.96 2.6 0.05 98.076 0.783

6 15.00-16.00 10.75 1.9 0.05 97.368 1.162

7 17.00-18.00 15.53 1.2 0.05 95.833 0.805

8 19.00-20.00 6.30 17.1 0.36 97.890 1.984

111

Tanggal 9/6/2001



1 05.00-06.00 2.72 17.5 0.05 99.714 4.592

2 07.00-08.00 24.05 1.1 0.05 95.454 0.520

3 09.00-10.00 39.93 19.4 0.39 97.989 0.313

4 11.00-12.00 8.66 1.6 0.05 96.875 1.443

5 13.00-14.00 10.05 3 0.05 98.333 1.244

6 15.00-16.00 8.59 2 0.05 97.500 1.456

7 17.00-18.00 13.22 1.6 0.05 96.875 0.945

8 19.00-20.00 9.54 15.8 0.2 98.734 1.310

112

Tanggal 19/6/2001



1 05.00-06.00 2.40 18.1 0.05 99.724 5.203

2 07.00-08.00 15.71 1.2 0.05 95.833 0.796

3 09.00-10.00 31.80 20 0.51 97.450 0.393

4 11.00-12.00 8.33 1.6 0.05 96.875 1.501

5 13.00-14.00 10.25 2.8 0.05 98.214 1.220

6 15.00-16.00 6.37 2.4 0.05 97.917 1.973

7 17.00-18.00 18.56 1.1 0.05 95.454 0.673

8 19.00-20.00 8.47 16 0.4 97.500 1.476

113

Total Penyisihan Deterjen (MBAS)Rata-Rata



1 05.00-06.00 2.73 17.3 0.05 99.711 4.579

2 07.00-08.00 21.27 1.2 0.05 95.833 0.588

3 09.00-10.00 39.53 21.2 0.45 97.877 0.316

4 11.00-12.00 11.45 1.6 0.05 96.875 1.092

5 13.00-14.00 12.09 2.8 0.05 98.214 1.034

6 15.00-16.00 8.56 2.1 0.05 97.619 1.460

7 17.00-18.00 15.77 1.3 0.05 96.154 0.792

8 19.00-20.00 8.10 16.3 0.32 98.037 1.543

114

LAMPIRAN A.10 : Perhitungan Kinetika Penyisihan COD

Waktu Debit Konsentrasi COD (mg/l) Luas Media QL D Ln(St/So) D/QL^n

Pukul m3/hari Influen (S0) Efluen (St) m2/m3 M3/m2.media.hari (m)

05.00-06.00 2.73 4010 55 1835.685 0.0015 1.5 -4.289 38.896

07.00-08.00 21.27 210 25 1835.685 0.0116 1.5 -2.128 13.935

09.00-10.00 39.53 200 26 1835.685 0.0215 1.5 -2.040 10.222

11.00-12.00 11.45 600 49 1835.685 0.0062 1.5 -2.505 18.996

13.00-14.00 12.09 320 29 1835.685 0.0066 1.5 -2.401 18.486

15.00-16.00 8.56 280 21 1835.685 0.0047 1.5 -2.590 21.969

17.00-18.00 15.77 210 24 1835.685 0.0086 1.5 -2.169 16.183

19.00-20.00 8.10 3225 55 1835.685 0.0044 1.5 -4.071 22.577

115

LAMPIRAN A.11 : Perhitungan Kinetika Penyisihan BOD

Waktu Debit Konsentrasi BOD (mg/l) Luas Media QL D Ln(St/So) D/QL^n

Pukul m3/hari Influen (S0) Efluen (St) m2/m3 m3/m2.media.hari (m)

05.00-06.00 2.73 2124 16 1835.685 0.0015 1.5 -4.888 38.896

07.00-08.00 21.27 112 6 1835.685 0.0116 1.5 -2.927 13.935

09.00-10.00 39.53 106 7 1835.685 0.0215 1.5 -2.718 10.222

11.00-12.00 11.45 468 18 1835.685 0.0062 1.5 -3.258 18.996

13.00-14.00 12.09 170 8 1835.685 0.0066 1.5 -3.056 18.486

15.00-16.00 8.56 130 4 1835.685 0.0047 1.5 -3.481 21.969

17.00-18.00 15.77 112 6 1835.685 0.0086 1.5 -2.927 16.183

19.00-20.00 8.10 2056 15 1835.685 0.0044 1.5 -4.920 22.577

116

LAMPIRAN A.12 : Perhitungan Kinetika Penyisihan Ammonia

Waktu Debit Konsentrasi NH4 -N(mg/l) Luas Media QL D Ln(St/So) D/QL^n


05.00-06.00 2.73 10.9 0.2 1835.685 0.0015 1.5 -3.998 38.896

07.00-08.00 21.27 3.4 0.2 1835.685 0.0116 1.5 -2.833 13.935

09.00-10.00 39.53 3.2 0.2 1835.685 0.0215 1.5 -2.773 10.222

11.00-12.00 11.45 6.6 0.2 1835.685 0.0062 1.5 -3.497 18.996

13.00-14.00 12.09 4.3 0.2 1835.685 0.0066 1.5 -3.068 18.486

15.00-16.00 8.56 8.6 0.2 1835.685 0.0047 1.5 -3.761 21.969

17.00-18.00 15.77 3.6 0.2 1835.685 0.0086 1.5 -2.890 16.183

19.00-20.00 8.10 9.3 0.2 1835.685 0.0044 1.5 -3.839 22.577

117

118

LAMPIRAN A.13 : Perhitungan Kinetika Penyisihan Deterjen (MBAS)

Waktu Debit Konsentrasi MBAS (mg/l) Luas Media QL D Ln(St/So) D/QL^n


05.00-06.00 2.73 17.3 0.05 1835.685 0.0015 1.5 -5.8464 38.896

07.00-08.00 21.27 1.2 0.05 1835.685 0.0116 1.5 -3.1781 13.935

09.00-10.00 39.53 21.2 0.45 1835.685 0.0215 1.5 -3.8525 10.222

11.00-12.00 11.45 1.6 0.05 1835.685 0.0062 1.5 -3.4657 18.996

13.00-14.00 12.09 2.8 0.05 1835.685 0.0066 1.5 -4.0254 18.486

15.00-16.00 8.56 2.1 0.05 1835.685 0.0047 1.5 -3.7377 21.969

17.00-18.00 15.77 1.3 0.05 1835.685 0.0086 1.5 -3.2581 16.183

19.00-20.00 8.10 16.3 0.32 1835.685 0.0044 1.5 -3.9306 22.577

LAMPIRAN B 1 : BAKU MUTU LIMBAH CAIR BAGi

KEGIATAN RUMAH SAKIT

LAMPIRAN : KEPUTUSAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN

HIDUP

NOMOR : KEP-58/MENLH/12/1995

TENTANG : BAKU MUTU LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN

RUMAH SAKIT

TANGGAL : 21 DESEMBER 1995

BAKU MUTU LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN RUMAH SAKIT

PARAMETER KADAR MAKSIMUM (mg/l)

BOD5 75

COD 100

TSS 100

PH 6 - 9

120

LAMPIRAN : KEPUTUSAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN

HIDUP NOMOR : KEP-58/MENLH/12/1995 TENTANG : BAKU MUTU LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN RUMAH SAKIT TANGGAL : 21 DESEMBER 1995 BAKU MUTU LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN RUMAH SAKIT

PARAMETER KADAR MAKSIMUM

FISIKA

Suhu < 30 C KIMIA pH 6 – 9 BOD5 30 mg/l COD 80 mg/l TSS 30 mg/l NH, Bebas 0,1 mg/l PO4 2 mg/l MIKROBIOLOGIK

MPN-Kuman Golongan Koli/100 ml

10.000

RADIOAKTIVITAS 32P 7 x 102 Ba/l 35S 2 x 103 Ba/l 45Ca 3 x 102 Ba/l 51Cr 7 x 104 Ba/l 67Ga 1 x 103 Ba/l 85Sr 4 x 103 Ba/l 99Mo 7 x 103 Ba/l 113Sn 3 x 103 Ba/l 125I 1 x 104 Ba/l 131I 7 x 101 Ba/l 192Ir 1 x 104 Ba/l 201TI 1 x 105 Ba/l

121

LAMPIRAN B.2 KRITERIA KUALITAS AIR GOLONGAN B : AIR BAKU AIR MINUM

LAMPIRAN : PERATURAN PEMERINTAH REPUBLIK INDONESIA NOMOR : 20 TAHUN 1990 TENTANG : PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR TANGGAL : 5 JUNI 1990 KRITERIA KUALITAS AIR GOLONGAN B : AIR BAKU AIR MINUM

NO PARAMETER SATUAN KADAR MAKSIMUM

KET

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

KIMIA a.KIMIA ANORGANIK Air raksa Amoniak bebas Arsen Barium Besi Fluorida Kadmium Klorida Kromium, Valensi 6 Mangan Nitrat, sebagai N Nitrit, sebagai N Oksigen Terlarut (DO) pH Selenium Seng Sianida Sulfat Sulfida sebagai H2S Tembaga Timbal

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

-

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

0,001 0,5 0,05

1 5

1,5 0,018 600 0,05 0,5 10 1 -

5-9 0,01

5 0,1 400 0,1 1

0,1

-air permukaan dianjurkan 6

122

Lanjutan :

b. KIMIA ORGANIK 1. 2. 3.

Aldrin dan dieldrin Chlordane

DDT

mg/l mg/l mg/l

0,017 0,003 0,042

1. 2.

FISIKA Suhu Zat padat terlarut

C

mg/l

Suhu air

1000

123

PENETAPAN COD (CHEMICAL OXYGEN DEMAND)

(Sumber 5220 D. Closed Reflux Colometric Method, Standard Method; 1995)

Peralatan :

1. Labu digesti, sebaiknya gunakan tabung kultur borosilikat dengan tutup (model TFE-lined screw)

2. Heating block

3. Spektrofotometer, untuk digunakan pada panjang

gelombang 600 nm

Pereaksi :

1. Peraksi destruksi Larutkan 3,07 g K2Cr2O7 yang telah dikeringkan pada suhu 103C selama 2 jam dalam 250 ml air suling. Tambah dengan 50 ml H2SO4 pekat dan 10 g HgSO4. Larutkan, dinginkan hingga sama dengan suhu ruangan, dan encerkan hingga 1 liter.

2. Pereaksi asam sulfat Masukkan Ag2SO4, kristal ataupun serbuk ke dalam H2SO4 pekat dengan perbandingan 7,10 g Ag2SO4/ 700 ml H2SO4. Biarkan selama 1 atau 2 hari untuk melarutkan Ag2SO4.

3. Asam sulfamat Hanya dibutuhkan jika pengganggu nitrit harus dihilangkan.

4. Standard kalium hidrogen pthalat Hancurkan dengan hati-hati lalu keringkan hidrogen pthalat (HOOCC6H4COOK) pada suhu 120 C hingga bobot konstan. Larutkan 500 mg dalam air suling dan encerkan hingga 1 liter. KHP memiliki COD teoritis 1,176

125

mg O2/mg dan larutan ini memiliki COD teoritis 500 g O2/ml. Larutan ini stabil selama 3 bulan jika di refrigator tanpa adanya pertumbuhan biologis.

Cara Kerja :

a. Sampel

Ambil 1 ml sampel tambahkan 2 ml reagen, panaskan selama 2 jam dengan suhu 150 C dinginkan ukur absorbansinya dengan spektrofotometer panjang gelombang 600 nm. Baca absorbansinya dan bandingkan dengan kurva kalibrasi.

b. Deret standard

Buat larutan dari standard kalium phtalat dengan konsentrasi 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 400 ppm, 600 ppm, dan 800 ppm. Ukur absorbansinya dengan spektrofotometer 600 nm. Buat kurva kalibrasi.

c. Blangko

1 ml air suling dan 2 ml reagen panaskan 2 jam dengan suhu 150 C kemudian dinginkan, ukur dengan spektrofotometer.

126

PENETAPAN BOD (BIOLOGICAL OXYGEN DEMAND)

(Sumber 5210 B. 5-Day BOD Test, Standard Method; 1995)

Tahapan :

1. Memberi seed air pengencer sekurang-kurangnya 30 menit sebelum air pengencer digunakan, dengan takaran 1 ml seed/liter air pengencer.

2. Sampling contoh air.

Sampling Contoh Air :

1. Ambil contoh air secukupnya, ukur pH. Jika pH di bawah 6,5 maka tambahkan NaOH 1 N, dan jika di atas 7,5 maka tambahkan H2SO4 1 N hingga pH contoh antara 6,5 – 7,5.

2. Encerkan sampel menggunakan air pengencer

berdasarkan perhitungan pengenceran BOD. Pengenceran BOD = (COD x 80%)/4

3. Pipet 20 ml contoh air dan masukkan ke dalam piala gelas di atas.

4. Tambahkan lagi air pengencer hingga 200 ml

(pengenceran 10 kali)

5. Pipet 10 ml larutan di atas, tuang ke dalam piala gelas 1

liter, dan encerkan hingga tanda batas (pengenceran 1000 kali).

6. Tuang sampel ini ke dalam 2 botol winkler hingga penuh. 7. Tutup botol BOD dan buang sisa larutan yang terdapat

dalam mulut botol.

127

8. Beri kode masing-masing DO0 dan DO5

9. Kerjakan blanko dengan perlakuan yang sama, dengan

menggunakan sisa air pengencer dan menggunakan kode BO0 dan BO5.

10. Masukkan masing-masing 1 ml mangan sulfat dan 1 ml

natrium-iodida-azida ke dalam botol berkode DO0 dan BO0 kemudian botol tutup kembali.

11. Masukkan semua botol di atas ke dalam inkubator 20 C

dalam suasana gelap. Pereaksi :

1. Larutan mangan sulfat Dilarutkan 480 g MnSO4. 4 H2O, 400 g MnSO4. 2 H2O atau 364 g MnSO4. H2O dalam air suling, saring bila perlu dan tepatkan volume menjadi 1 L.

2. Larutan alkali-iodida-azida Dilarutkan 500 g NaOH (atau 700 g KOH) dan 135 g NaI (atau 150 g KI) dalam air suling dan tepatkan volume menjadi 1 L. Tambahkan 10 g NaN3 yang dilarutkan dalam 40 ml air suling.

3. H2SO4 pekat 1 ml H2SO4 pekat equivalen dengan 3 ml alkali-azida-iodida

4. Larutan kanji Dilarutkan 2 g kanji dan 0,2 g asam salisilat sebagai pengawet dalam 100 ml air suling panas.

5. Larutan standard thiosulfat 0,025 N

128

Dilarutkan 6,205 g Na2S2O3. 5 H2O dalam air suling. Tambah dengan NaOH 6 N atau 0,4 g NaOH dan tepatkan menjadi 1 L.

6. Larutan standar bi-iodat 0,0021 M Dilarutkan 812,40 mg KH(IO3)2 dengan air suling dan tepatkan volume menjadi 1 L.

7. Larutan buffer fosfat Dialrutkan 8,5 g KH2PO4, 21,75 g K2HPO4, 33,4 g Na2HPO4. 7 H2O dan 1,7 g NH4Cl dalam 500 ml air suling atur pH hingga mencapai 7,4 dan tepatkan volume menjadi 1 L. ganti larutan bila terlihat adanya pertumbuhan biologis.

8. Larutan magnesium sulfat Dilarutkan 22,5 g MgSO4. 7H2O dalam air suling dan tepatkan volume hingga 1 L.

9. Larutan kalsium klorida Dilarutkan 27,5 g CaCl2 dengan air suling dan tepatkan volume hingga 1 L.

10. Larutan ferri klorida Dilarutkan 0,25 g FeCl3. 6H2O dengan air suling dan tepatkan volume hingga 1 L.

Alat-alat :

1. Botol winkler (BOD) 2. Inkubator 3. Peralatan titrasi 4. Aerator

Cara Kerja :

1. Persiapan air pengencer - Disiapkan air pengencer di dalam botol yang bersih.

129

- Tambahkan larutan Buffer phosfat, MgSO4, CaCl2 dan FeCl3 masing-masing 1 ml/liter air.

- Sebelum digunakan simpan pada suhu 20 C dan jenuhkan dengan oksigen melalui aerator, lalu simpan pada botol bertutup kapas.

2. Perlakuan sampel - Masukkan sampel ke dalam 2 botol BOD 250-300 ml

sampai meluap. - Kemudian tutup botol BOD, hindarkan terjadinya

turbulensi dengan gelembung udara selama pengisian berlangsung.

- Sampel siap diperiksa kadar oksigen terlarut pada nol hari dan 5 hari.

3. Pemeriksaan oksigen terlarut. - Periksa kadar oksigen terlarut nol hari dari salah satu

botol BOD yang tidak dieramkan dengan penambahan 1 ml larutan MnSO4 dan 1 ml alkali-iodida-azida.

- Hindari terbentuknya gelembung udara, lalu botol ditutup, dan dikocok beberapa saat.

- Ketika endapan yang terbentuk mulai turun, tambahkan 1 ml H2SO4 pekat, tutup kembali dan kocok beberapa saat sampai homogen.

- Kemudian + 100 ml sampel dibuang dan sisa sampel dititrasi (+ 200 ml) dengan larutan N2S2O3 0,025 M sampai warna kuning muda, tambahkan beberapa tetes larutan kanji dan titrasi kembali hingga warna biru hilang. Catat volume penitar.

- Botol yang lain dimasukkan ke dalam inkubator (dieramkan) selama 5 hari pada suhu 20 C.

- Setelah 5 hari dieramkan, periksa kadar oksigen terlarut seperti perlakuan di atas.

Perhitungan :

a x N x 8000 1. Oksigen Terlarut (OT) = V - 4

130

di mana : OT = Oksigen terlarut (mg/O2/L)

a = Volume titran natrium thiosulfat (ml) N = Normalitas larutan natrium thiosulfat

(ek/L) V = Volume botol winkler (ml) 1. Bila air pengencer menggunakan seed

(D1 - D2) - (B1 - B2)

BOD5 (mg/l) = x f P Dimana : D1 = Osigen terlarut dari sampel 0 hari, mg/l D2 = Oksigen terlarut dari sampel 5 hari , 20 C, mg/l P = Faktor pengencer B1 = Oksigen terlarut dari seed 0 hari, mg/l B2 = Oksigen terlarut dari seed 5 hari, 20 C, mg/l F = Ratio dari seed.

131

PENETAPAN TOTAL SUSPENDED SOLIDS (TSS)

Peralatan : 1. Cawan crus 50 mg 2. Timbangan analitik 3. Oven 4. Sentrifuse 5. Desikator Bahan : sampel 50 ml Cara Kerja : 1. Panaskan cawan kosong ke dalam oven 105C selama 1

jam, setelah dingin timbang (a gr). 2. Ambil 50 ml sampel lalu disentrifuse selama 15 menit

dengan kecepatan 3000 rpm.

3. Setelah disentrifuse, cairan yang ada dibuang dan

padatan yang mengendap diambil dan dimasukkan pada cawan yang telah ditimbang dan panaskan ke dalam oven 105C selama 6 jam.

4. Setelah 6 jam didinginkan di dalam desikator, lalu

timbang (b gr).

Perhitungan :

(b – a) x 10-6 TSS (mg/l) = 50 ml

132

PENETAPAN AMMONIUM ( NH4 – N)

Alat - Peralatan destilasi - Labu takar - Spektrofotometer - Tabung nessler - Pipet

Bahan - Pereaksi nessler - Larutan K – Na tartrat pekat - Larutan induk NH4

+ - Larutan standard - Aquades

Cara Kerja :

Sampel air yang akan diperiksa sebaiknya didinginkan sekitar 5 C dan penetapan harus dilakukan secepat mungkin sesudah pengambilan sampel. Apabila sampel diperkirakan mengandung NH4 – N+ < 5 mg/l, volume sampel yang dianalisa adalah 50 ml, bila > 5 mg/l digunakan volume yang lebih kecil, tapi diencerkan sampai volume

Pembuatan kurva kalibrasi NH4 – N+

a. Siapkan 8 buah labu ukur 50 ml dan isi masing-masing dengan larutan standar NH4 – N+ sebanyak 0; 1; 2; 5; 10; 15; 20; 25 ml. Yang berarti masing-masing berisi 0; 10; 20; 50; 100; 150; 200; 250 g NH4 – N+

b. Buat volume menjadi 50 ml dengan menambah aquades. c. Tambahkan 2 ml larutan K – Na tartrat, dan kocok

dengan baik. d. Bubuhkan 2 ml pereaksi nessler dan kocok lagi. e. Tunggu 10 menit sebelum diukur dengan

spektrofotometer pada panjang gelombang 420 nm.

133

f. Catat pembacaan tiap labu ukur dan buat gambar grafik antara konsentrasi NH4 – N+ terhadap absorbansi. Akan didapatkan garis lurus melalui titik nol apabila aquades yang digunakan bebas NH4 – N+

Penetapan NH4 – N+ sampel air

a. Sampel air yang diperiksa sebanyak 50 ml atau diencerkan menjadi 50 ml diberi perlakuan yang sama dengan prosedur pembuatan kurva kalibrasi seperti yang telah diuraikan di atas.

b. Catat pembacaan pada spektrofotometer dan diplotkan

pada kurva kalibrasi untuk memperoleh kadar NH4 – N+ dalam sampel.

134

PENETAPAN SURFAKTAN SEBAGAI MBAS

Alat :

- Spektrofotometer - Corong pemisah - Alat-alat gelas

Bahan :

- Chloroform (CHCl3) - Asam sulfat (H2SO4) 6 N - Natrium Phospat Monohidrat (NaH2PO4.H2O) - Pereaksi Biru Metilen

Larutkan 100 mg biru metilen dalam 100 ml air. Ambil 30 ml larutan tersebut dan masukkan ke dalam labu 1000 ml. Tambahkan 500 ml air, 41 ml H2SO4 6 N dan 50 g Natrium Phospat Monohidrat (NaH2PO4.H2O). Kocok sampai larut dan encerkan sampai 1000 ml.

- Larutan Pencuci Tambahkan 41 ml H2SO4 6 N ke dalam air 500 ml dalam labu 1000 ml. Tambahkan ke dalamnya 50 g NaH2PO4.H2O dan kocok sampai larut. Encerkan sampai 1000 ml.

- Aquades

Cara Kerja :

1. Membuat Kurva Kalibrasi

Ambil larutan standar masing-masing 0; 1; 3; 5; 7; 9; 11; 13; 15; 20 ml dan masukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Encerkan sampai tanda, konsentrasi larutan berturut-turut : 0; 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5; dan 2 mg/l. Kenakan perlakuan seperti terhadap sampel yaitu ekstraksi, kemudian ukur absorbansinya pada panjang

135

gelombang 652 nm. Buat kurva kalibrasi dari hasil pengukurannya.

2. Perlakuan Ekstraksi

Ke dalam sampel tambahkan 10 ml CHCl3 dan 25 ml larutan biru metilen. Kocok dengan kuat selama 30 detik dan diamkan. Pisahkan lapisan CHCl3 ke dalam corong pisah lain. Lakukan ekstraksi dua kali lagi dengan cara yang sama, dan setiap kali alpisan CHCl3 dipisahkan. Semua larutan ekstrak CHCl3 dikumpulkan dalam corong pisah kedua dan corong pisah pertama dibilas dengan CHCl3 dan dikumpulkan dalam corong kedua. Ke dalam ekstrak ditambahkan 50 ml air pencuci, kemudian dikocok dan didiamkan, kemudian larutan CHCl3 dipisahkan. Ekstrak semua larutan CHCl3 yang dikumpulkan, ditampung dalam labu ukur 100 ml dan ditepatkan volumenya menjadi 100 ml. Ukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 652 nm. Plot nilai absorbansi yang diperoleh dengan kurva larutan standard.

KURVA STANDARD LAS (mg/l) UNTUK PENGUKURAN KONSENTRASI SURFAKTAN SEBAGAI mg/l MBAS

136

PENETAPAN TOTAL SUSPENDED SOLIDS (TSS) DAN

VOLATILE SUSPENDED SOLID (VSS)

Peralatan : 1. Cawan crus 50 mg 2. Timbangan analitik 3. Oven 4. Tanur 5. Sentrifuse 6. Desikator Bahan : sampel 50 ml Cara Kerja : 1. Panaskan cawan kosong ke dalam oven 105C selama 1

jam, setelah dingin timbang (a gr). 2. Ambil 50 ml sampel lalu disentrifuse selama 15 menit

dengan kecepatan 3000 rpm. 3. Setelah disentrifuse, cairan yang ada dibuang dan

padatan yang mengendap diambil dan dimasukkan pada cawan yang telah ditimbang dan panaskan ke dalam oven 105C selama 6 jam.

4. Setelah 6 jam didinginkan di dalam desikator, lalu timbang (b gr).

5. Lanjutkan dengan pembakaran pada suhu 6000C di dalam tanur selama 2 jam.

6. Didinginkan dalam desikator kemudian timbang (c gr)

Perhitungan : (b – a) x 10-6

TSS (mg/l) = 50 ml

(c – a) x 10-6 VSS (mg/l) = 50 ml

137

PENENTUAN KONSENTRASI BIOMASSA (MLVSS) Alat yang digunakan :

- Oven pemanas - Desikator - Furnace - Penjepit - Pompa vakum

Cara Kerja :

1. Air limbah yang akan diperiksa diambil sebanyak 10 ml dengan menggunakan pipet gondok 10 ml.

2. Air limbah tersebut disaring pada kertas saring dengan menggunakan pompa vakum.

3. Kertas saring tadi kemudian dipanaskan ke dalam oven selama 2 jam pada suhu 105C.

4. Setelah 2 jam, kertas saring tersebut diangkat dan didinginkan dalam desikator selama + 10 menit.

5. Kertas saring yang telah dingin itu kemudian ditimbang (a gram).

6. Panaskan kembali kertas saring itu dalam furnace dengan suhu 550 C selama 15 menit.

7. Angkat dan dinginkan kembali dalam desikator setelah itu timbang (b gram)

Perhitungan :

a – b MLVSS (mg/l) = x 10 6 Volume sampel (ml)

138

IDENTIFIKASI MIKROORGANISME a. Cara Kerja :

1. Sampel diambil secara aseptis dengan ose dan teteskan pada pembenihan agar kaldu. Agar ini ditanam pada agar endo, agar nutrien, dan agar TCBS. Sebelum ose diletakkan, pijarkan terlebih dahulu di atas api.

2. Pembenihan yang sudah ditanami dieramkan dalam

incubator pada suhu 37 C selama 24 jam.

3. Setelah 24 jam koloni kuman yang timbul pada media

diamati. 4. Koloni-koloni yang timbul bebas diselidiki apakah

berlendir atau membentuk zat warna dan lakukan pulasan gram dan catat hasilnya.

5. Jika kuman yang ada adalah gram negatif, maka

langsung diuji coba ke dalam reaksi biokimia, antara lain :

Agar miring Glukosa Laktosa Mannit Multosa Sakarosa Vogs Proleam Simon sitont TSA atau KIA Urem Semo solid

139

Cara Kerja :

Kuman yang diperiksa, reaksi biokimianya diambil satu koloni dari satu endo agar dengan jarum (ose). Masukkan ke dalam boillom 1 ml, eramkan pada suhu 37C selama 20 menit. Setelah tumbuh tanam ke dalam deretan warna dengan jarum, kemudian masukkan ke dalam incubator pada suhu 37C selama 24 jam. Kecuali semo solit agar dapat disimpan pada suhu kamar 26C.

140

FOTO ALAT UNIT INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH

RUMAH SAKIT

Penggalian tanah untuk pemasangan unit alat pengolahan limbah

142

Konstruksi bak pengurai anaerobik

Lantai penyangga berlubang-lubang

143

Bak penenang pada bak pengurai anaerob

Unit alat pengolahan air limbah yang sedang dipasang.

144

Konstruksi reaktor alat pengolahan air limbah dari bahan fiber glass.

Konstruksi bak pengurai atau bak pengendapan awal pada proses pengolahan lanjut

145

Konstruksi bagian dalam reaktor pada proses pengolahan lanjut.

Konstruksi bagian dalam reaktor (sebelum diisi dengan media).

146

Konstruksi bagian dalam reaktor –zona aerobik (sebelum diisi dengan media).

Konstruksi bagian dalam reaktor – zona pengendapan akhir.

147

Konstruksi bak pengurai anaerob

148

Unit reaktor pengolahan lanjut yang telah dipasang.

Media plastik sarang tawon untuk pembiakan mikro-organisme untuk menguraikan zat organik.

149

Media plastik yang telah dipasang pada bak pengurai anaerob.

Media plastik yang telah dipasang pada bak pengolahan lanjut.

150

Blower dan pompa sirkulasi yang digunakan untuk proses pengolahan.

Konstruksi bak kontrol pertama.

151

Konstruksi bak kontrol kedua.

Air di bak penenang pada bak pengurai anaerob.

152

Unit pengolahan air limbah rumah sakit dengan proses Biofilter Anaerob-Aerob.

Kodisi air limbah di dalam bak reaktor pengolahan lanjut

153

1

Lapisan mikroorganisme yang telah tumbuh dan menempel pada permukaan media biofilter.

Air limbah sebelum diolah (kanan) dan air hasil olahan (kiri).

54

I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang -...

Documents

Transcript of I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang -...