Kesimpulan Saran HASIL DAN PEMBAHASAN

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Hasil dari fixed bed reactor menunjukkan bahwa air baku yang diolah mengalami peningkatan kualitas. Peningkatan kualitas air baku tersebut ditandai dengan menurunnya nilai TSS, kekeruhan, dan warna, serta menurunnya bahan organik dan anorganik yang terdapat di dalam air baku. Kandungan-kandungan tersebut terus menurun setiap jamnya. Tingkat kekeruhan menurun sebesar 68 pada jam ke 48, TSS menurun 69 pada waktu kontak 30 jam, warna menurun 66 pada waktu kontak 30 jam, bahan organik KMnO 4 menurun sebesar 33 pada waktu kontak 7 jam, bahan anorganik ammonium cenderung konstan, kandungan phosfat PO 4 3- menurun hingga 91 pada waktu kontak 27 jam dan kandungan nitrat meningkat sebesar 33 pada waktu kontak 30 jam. Berdasarkan hasil penelitian ini waktu kontak optimum belum dapat ditemukan, hanya saja efisiensi penyisihan masing-masing kandungan yang diuji kecuali nitrat menurun tajam hingga jam ke 7 sedangkan selanjutnya hingga jam ke 48 penurunan kandungan tersebut lebih landai. Hasil penurunan absolut tingkat kekeruhan dan TSS setelah pra-treatment bila dibandingkan dengan uji jar tes, maka akan didapat penghematan pemakaian koagulan. Pemakaian koagulan bisa berkurang 0,16 mL PAC dalam mengolah 1 L air baku bila dilihat dari penurunan tingkat kekeruhan dan 0,12 mL PAC dalam mengolah 1 L air baku bila dilihat dari penurunan TSS. Berkurangnya pemakaian koagulan ini dapat menghemat biaya produksi air bersih di WTP Cihideung sebesar Rp12.441.600,00 bulan dilihat dari penurunan tingkat kekeruhan dan Rp9.331.200,00 bulan bila dilihat dari penurunan TSS.

5.2 Saran

Perlu diadakan pengujian lanjut dengan volume bioreaktor yang lebih besar ideal sehingga mudah dalam mengatur laju alir yang dibutuhkan. Input air baku saat eksperimen sebaiknya dipertinggi kandungan polutannya sehingga dapat terlihat jelas penurunan yang terjadi. Serta, alangkah baiknya apabila pra-treatment air baku ini diaplikasikan di WTP IPB. Selain itu, dalam uji jar test dibandingkan pula pemakaian PAC optimum pada perbedaan tingkat bahan terlarut seperti BOD. DAFTAR PUSTAKA Alaerts G, Santika, Sri Sumestri. 1984. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional. APHA. 2005. 21th Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. Bajaj M. Gallert C, Winter J. 2008. Biodegradation of high phenol containing synthetic wastewater by an aerobic fixed bed reactor. Bioresource Technology 99: 8376 –8381. [Terhubung berkala]. www.sciencedirect.com. [April 2011]. Balaguer MD, Vicent MT, Paris JM. 1997. A comparison of different support materials in anaerobic fluidized bed reactors for the treatment of vinasse. Environ. Technol. 18 5, 539 –544. Bitton G. 1994. Wastewater Miicrobiology. Willey-Liss. New York. Blackwell Wiley. 2010. Environmental Microbiology: Second Edition. New Jersey: John Wiley Sons, Inc. Bolen W.P. 2003. Pumice and pumicite. US: Geological Survey Minerals Yearbook. Boynton WR, Kemp WM. 2008. Estuaries In Nitrogen in the Marine Environment. New York: Elsevier Science. Brito A, Garcia F, Alvarez C, Arvelo R, Fierro JLG, Diaz C, 2004. High surface area supportcatalyst derived from natural pumice. Study of pretreatment variables. Ind. Eng. Chem. Res. 43 7, 1659 –1664. Cohen Yariv. 2000. Biofiltration-the treatment of fluids by microorganisms immobilized into the filter bedding material: a review. Bioresource Technology 77: 257-274. Davis Mackenzie L. 2010. Water and Wastewater Engineering: Design Principles and Practice. USA: The McGraw-Hill Companies, Inc. Deganello G, Duca D, Liotta L.F, Martorana A, Venezia A.M. 1994. Pumice as support for metal- catalysts. Gazz. Chim. Ital. 124 6, 229 –239. Dumont Fabian E, Sacco Jack A. 2009 .Biochemical Engineering. New York: Nova Science Publishers, Inc. Elma Muthia. 2010. Tipe Klasifikasi Reaktor. http:muthiaelma.zoomshare.comfilesReaktor_ KimiaPertemuan_2.pdf. [6 Februari 2011]. Farizoglu B, Nuhoglu A, Yildiz E, Keskinler B. 2003. The performance of pumice as a filter bed material under rapid filtration conditions. Filtr. Sep. 40 3, 41 –46. Fauzi Wan Riski. 2010. Kajian Pemberian Zeolit, Dolomit , dan Batu Apung Terhadap Beberapa Sifat Kimia Tanah Gambut Yang Telah Dilindi Air Laut [Skripsi]. Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Ghafari Shahin, Azizb Hamidi Abdul, Isa Mohamed Hasnain, Zinatizadehd Ali Akbar. 2009. Application of response surface methodology RSM to optimize coagulation –flocculation treatment of leachate using poly-aluminum chloride PAC and alum. Journal of Hazardous Materials 163: 650 –656. [Terhubung berkala]. www.sciencedirect.com. [April 2011]. Gomes Klein. 2009. Waste Water Management. Jaipur, India: Oxford Book Company. Hadiwidodo Mochtar, Junaidi. 2007. Pengaruh waktu reaksi dan waktu tinggal stabilisasi pada Sequencing batch reactor aerob dengan penambahan Karbon aktif terhadap penurunan Chemical oxygen demand. Jurnal PRESIPITASI 3 2:67-71. Hariyadi Sigid. 2004. BOD dan COD Sebagai Parameter Pencemaran Air Dan Baku Mutu Air Limbah [Makalah]. Bogor: Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Hindarko. 2003. Mengolah Air Limbah-Supaya tidak Mencemari Orang Lain. Jakarta: Esha http:www.senyawa.com201101batu-apung.html. [28 Januari 2011]. Keputusan Menteri Negara Kependudukan Dan Lingkungan Hidup Nomor: Kep-02MenklhI1988. Tentang Pedoman Penetapan Baku Mutu Lingkungan. Karagozoglu B, Sarioglu M, Peker I. 2002. Nitrate removal in a fixed-filmcolum n reactor using Paracoccus denitrificans affected by different carbon sources. Fresenius Environ. Bull. 11 10B, 927 –932 Kitis M, Karakaya M, Yigit Nevzat O, Civelekoglu Gokhan, Akcil Ata. 2005. Heterogeneous catalytic degradation of cyanide using copper-impregnated pumice and hydrogen peroxide. . Water Research 39: 1652 –1662. [Terhubung berkala]. www.sciencedirect.com. [April 2011]. Liao BQ, Allen DG, Droppo IG, Leppard GG, Liss SN. 2001. Surface properties of sludge and their role in bioflocculation and settleability. Water Research, 35, 339-350. Li Fengting, Jiang Jia-Qian, Wu Shengju, Zhang Bingru. 2010. Preparation and performance of a high purity poly-aluminum chloride. Chemical Engineering Journal 156: 64 –69. [Terhubung berkala]. www.sciencedirect.com. [April 2011]. Madigan MT, Martinko JM., Parker J. 1997. Brock, Biology of Microorganisms. eighth ed. Prentice- Hall, Englewood Cliffs, NJ. Marshall KC, Blainey B 1991. Role of bacterial adhesion in biofilm formation and bio corrosion, in: Biofouling and Biocorrosion in Industrial Water Systems, ed. Flemming, H.-C.; Geesey, G.G., Springer-Verlag, Heidelberg, p. 8 –45. Martinov Martin, Hadjiev Dimiter, Vlaev Serafim. 2010. Liquid flow residence time in a fibrous fixed bed reactor with recycle. Bioresource Technology 101: 1300 –1304. [Terhubung berkala]. www.sciencedirect.com. [April 2011]. Mc graw Hill. 2010. Nutrien Removal. Alexandria: Water Environment Federation WEF press. Metcalf and Eddy. 2003. Wastewater Engineering: Treatment and Rescue 4th . Singapore : Me Graw Hill. Miwa M. 1991. Pengolahan air minum Secarabiologi penerapan pada sumber air yang tercemar. Japan International Cooperation Ageny JICA. Njau KN, Minja RJA, Katima JHY. 2003. Pumice soil: a potential wetland substrate for treatment of domestic wastewater. Water Sci. Technol. 48 5, 85 –92. Pelezar MJ, ECS Chan. 1996. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: UI Press. Peraturan Menteri Kesehatan Permenkes No. 416 Tahun 1990. Tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air. Jakarta. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia PPRI No.20 Tahun 1990. Tentang Pengendalian Pencemaran Air. Jakarta. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia PPRI No.82 Tahun 2001. Tentang Penglolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Lingkungan. Jakarta. Schulz JM, Menningmann G. 1999. Submerged fixed bed reactors, in: Environmental Processes, Biotechnology, Vol. 11a, Wiley-VCH, p. 349 –362. Soemirat. 1994. Kesehatan Lingkungan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Sugiharto. 1987. Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta: Universitas Indonesia UI-Press . Suryono Yon. 2010. Sumber Air Baku dan Problematikanya. http:aladintirta.blogspot.com201010sumber-air-baku-dan- problematikanya_3674.html. [5 januari 2011]. Sutrisno. 2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta: PT Rineka Cipta. Technical Learning Collage. 2003. Activated Sludge. United States Library of Congress Number TX 6-600-029. Umana Oscar, Svetlana Nikolaeva, Enrique Sa´nchez, Rafael Borja, Francisco Raposol. 2008. Treatment of screened dairy manure by upflow anaerobic bed reactors packed with waste tyre rubber and combination of waste tyre rubber and zeolite:Effect of hydraulic retention time. Bioresource Technlogy 99 2008 7412-7417. Wesley LD. 2001. Determination of specific gravity and void ratio of pumice materials. Geotech. Test. J. 24 4, 418 –422. Widayat Wahyu. 2010. Peningkatan Kualitas Air Baku Perusahaan Air Minum Dengan Proses Biofiltrasi Menggunakan Media Plastik Tipe Sarang Tawon [skripsi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Widayat W, Suprihatin, Herlambang A. 2010. Penyisihan amoniak dalam meningkatkan kualitas air baku PDAM-IPABojong Renged dengan proses biofiltrasi menggunakan media plastik tipe sarang tawon. JAI 6 1: 64-75. Wiesmann Udo, Choi In Su, Dombrowski Eva-Maria. 2007. Fundamentals of Biological Wastewater Treatment . Weinheim : WILEY-VCH Verlag GmbH Co. KGaA. Wohanka W, Lendtke H, Luebke, M. 1999. Optimization of slow filtration as a means for disinfecting nutrient solutions. Acta Hortic 481 2, 539 –543. Yang Zhonglian, Gao Baoyu, Yue Qinyan. 2010. Coagulation performance and residual aluminum speciation of Al 2 SO 4 3 and polyaluminum chloride PAC in Yellow River water treatment. Chemical Engineering Journal 165: 122 –132. [Terhubung berkala]. www.sciencedirect.com. [April 2011]. LAMPIRAN Lampiran 1. Standar Baku Mutu Air Berdasarkan Peraturan Pemerintah No.20 tahun 1990  Standar baku mutu air golongan A  Standar baku mutu air golongan B  Standar baku mutu air golongan C  Standar baku mutu air golongan D Lampiran 2. Gambar Alat-alat Penelitian spektrofotometer Distilator Kjedhal DO meter Hot Plate Jar Test Buret Lampiran 3. Kurva Standar nitrat dan phosphat - Kurva standar NO 3 - - Kurva standar PO 4 3- y = 0.056x + 0.036 R² = 0.98 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 5 10 15 A b sor b an si ppm mgL Kurva standar NO 3 - Kurva standar nitrat Linear Kurva standar nitrat y = 0.183x + 0.001 R² = 0.999 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 1 2 3 A b sor b an si PPM mgL kurva standar PO 4 3- kurva standar fosfat Linear kurva standar fosfat Lampiran 4. Contoh Penghitungan Analisa Nitrat NO 3 - Berdasarkan hasil pengujian didapat nilai absorbansi pengujian nitrat sama dengan 0,626. Hasil ini kemudian disubsitusi ke dalam persamaan kurva standar nitrat yaitu y = 0.056x + 0.036. Nilai x adalah konsentrasi nitrat dan nilai y adalah absorbansi yang terbaca pada spektrofotometer. Hasil pengujian menunjukkan nilai absorbasi sama dengan 0,626 berarti y = 0,626 maka konsentrasi nitrat dapat dihitung sebagai berikut: y = 0.056x + 0.036 0,626 = 0.056x + 0.036 0,626-0,036 = 0,056x x = 0,5900.056 x = 10,536 Jadi, konsentrasi nitrat yang didapat senilai 10,536 ppm Lampiran 5. Contoh Penghitungan Analisa Phosphat PO 4 3- Berdasarkan hasil pengujian didapat nilai absorbansi pengujian phosphat sama dengan 0,081. Hasil ini kemudian disubsitusi ke dalam persamaan kurva standar phosphat yaitu y = 0.183x + 0.001. Nilai x adalah konsentrasi phosphat dan nilai y adalah absorbansi yang terbaca pada spektrofotometer. Hasil pengujian menunjukkan nilai absorbasi sama dengan 0,081 berarti y = 0,081 maka konsentrasi phosphat dapat dihitung sebagai berikut: y = 0.183x + 0.001 0,081 = 0.183x + 0.001 0,081-0,001 = 0,183x x = 0,0800.183 x = 0,437 Jadi, konsentrasi phosphat yang didapat senilai 0,437 ppm Lampiran 6. Hasil Analisa Proses Aklimatisasi  TSS mgL waktu hari WTH jam b0 b1 b2 Rata-rata 4 148 36 61 48.5 7 4 37 28 28 28 14 4 29 17 26 21.5 21 4 16 9 11 10 24 2 16 7 7 7 32 1 37 22 22 22  Kekeruhan FTU waktu hari WTH jam b0 b1 b2 Rata-rata 4 160 48 74 61 7 4 53 42 42 42 14 4 54 36 49 42.5 21 4 26 9 12 10.5 24 2 27 14 14 14 32 1 47 35 31 33  Warna PtCo waktu hari WTH jam b0 b1 b2 rata-rata 4 550 266 423 344.5 7 4 286 225 230 227.5 14 4 286 225 261 243 21 4 143 49 63 56 24 2 147 78 79 78.5 32 1 274 192 170 181  Konsentrasi Senyawa Organik KMnO 4 waktu hari WTH jam b0 b1 b2 Rata-rata 7 4 19.167 16.369 16.369 16.369 14 4 23.964 16.369 14.970 15.670 21 4 16.569 13.571 13.571 13.571 24 2 15.969 20.766 19.567 20.166 32 1 21.565 19.767 20.366 20.066  Konsentrasi senyawa NH 4 + waktu hari WTH jam b0 b1 b2 rata-rata 4 0.108 0.054 0.072 0.063 7 4 0.054 0.036 0.036 0.036 14 4 0.036 0.036 0.054 0.045 21 4 0.018 0.000 0.018 0.009 24 2 0.036 0.018 0.009 32 1 0.036 0.018 0.009  Konsentrasi senyawa NO 3 - waktu hari WTH jam b0 b1 b2 rata-rata 4 11.199 11.341 12.43 11.886 7 4 5.911 8.232 8.804 8.518 14 4 6.375 8.964 8.589 8.777 21 4 10.536 14.375 12.607 13.491 24 2 10.232 11.714 10.429 11.071 32 1 11.196 11.767 12.017 11.893  Konsentrasi senyawa PO 4 3- waktu hari WTH jam b0 b1 b2 rata-rata 4 1.142 0.462 0.799 0.631 7 4 6.202 1.47 0.437 0.954 14 4 0.41 0.388 0.273 0.331 21 4 0.454 0.426 0.383 0.404 24 2 0.426 0.399 0.503 0.451 32 1 0.273 0.224 0.213 0.219  pH waktu hari WTH jam b0 b1 b2 rata-rata 4 4.5 5.8 5.2 5.5 7 4 6.6 6.6 6.6 6.6 14 4 6.4 6.5 6.6 6.6 21 4 6.5 6.7 6.7 6.7 24 2 6.9 7.2 7.0 7.1 32 1 6.7 6.6 6.6 6.6  DO Dissolved Oxigen mgL Minggu ke- Tanggal B0 B1 B2 18 Marer 4.26 7.30 7.23 1 25 Maret 5.01 5.70 5.68 3 8 April 4.57 6.35 6.30 Lampiran 7. Hasil Pengujian Sampel Pada Berbagai Waktu Kontak Tanggal pengujian : 19 April - 21 April 2011 DO di bioreaktor 1 : 6,49 mgL DO di bioreaktor 2 : 6,01 mgL Suhu di bioreaktor 1 : 25,8 o C Suhu di bioreaktor 2 : 25,9 o C Hasil Pengamatan  TSS mgL jam ke- Selang pengambilan sampel jam Tss mgL rata- rata mgL SD eff.penyisihan b1 b2 43 46 44.5 2.1 1 01.09 41 34 37.5 4.9 16 2 02.07 33 28 30.5 3.5 31 3 03.02 40 27 33.5 9.2 25 4 04.02 35 25 30 7.1 33 5 05.02 31 22 26.5 6.4 40 6 06.02 27 20 23.5 4.9 47 7 07.02 29 20 24.5 6.4 45 24 23.22 20 11 15.5 6.4 65 27 26.13 23 18 20.5 3.5 54 30 29.02 18 10 14 5.7 69 48 47.12 23 10 16.5 9.2 63  Kekeruhan jam ke- Selang pengambilan sampel jam kekeruhan FTU rata-rata mgL SD eff.penyisihan B1 B2 66 67 66.5 0.7 1 01.09 52 53 52.5 0.7 21 2 02.07 51 48 49.5 2.1 26 3 03.02 47 43 45 2.8 32 4 04.02 48 39 43.5 6.4 35 5 05.02 44 35 39.5 6.4 41 6 06.02 41 35 38 4.2 43 7 07.02 42 32 37 7.1 44 24 23.22 32 19 25.5 9.2 62 27 26.13 32 22 27 7.1 59 30 29.02 30 18 24 8.5 64 48 47.12 30 13 21.5 12.0 68  Warna jam ke- Selang pengambilan sampel jam Warna PtCo rata-rata mgL SD eff.penyisihan B1 B2 341 354 347.5 9.2 1 01.09 288 287 287.5 0.7 17 2 02.07 269 235 252 24.0 27 3 03.02 284 231 257.5 37.5 26 4 04.02 258 213 235.5 31.8 32 5 05.02 244 194 219 35.4 37 6 06.02 196 190 193 4.2 44 7 07.02 233 176 204.5 40.3 41 24 23.22 180 104 142 53.7 59 27 26.13 176 125 150.5 36.1 57 30 29.02 169 99 134 49.5 61 48 47.12 158 76 117 58.0 66  KMnO 4 jam ke- Selang pengambilan sampel jam KMnO4 mgL rata-rata mgL SD eff.penyisihan B1 B2 14.056 18.621 16.338 3.2 1 01.09 12.914 14.817 13.865 1.3 15 2 02.07 12.914 13.295 13.105 0.3 20 3 03.02 11.583 11.392 11.488 0.1 30 4 04.02 12.534 11.012 11.773 1.1 28 5 05.02 10.822 11.583 11.202 0.5 31 6 06.02 12.724 10.632 11.678 1.5 29 7 07.02 10.441 11.392 10.917 0.7 33 24 23.22 12.724 11.963 12.344 0.5 24  Nitrat NO 3 - jam ke- Selang pengambilan sampel jam NO 3 - mgL rata-rata mgL SD penambahan B1 B2 11.804 12.286 12.045 0.3 1 01.09 12.268 11.054 11.661 0.9 3 2 02.07 13.393 12.839 13.116 0.4 9 3 03.02 14.411 13.625 14.018 0.6 16 4 04.02 14.089 14.518 14.304 0.3 19 5 05.02 13.696 12.804 13.250 0.6 10 6 06.02 14.625 14.321 14.473 0.2 20 7 07.02 13.714 13.875 13.795 0.1 15 24 23.22 14.911 15.268 15.089 0.3 25 27 26.13 15.357 15.607 15.482 0.2 29 30 29.02 15.429 16.554 15.991 0.8 33 48 47.12 15.232 16.482 15.857 0.9 32  Phosphat PO 4 3- jam ke- Selang pengambilan sampel jam PO 4 3- mgL rata-rata mgL SD eff.penyisihan B1 B2 4.197 3.443 3.820 0.5 1 01.09 4.923 3.153 4.038 1.3 -6 2 02.07 1.224 1.940 1.582 0.5 59 3 03.02 1.066 1.847 1.456 0.6 62 4 04.02 1.164 2.240 1.702 0.8 55 5 05.02 1.929 2.317 2.123 0.3 44 6 06.02 1.787 1.634 1.710 0.1 55 7 07.02 3.333 0.820 2.077 1.8 46 24 23.22 0.475 0.415 0.445 0.0 88 27 26.13 0.355 0.295 0.325 0.0 91 30 29.02 0.350 0.404 0.377 0.0 90 48 47.12 0.552 0.426 0.489 0.1 87  pH jam ke- Selang pengambilan sampel jam pH rata-rata mgL SD B1 B2 6.9 6.8 6.9 0.1 1 01.09 6.8 6.7 6.8 0.1 2 02.07 6.8 6.8 6.8 0.0 3 03.02 6.8 6.9 6.9 0.1 4 04.02 6.9 7 7.0 0.1 5 05.02 6.9 7.1 7.0 0.1 6 06.02 6.8 6.8 6.8 0.0 7 07.02 7.1 7.1 7.1 0.0 24 23.22 7 6.9 7.0 0.1 27 26.13 6.8 6.8 6.8 0.0 30 29.02 6.9 6.9 6.9 0.0 48 47.12 6.9 6.9 6.9 0.0 Lampiran 8. Penghitungan Efisiensi Penurunan - Efisiensi proses penyisihan Keterangan : A in = Air baku awal influent pada waktu kontak ke-0 A out = Air Baku setelah pengolahan efluent t = waktu kontak jam Lampiran 9. Spesifikasi Pac Poly Aluminium Chloride Produsen : PT. PACINESIA CHEMICAL INDUSTRY Produk : Poly Alumunium Chloride Tipe : PAC 250 A Tanggal produksi : 27 September 2004 Tampilan fisik : Pale amber clear liquid cairan encer berwarna kuning pucat Specific Gravity SG : 1,196 1,195 Temperatur : 27,5 o C Alumunium Oxide : 10,30 10,32 Basicity : 48,21 pH : 2,2 Produsen : PT. PACINESIA CHEMICAL INDUSTRY Produk : Poly Alumunium Chloride Tipe : PAC 250 A Tanggal produksi : 30 November 2004 Tampilan fisik : Pale amber clear liquid cairan encer berwarna kuning pucat Specific Gravity SG : 1,199 Temperatur : 27,5 o C Alumunium Oxide : 10,37 Basicity : 52,57 pH : 2,60 Lampiran 10. Data Hasil Uji Jar Tes Keterangan: PAC yang digunakan dalam uji Jar tes ini menggunakan PAC dari PT PACINESIA CHEMICAL INDUSTRY tipe PAC 250 A yang telah diencerkan 100 kali  Sampel: air sungai:aquades= 1:0 5000 ml air sungai+ 0 ml aqudes Konsentrasi PAC ml 0.5 L PAC mlLP Kekeruhan Warna TSS pH 37 202 25 6.5 0.5 100 2 11 1 6.6 1 200 1 4 1 6.5 1.5 300 1 3 1 6.4 2 400 1 3 6.4 2.5 500 3 6.4 3 600 1 3 1 6.4 3.5 700 1 1 6.4 4.5 900 1 2 6.5 P= faktor pengenceran  Sampel air sungai yang diencerkan air sungai:aquades= 1:1 Konsentrasi PAC ml 0.5 L PAC mlLP Kekeruhan Warna TSS 14 90 12 0.5 100 4 1 1 200 1 4 1 1.5 300 7 46 5 2 400 11 63 7  Sampel air sungai yang diencerkan air sungai:aquades= 1:3 Konsentrasi PAC ml 0.5 L PAC mlLP Kekeruhan Warna TSS 10 50 8 0.25 50 1 3 1 0.5 100 6 30 4 0.75 150 7 38 4 1 200 7 38 5  Sampel air sungai yang diencerkan air sungai:aquades= 1:4 Konsentrasi PAC ml 0.5 L PAC mlLP Kekeruhan Warna TSS 5 24 3 0.25 50 2 0.5 100 4 20 1 0.75 150 5 26 2 1 200 5 27 2 Lampiran 11. Penghitungan biaya pemakaian PAC Dari data yang diperoleh, siketahui bahwa:  Harga PAC = Rp 4.025,-kg ~ Rp 4.025,- l asumsi densitas PAC ฀ 1 kgl  Penurunan absolut tingkat kekeruhan setelah proses pengolahan pada waktu kontak : 4 jam = 23 FTU  Penurunan pemakaian PAC optimum pada penurunan tingkat kekeruhan absolut sebesar 23 FTU = 0.05-0.01 mgL = 0.04 mgL  Penurunan absolut konsentrasi TSS setelah proses pengolahan pada waktu kontak : 4 jam = 14.5 mgL  Penurunan pemakaian PAC optimum pada penurunan konsentrasi TSS secara absolut sebesar 14.5 mgL = 0.04-0.01 mgL= 0.03 mgL  Penurunan biaya pemakaian PAC dilihat dari penurunan tingkat kekeruhan: = Rp 0.16 L.air  Penurunan biaya pemakaian PAC dilihat dari penurunan TSS: = Rp 0.12 L.air Berdasarkan data yang diperoleh dari WTP Cihideung, debit produksi air bersih hari = 7.5 L detik dalam 1 unit didalam pengolahan air bersih IPB terdapat 4 unit WTP. Maka bila dihitung total air yang diproduksi diolah per harinya adalah sebagai berikut: Volume air yang diolah hari = 2.592.000 L air hari Maka, penghematan biaya pemakain PAC per hari  Berdasarkan perubahan kekeruhan = Rp 0,16 1 L.air x 2.592.000 L.airhari = Rp 414.720 hari  Berdasarkan perubahan TSS = Rp 0.12 1 L.air x 2.592.000 L.airhari = Rp 311.040 hari Bila dikonversi, penghematan biaya pembelian PAC per bulan  Berdasarkan perubahan kekeruhan = Rp 414.720 hari x 30 hari bulan = Rp12.441.600,- bulan  Berdasarkan perubahan TSS = Rp311.040 hari x 30 hari bulan = Rp 9.331.200,- bulan PENINGKATAN KUALITAS AIR BAKU MENGGUNAKAN TEKNOLOGI FIXED BED REACTOR DENGAN MEDIA BATU APUNG SKRIPSI NURHIDAYANTI F34070048 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011 PENINGKATAN KUALITAS AIR BAKU MENGGUNAKAN TEKNOLOGI FIXED BED REACTOR DENGAN MEDIA BATU APUNG Nurhidayanti Departement of Agroindustry Technology, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java, Indonesia Phone 62 251 8624622, e-mail: anthi_88yahoo.com ABSTRACT The quality of raw water in Indonesia has been in generall decreasing due to incresed environmental pollution. It is becoming a serious problem in processing the raw water into clean water that can later be used as drinking water. Therefore, pre-treatment is in some cases needed to facilitate the production of clean water. An alternative for pre-treatment of the raw water is the fixed bed reactor system, in which organic substances can be removed biologically. This research work is aimed to evaluate the possibilities to pre-treat the raw water using a fixed bed system filled by pumice. The system is equipped with circulator and aerator to support the microorganism growth on the media surface as biofilms. Pumice stone is choosed as the growth media of microorganisms due to its high porosity, availability and stability. The presence of organic and inorganic material in raw water, will be held in the media layer of pumice that formed biofilms.The experimnts were conducted at various contact times. Results show that organic matter and TSS Total Suspended Solids can be removed by approximately 33 and 69, respectivey. This may result in decreasing chemical consumption in coagulationflocculation of the raw water. Keywords: fixed bed reactor, biofilm, pumice, raw water pre-treatmnent, drinking water NURHIDAYANTI. F34070048. Peningkatan Kualitas Air Baku Menggunakan Teknologi Fixed Bed Reactor Dengan Media Batu Apung. Di bawah bimbingan Suprihatin dan Muhammad Romli. 2011 RINGKASAN Air baku merupakan sumber air bersih yang dapat berasal dari air permukaan seperti air sungai. Air baku tidak lagi ditemukan dengan kondisi jernih, atau dapat dikatakan kualitas air baku semakin menurun. Oleh karena itu, saat ini air baku seperti air sungai harus diolah terlebih dahulu sebelum dijadikan air bersih. Pengolahan air baku tersebut dikenal dengan Water Treatment Plan WTP. Pada penelitian ini air baku yang diteliti bersumber dari aliran air sungai Cihideung, dimana selama ini air sungai tersebut diolah oleh WTP milik IPB untuk dijadikan air bersih yang digunakan oleh civitas IPB. Penelitian ini berfungsi untuk meningkatkan kualitas air baku sebelum diolah oleh WTP pra- treatment. Karakteristik fisik air baku seperti kekeruhan, padatan tersuspensi TSS, dan warna sering kali berubah seiring dengan perubahan cuaca. Bila hujan kekeruhan dapat meningkat tajam dibandingkan saat cerah. Hal ini dapat berakibat buruk dalam pengolahan air tahap selanjutnya. Bila kekeruhan air baku 50 NTU maka dosis PAC yang digunakan untuk flokulasi-koagulasi akan semakin meningkat dan untuk alat UF Unit Filtrasi dengan menggunakan teknologi membran pada tingkat kekeruhan air baku 50 NTU tidak dapat digunakan karena dapat merusak alat tersebut. Teknologi yang digunakan dalam peningkatan kualitas air baku yaitu fixed bed reaktor dengan media batu apung. Disebut teknologi fixed bed reaktor karena dalam reaktor ini terjadi reaksi antara dua zat yaitu zat cair dan gas udara yang diperoleh dari proses aerasi. Fixed bed reaktor ini dioperasikan secara up-flow, yaitu aliran air mengalir dari bawah ke atas dengan penambahan komponen sirkulator untuk memperlama waktu kontak air dan pengadukan di dalam fixed bed reaktor. Media batu apung di dalam fixed bed reaktor ini berfungsi sebagai katalisator dan tempat tumbuh lekatnya mikroorganisme yang nantinya akan mendegradasi senyawa organik dan anorganik pada air baku. Sebelum dilakukan analisa sampel, di dalam fixed bed reaktor dilakukan proses aklimatisasi yaitu proses adaptasi mikroorganisme baik yang tersuspensi di dalam air maupun yang tumbuh melekat di media pengisi batu apung. Proses aklimatisasi ini dilakukan selama tiga minggu dengan waktu kontak 4 jam, tiga hari dengan waktu kontak 2 jam, dan lima hari dengan waktu kontak 1 jam. Hasil dari proses aklimatisasi ini dianalisa kandungan senyawa organik dan anorganik. Hasil dari analisa tersebut menunjukkan bahwa adanya penurunan konsentrasi senyawa organik, ammonium, dan phosphat, serta peningkatan senyawa nitrat yang menandakan adanya proses degradasi atau nitrifikasi di dalam fixed bed reaktor. Selain paremeter terukur tersebut, parameter kontrol juga diamati seperti DO Dissolve Oxigen, mikroorganisme pendegradasi polutan di dalam air akan tumbuh bila DO dalam air 1mgl dan pH mikroorganime pendegradasi tumbuh baik pada pH 7-7.5, DO dan pH air dalam fixed bed reactor yang digunakan selama masa aklimatisasi telah memenuhi kriteria tersebut. Setelah proses aklimatisasi dilakukan, kemudian sampel air baku dianalisa setiap jam hingga jam ke-7 dan dua hari setelahnya. Parameter-parameter yang diuji meliputi kekeruhan, TSS, warna, senyawa organik, senyawa anorganik NH 4 + , NO 3 - , PO 4 3- , serta pH dan DO sebagai variabel kontrol pada air baku. Berdasarkan hasil analisa sampel di laboratorium menunjukkan bahwa kualitas air baku terus meningkat yang ditandai dengan menurunnya tingkat kekeruhan hingga 21 diawalnya dan kemudian terus menurun dengan efisiensi penysihan sebesar 68, begitu juga dengan warna dan TSS pada air baku yang terus mengalami penurunan konsentrasinya. Senyawa organik juga mengalami penurunan sebesar 30 pada waktu kontak jam ke tiga dan jam selanjutnya penurunan tersebut terlihat lebih landai. Pada penelitian ini penurunan amonium tidak terlihat konsentrasi amonium di dalam air baku terlihat konstan, sedangkan konsentrasi nitrat terus mengalami peningkatan sebesar 33. Bila dikaitkan dengan pengunaan koagulan seperti PAC Poly Aluminium Chloride yang digunakan selama ini oleh WTP IPB, maka pemakaian PAC dapat berkurang dan biaya produksipun akan ikut berkurang. Penghematan biaya produksi setelah dilakukan pra-treatment dengan menggunakan fixed bed reaktor bermedia batu apung dapat mencapai Rp 3.110.400,00 bulan per unit. Kata kunci : Fixed bed reactor, biofilm, batu apung, pre-treatmnent air baku, air minum

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan salah satu komponen penting dalam kehidupan, tanpa air manusia tidak dapat bertahan hidup. Suatu industri dan pertanian akan berjalan dengan baik apabila tersedia air bersih untuk memperoleh hasil yang baik sehingga mendapat keuntungan optimal. Air memiiki dimensi yang luas yaitu air adalah bagian yang sangat dibutuhkan oleh lingkungan sebagai pengendali daur energi, iklim, dan cuaca. Air yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan tersebut adalah air bersih yang biasa didapat dari air permukaan atau air baku. Air baku atau raw water merupakan awal dari suatu proses dalam penyediaan dan pengolahan air bersih. Saat ini telah terjadi fenomena krisis air bersih, ketersediaan air bersih berbanding terbalik dengan peningkatan pertumbuhan manusia. Semakin lama, pertumbuhan manusia semakin meningkat dan manusia membutuhkan air bersih dalam hidupnya. Diketahui bahwa, volume atau jumlah air dimuka bumi tidak akan berkurang dan bertambah, karena air memiliki siklus yang teratur pada awalnya. Namun, saat ini volume air yang berkurang adalah kualitasnya atau volume air bersih yang benar-benar dibutuhkan oleh manusia untuk memenuhi kehidupannya. Seperti halnya yang diungkapkan oleh Suryono 2010, berbagai penyebab berkurangnya ketersedian air baku antara lain yaitu penggundulan hutan yang merupakan daerah resapan air, tingkat pencemaran yang semakin meningkat pada daerah sumber air baku akibat pertumbuhan penduduk dan industri, semakin menyempitnya daerah aliran sungai, pendangkalan sumber air baku baik oleh sampah atau oleh lumpur sedimen, tingkat kebocoran air di daerah air sungai, dan kurangnya pengawasan dari pihak-pihak terkait untuk menjaga kualitas dan jumlah air baku. Air baku merupakan sumber air bersih yang dapat berasal dari air hujan, air danau, air tanah, dan air sungai. Air sungai di Indonesia khususnya di kota besar sudah tak layak pakai lagi seperti halnya air di Sungai Cihideung. Air Cihideung merupakan air baku yang dijadikan air bersih oleh IPB Institut Pertanian Bogor. Kerap kali pihak pengolahan air baku atau WTP Water Treatment Plan IPB mengalami kesulitan dalam pengolahan air baku yang berasal dari sungai Cihideung. Tingkat kekeruhan air dan bahan organik terlarut sulit dikendalikan akibat perubahan cuaca yang sering terjadi di daerah Bogor. Apabila kondisi hujan terjadi tingkat kekeruhan air sungai dapat meningkat hingga 50 FTU bahkan lebih, hal ini dapat berdampak pada pengolahan air baku yaitu penambahan dosis koagulan atau PAC Poly Aluminium Chloride dan pada sistem UF Unit Filtrasi sistem ini tidak dapat dioperasikan karena alat dapat rusak apabila air baku yang diolah memiliki tingkat kekeruhan 50 FTU. Salah satu cara meningkatkan kualitas air baku adalah dengan cara biologis. Cara biologis merupakan suatu teknologi pengolahan air yang menggunakan peranan mikroorganisme didalamnya. Teknologi pengolahan air secara biologis dapat dilakukan secara aerob dan anaerob. Cara anaerob biasa digunakan untuk mengolah limbah cair yang memilik kandungan organik yang sangat tinggi seperti limbah cair di industi tahu, sedangkan cara aerob dapat digunakan untuk mengolah air dengan konsentrasi bahan organik rendah dan cara ini lebih praktis dibandingkan cara anaerob. Pengolah air baku yang berasal dari sungai dapat dilakukan dengan cara aerob dengan menyuplai udara dalam suatu bioreaktor yang berisi media katalis padat. Salah satu jenis bioreaktor yang biasa digunakan dalam pengolahan air disebut fixed bed reactor. Fixed bed reactor dapat didefinisikan sebagai suatu tube silindrikal yang dapat diisi dengan partikel-partikel katalis padat seperti batu apung tempat tumbuh lekatnya mikroorganisme. Selama operasi, gas atau liquid atau keduanya akan melewati partikel-partikel katalis, sehingga akan terjadi reaksi seperti reaksi biologis Elma, 2010. Katalis adalah suatu bahan pembantu mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi. Salah satu katalis padat yang dapat digunakan dalam fixed bed reactor adalah batu apung , karena sifatnya batu apung dapt dijadikan sebagai media tanam sehingga dapat dijadikan media tempat tumbuh melekatnya mikroorganisme. Metode ini merupakan sebuah cara penanganan limbah dengan bantuan bahan pengendali biologis yang sangat efektif dan tidak membahayakan perairan maupun mencemari perairan. Adapun pemanfaatan penanganan secara biologis ini seringkali digunakan untuk mengurangi kadar organik dalam perairan dan bahan-bahan anorganik lainnya seperti ammonium, nitrat, phosphat, serta Total Suspended Solid TSS, kekeruhan, dan warna. Apabila konsentrasi bahan organik terlalu tinggi dalam perairan maka dampaknya akan menimbulkan pencemar bagi ekosistem di perairan tersebut dan dampak tidak langsung bagi manusia oleh karena itu dibutuhkan pengendalian terlebih dahulu. Waktu tinggal dalam fixed bed reactor ini memiliki peranan penting dalam meningkatkan kualitas air baku. Waktu tinggal atau waktu kontak perlu diketahui untuk mendapatkan efluent yang optimum dan bisa mengestimasi biaya yang akan dibutuhkan dan keuntungan yang diperoleh setelah mengolah air dalam fixed bed reactor.

1.2 Tujuan

Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh waktu kontak pada sistem teknologi fixed bed reactor dalam rangka mengurangi kandungan bahan organik, anorganik, serta sifat fisik dalam air baku dalam rangka meningkatan kualitas air baku dari air sungai Cihideung.

1.3 Ruang Lingkup

Ruang lingkup penelitian ini yaitu melakukan pre-treatment air baku yang bersumber dari air sungai Cihideung menggunakan up flow fixed bed reactor dengan media batu apung. Pre-treatment ini dilakukan dengan fokus terhadap pengaruh waktu kontak air dalam fixed bed reaktor. Hasil atau efluent dari fixed bed reactor ini dianalisa kandungan organik KMnO 4 , anorganik ammonium, dan sifat fisiknya Total Suspended Solid TSS, kekeruhan, dan warna. Hasil dari analisa efluent yang dihasilkan dari fixed bed reactor ini dibandingkan dengan penggunaan PAC Poly Aluminium Chloride dengan cara melakukan uji Jar test. Hasil tersebut akan dikaitkan dengan efisiensi biaya yang digunakan untuk mengolah air sungai daerah Cihideung.