organik dan nutrien dalam sistem wastewater garden harus mengalami penguraian sehingga dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Sebagian besar unsur H hidrogen
diambil dari air yang diserap oleh tumbuhan melalui akar sedangkan untuk C karbon dan O oksigen diserap dari udara melalui daunnya dalam proses
fotosintesis. Adapun reaksi yang terjadi dalam proses fotosintesis adalah sebagai berikut :
6 CO
2
+ 6 H
2
O C
6
H
12
O
8
+ 6O
2
Karbondioksida merupakan senyawa utama yang dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Dalam ekosistem wastewater garden, karbondioksida CO
2
berasal dari hasil penguraian bahan-bahan organik oleh mikrooganisme aerob. CO
2
juga berasal dari pelarutan
Efisiensi penyisihan COD terbesar pada tanaman teratai yaitu pada kadar COD 443,5 mgL dengan waktu tinggal 10 hari. Adapun hasil yang didapatkan
dapat dilihat pada tabel 4.5. Didapatkan data efisiensi penyisihan COD pada di alam. Sedangkan molekul air diambil dari media tumbuh
tumbuhan. Molekul C, H, dan O dari zat-zat tersebut diubah menjadi senyawa karbohidrat atau zat pati dan hasil samping dari proses fotosintesis berupa oksigen
Widyastuti, 2005.
IV.2 Efisiensi Penyisihan COD pada Media Tanaman Air
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi limbah terhadap waktu tinggal, diperoleh hasil efisiensi penyisihan
COD pada proses pengolahan air limbah domestik menggunakan media tanaman air. Media tanaman air yang digunakan adalah teratai, kayu apu, dan gabungan
dari kedua tanaman air tersebut.
media tanaman air teratai dengan variasi waktu tinggal, ditunjukkan pada Gambar 4.4. Dapat dilihat bahwa pengaruh waktu tinggal terhadap efisiensi penyisihan
COD pada air limbah. Pada hari ke 2 sampai dengan hari ke 6, terjadi kenaikan efisiensi penyisihan COD pada air limbah, yaitu pada COD 165,4 mgL, 312
mgL, 600 mgL, dan 784 mgL. Tabel 4.5 Pengaruh Waktu Tinggal dan Kadar COD Awal terhadap Responsi
Kadar Waktu Tinggal Hari
COD 2
4 6
8 10
mgL COD
COD COD
COD COD
mgL mgL
mgL mgL
mgL Kontrol
24,0 14,3
20,0 28,6
12,0 57,1
12,0 57,1
8,0 71,4
165,4 89,0
46,2 52,0
68,6 24,0
85,5 75,2
54,5 55,4
66,5 312,0
108,0 65,4
68,0 78,2
24,0 92,3
16,0 94,9
72,0 76,9
443,5 63,4
85,7 20,0
95,5 40,0
91,0 92,0
79,3 8,1
98,2 600,0
72,0 88,0
64,0 89,3
32,0 94,7
76,0 87,3
48,0 92,0
784,0 356,0
54,6 248,0
68,4 116,0
85,2 28,0
96,4 40,0
94,9
Hal ini dikarenakan tumbuhan teratai mengalami fase penyesuaian diri sehingga tumbuhan teratai menyerap nutrien yang terkandung dalam air limbah.
Pada hari ke 8 dan hari ke 10 terjadi penurunan efisiensi penyisihan pada kadar COD 165,4 mgL dan 600 mgL dikarenakan tanaman teratai mengalami
penyeleksian sehingga penyerapan nutrien tidak dapat maksimal. Sedangkan pada COD 312 mgL dan 784 mgL pada hari ke 8 mengalami kenaikan dan terjadi
penurunan pada hari ke 10. Pada kadar COD 443,5 mgL efisiensi penyisihan terjadi kenaikan pada
hari ke 4 mencapai 95,5 COD 20 mgL dan pada hari ke 6 dan ke 8 terjadi penurunan efisiensi penyisihan COD mencapai 79,3 COD 92 mgL.
Penurunan efisiensi penyisihan pada COD 443,5 mgL dikarenakan pada hari ke 6
dan ke 8 tanaman teratai mengalami kematian yang ditandai dengan daun yang mulai berubah menjadi kuning. Pada hari ke 10 efisiensi penyisihan COD
mengalami kenaikan, hal ini dikarenakan tanaman teratai mulai tumbuh kembali yaitu tumbuh tunas daun baru.
Kadar COD Limbah Awal
20 40
60 80
100
2 4
6 8
10
Waktu Tinggal hari E
fi si
en si
P en
yi si
h an
C O
D
Kontrol COD 165,4 mgL20
COD 312 mgL40 COD 443,5 mgL60
COD 600 mgL80 COD 784 mgL100
Gambar 4.4 Hubungan antara Waktu Tinggal dengan Responsi pada berbagai Kadar COD Limbah Awal
Efisiensi penyisihan COD dengan tanaman kayu apu juga mengalami hal yang sama seperti pada tanamn teratai. Hasil analisa proses pengolahan air limbah
domestik menggunakan tanaman kayu apu dapat dilihat pada Tabel 4.6. Berdasarkan Tabel 4.6 didapatkan hubungan antara waktu tinggal terhadap
efisiensi penyisihan COD pada media tanaman air kayu apu yang digambarkan pada Gambar 4.5 bahwa kenaikan efisiensi peyisihan COD pada air limbah terjadi
pada hari ke 2 sampai dengan hari ke 6. Hal ini dikarenakan tumbuhan kayu apu mengalami fase penyesuaian diri sehingga tumbuhan kayu apu menyerap nutrien
yang terkandung dalam air limbah. Pada hari ke 8 dan ke 10 terjadi penurunan dan kenaikan efisiensi penyisihan COD pada konsentrasi tertentu. Pada kadar COD
165,4 mgL dan 443,5 mgL pada hari ke 8 mengalami penurunan hal ini dikarenakan tumbuhan kayu apu mengalami perubahan yaitu daunnya mulai
berubah menjadi kuning sehingga efisiensi penyisihan mengalami penurunan. Sedangkan pada hari ke 10, pada kadar COD 165,4 mgL tetap konstan dan pada
COD 443,5 mgL terjadi kenaikan efisiensi penyisihan COD. Kenaikan efisiensi terjadi dikarenakan adanya perumbuhan tunas baru pada tanaman kayu apu.
Tabel 4.6 Pengaruh Waktu Tinggal dan Kadar COD Awal terhadap Responsi
Kadar Waktu Tinggal Hari
COD 2
4 6
8 10
mgL COD
COD COD
COD COD
mgL mgL
mgL mgL
mgL Kontrol
26,0 7,1
20,0 28,6
15,0 46,4
12,0 57,1
8,0 71,4
165,4 63,6
61,5 28,0
83,1 12,0
92,7 47,5
68,9 51,5
78,4 312,0
84,0 73,1
76,0 75,6
72,0 76,9
24,0 92,3
32,0 96,2
443,5 47,5
89,3 20,0
95,5 8,0
98,2 48,0
89,2 40,4
93,6 600,0
104,0 82,7
72,0 88,0
20,0 96,7
8,0 98,7
44,0 88,7
784,0 328,0
58,2 256,0
67,3 136,0
82,7 20,0
97,4 68,0
96,9
Pada kadar COD 600 mgL, pada hari ke 8 terjadi kenaikan efisiensi penyisihan mencapai 98,7 COD 8 mgL dan pada hari ke 10 terjadi penurunan
efisiensi COD. Sama halnya yang terjadi pada tanaman air teratai, pada hari ke 10 terjadi penurunan efisiensi penyisihan COD.
Sedangkan efisiensi penyisihan COD dari gabungan tanaman kayu apu dan teratai pada proses pengolahan air limbah didapatkan penyisian terbesar pada
COD 784 mgL pada hari ke 10, hal ini dikarenakan gabungan dari kedua tanaman tersebut mulai mengalami kondisi stabil.
Kadar COD Limbah Awal
20 40
60 80
100
2 4
6 8
10
Waktu Tinggal hari E
fi si
en si
P en
yi si
h an
C O
D
Kontrol COD 165,4 mgL20
COD 312 mgL40 COD 443,5 mgL60
COD 600 mgL80 COD 784 mgL100
Gambar 4.5 Hubungan antara Waktu Tinggal dengan Responsi pada berbagai Kadar COD Limbah Awal
Adapun hasil analisa yang didapat pada proses pengolahan air limbah domestik menggunakan tanaman kayu apu dan teratai ditabelkan sebagai berikut :
Tabel 4.7 Pengaruh Waktu Tinggal dan Kadar COD Awal terhadap Responsi
Kadar Waktu Tinggal Hari
COD 2
4 6
8 10
mgL COD
COD COD
COD COD
mgL mgL
mgL mgL
mgL Kontrol
24,0 14,3
18,0 35,7
12,0 57,1
12,0 57,1
8,0 71,4
165,4 84,8
48,6 52,0
68,6 28,0
83,1 63,4
61,7 35,6
78,4 312,0
84,0 73,1
64,0 79,5
40,0 87,2
12,0 96,2
12,0 96,2
443,5 35,6
92,0 32,0
92,8 40,0
91,0 36,0
91,9 28,3
93,6 600,0
88,0 85,3
64,0 89,3
36,0 94,0
56,0 90,7
68,0 88,7
784,0 316,0
59,7 248,0
68,4 124,0
84,2 32,0
95,9 24,0
96,9
Berdasarkan Tabel 4.7 didapatkan data efisiensi penyisihan COD pada media tanaman air kayu apu dan teratai dengan variasi waktu tinggal, ditunjukkan
pada Gambar 4.6. Bahwa pengaruh waktu tinggal terhadap efisiensi penyisihan COD pada air limbah. Pada hari ke 2 sampai ke 6, terjadi kenaikan efisiensi
penyisihan COD pada air limbah, yaitu pada kadar COD 165,4 mgL, 312 mgL, 600 mgL dan 784 mgL.
Hal ini dikarenakan tumbuhan kayu apu dan teratai mengalami fase penyesuaian diri sehingga tumbuhan kayu apu dan teratai menyerap nutrien yang
terkandung dalam air limbah. Pada hari ke 8 terjadi penurunan efisiensi penyisihan pada kadar COD 165,5 mgL dan 600 mgL dikarenakan tanaman air
kayu apu dan teratai mengalami penyeleksian sehingga penyerapan nutrien tidak dapat maksimal sedangkan pada COD 312 mgL dan 784 mgL terjadi kenaikan
yang disebabkan tanaman air kayu apu dan teratai mulai dapat menyerap nutrien yang hanya dibutuhkan dalam pertumbuhannya.
Kadar COD Limbah Awal
20 40
60 80
100
2 4
6 8
10
Waktu Tinggal hari E
fi si
en si
P en
yi si
h an
C O
D
Kontrol COD 165,4 mgL20
COD 312 mgL40 COD 443,5 mgL60
COD 600 mgL80 COD 784 mgL100
Gambar 4.6 Hubungan antara Waktu Tinggal dengan Responsi pada berbagai Kadar COD Limbah Awal
Pada hari ke 10, kadar COD 312 mgL tidak mengalami kenaikan dan penurunan konstan, dan pada kadar COD 600 mgL terjadi penurunan efisiensi
penyisihan. Sedangkan pada kadar COD 165,4 mgL dan 784 mgL terjadi kenaikan efisiensi penyisihan.
Pada kadar COD 443,5 mgL penurunan terjadi pada hari ke 6 sedangkan pada hari ke 8 dan 10 terjadi kenaikan efisiensi penyisihan.
Terbaik diantara 3 reaktor yang terdiri dari tanaman air teratai, kayu apu dan gabungan dari keduanya, efisiensi terbaik terjadi pada reaktor gabungan dari
kedua jenis tanaman air yaitu tanaman air kayu apu dan teratai. Dapat dilihat pada Gambar 4.6 bahwa pada proses ini efisiensi penyisihan COD tidak terlalu
siknifikan atau terdapat perbedaan yang menonjol antar variabel. Efisiensi penyisihan tertinggi mencapai 96,9 COD 24 mgL pada kadar COD 784 mgL
100 dan efisiensi penyisihan terendah mencapai 61,7 COD 63,4 mgL pada kadar COD 165,4 20. Dari ketiga bak reaktor yang menggunakan
tanaman yang berbeda, kemampun tanaman dalam mendegradasi zat pencemar juga berbeda. Selain dipengaruhi oleh faktor alam juga dipengaruhi oleh
kemampuan tanaman dalam pertumbuhan. Pada bak kontrol yang dilakukan perlakuan yang sama dengan menggunakan air bersih, efisiensi penyisihan zat
pencemar tidak begitu besar. Penurunan zat pencemar pada kontrol dipengaruhi oleh faktor alam, antara lain sirklus udara dan cahaya matahari.
Meskipun demikian, dari hasil penelitian ini penyisihan COD dengan sistem media tanaman air menunjukkan hasil yang lebih baik dari pada penelitian
yang pernah dilakukan oleh Wardani 2004. Pada penelitian yang dilakukan Wardani menggunakan tanaman air kayu apu dengan kepadatan tanaman air 50
mgcm
2
menghasilkan efisiensi penyisihan COD sebesar 40,7 dengan waktu
tinggal 20 hari dengan konsentarasi COD 120,1 mgL, sedangkan pada penelitian kali ini dengan menggunakan tanaman air yang sama menghasilkan efisiensi
penyisihan COD sebesar 97,4 dengan kadar 20 mgL pada hari ke 8 dan jumlah tanaman yang ditentukan sebanyak 6 buah pada konsentrasi limbah 100 COD
784 mgL dengan memvariasikan waktu tinggal dan konsentrasi air limbah. Dari perbedaan hasil yang didapatkan, kemampuan tanaman dalam menguraikan zat
organik pada air limbah selain dipengaruhi oleh kepadatan juga dipengaruhi jarak antar tanaman. Semakin padat tanaman dalam bak reaktor semakin besar proses
penguraian zat organik pada air limbah. Mekanisme penyisihan COD pada proses pengolahan dengan sistem media tanaman air watstewater garden adalah filtrasi
dan sedimentasi oleh media tanah, juga penyisihan biologis oleh mikroorganisme yang terdapat pada tanah dan akar tanaman.
Dari Tabel 4.7 pada kadar COD 784 mgL terlihat bahwa konsentrasi COD sangat mempengaruhi besarnya efisiensi pengolahan. Semakin besar konsentrasi
COD pada influen akan semakin kecil efisiensi penyisihan yang terjadi baik pada tanaman air teratai, kayu apu, maupun gabungan dari keduanya yaitu kayu apu
dan teratai. Hal ini dapat terjadi karena proses secara biologi baik oleh mikroorganisme maupun tanaman telah mencapai titik optimum sehingga pada
beban pengolahan yang lebih tinggi zat-zat pencemar tidak dapat lebih banyak tersisihkan.
Menurut Munazah dan Soewondo 2008 Tanaman air menyerap bahan pencemar dari air limbah untuk menjadi biomassa yang dapat bernilai ekonomis
tergantung jenis tanamannya. Pada daerah akar terjadi degradasi materi organik
secara aerob dan anaerob selama limbah cair melewati rizosfer dari tanaman. Materi organik akan terdekomposisi akibat aktivitas mikroba, nitrogen akan
terdenitrifikasi jika tersedia materi organik yang cukup, dan phospat akan teradsorpsi oleh media dan tanaman.
IV.3 pH Derajat Keasaman pada Media Tanaman Air
