kontak antara mikroba pada biofilm dengan substrat pada influen lebih sering dan lebih lama. Akibatnya kondisi steady state lebih cepat didapatkan. Jenis bakteri
yang berperan pada proses degradasi COD adalah jenis protozoa, Lactobacillus, Bacillus, Acinetobacter sp, Sacharomyces
Metcalf dan Eddy 2003.
4.3 Perubahan Waktu Tinggal Hidrolik
Setelah biofilm pada media plastik sarang tawon, media plastik AMDK dan media batu apung terbentuk maka mikroorganisme yang berperan dalam proses
degradasi senyawa organik ini diduga tumbuh. Selanjutnya dilakukan pengamatan pada dinamika perubahan nilai parameter COD terhadap perubahan waktu tinggal
hidrolik. Pengaturan laju alir influen dilakukan untuk memperoleh waktu tinggal hidrolik yang diinginkan yaitu 4 jam, 3 jam, 2 jam dan 1 jam. Pada WTH 4 jam,
pengukuran dilakukan setiap setengah jam hingga jam ke-4. Setelah itu pengukuran dilakukan setiap 4 jam sekali. Pada WTH 3 jam, pengukuran
dilakukan setiap setengah jam hingga jam ketiga selanjutnya pengukuran dilakukan 3 jam sekali. Untuk WTH 2 jam, pengukuran setengah jam sekali
dilakukan hingga jam ke-2 dan selanjutnya dilakukan pengukuran sebanyak 2 jam sekali. Begitu juga dengan WTH 1 jam, dimana pengukuran setengah jam
dilakukan hingga jam ke-1, setelah itu dillakukan pengukuran sebanyak 1 jam sekali. Dinamika perubahan WTH terhadap COD seperti ditunjukkan pada
Gambar 13. Gambar 13 menunjukkan pada WTH 4 jam, nilai COD di R1 mengalami
penurunan sampai keadaan tunak sebesar 48-51 mgL, R2 sebesar 45-46 mgLdan R3 sebesar 52-54 mgL. Ketiga media tersebut mencapai kondisi tunak dengan
waktu 32 jam. Pada WTH 3 jam, nilai COD di R1 mengalami penurunan sampai keadaan tunak sebesar 65-67 mgL, R2 sebesar 60-62 mgLdan R3 sebesar 65-69
mgL. Ketiga media tersebut mencapai kondisi tunak dengan waktu 24 jam. Pada WTH 2 jam, nilai COD di R1 mengalami penurunan sampai keadaan tunak
sebesar 76-79 mgL, R2 sebesar 72-75 mgLdan R3 sebesar 77-80 mgL. Ketiga reaktor tersebut mencapai kondisi tunak dengan waktu kurang dari 24 jam.
Gambar 13 Dinamika perubahan WTH terhadap COD
50
100
150 200
250
20 40
60 80
100 120
140
C O
D m
g l
waktu operasi jam
influen Reaktor dengan media plastik tipe sarang tawon
Reaktor dengan media plastik amdk Reaktor dengan media batu apung
WTH 4 jam WTH 3 jam
WTH 2 jam
WTH 1jam
Pada WTH 1 jam, nilai COD di R1 mengalami penurunan sampai keadaan tunak sebesar 83-87 mgL, R2 sebesar 80-84 mgLdan R3 sebesar 83-89 mgL.
Ketiga media tersebut mencapai kondisi tunak dengan waktu 8 jam. Adanya fluktuasi atau kondisi dinamik ini disebabkan oleh perubahan laju alir yang masuk
menyebabkan sistem bekerja ulang. Pada saat dilakukan pengukuran, efluen yang diukur belum mewakili efluen WTH 4 jam yang sebenarnya. Hal ini dikarenakan,
efluen yang keluar belum sepenuhnya diolah dengan waktu tinggal hidrolik selama 4 jam. Nilai COD selama perubahan WTH pada masing-masing reaktor
menunjukkan kecenderungan menurun dan berfluktuasi. Adanya beban organik yang berfluktuasi juga mempengaruhi konsentrasi COD di dalam sistem. Hal ini
dapat terjadi karena jika terdapat peningkatan beban organik menimbulkan peningkatan kandungan atau senyawa-senyawa organik yang terukur sebagai
COD yang ada di dalam air.
4.4 Pengaruh WTH Terhadap Penyisihan Organik, Amonium, Total Solid
Suspended TSS dan Kekeruhan
Setelah terbentuk biofilm pada media dan telah mencapai kondisi stabil, debit air masuk kemudian diatur agar mendapatkan WTH 4 jam, selanjutnya
dilakukan dengan cara yang sama, WTH diatur 1-3 jam secara berurutan sampai WTH terakhir 1 jam. Tahapan ini dilakukan untuk mengamati pengaruh waktu
tinggal hidrolik air sungai terhadap kualitas air baku tersebut dalam fixed bed reactor
. Rata-rata penyisihan senyawa organik, amonium, TSS dan kekeruhan diambil setelah kondisi proses telah mencapai kondisi steady state.
4.4.1 Pengaruh WTH Terhadap Penyisihan Bahan Organik
Zat organik dapat disisihkan secara biologi, yang dipengaruhi oleh beberapa variabel yaitu oksigen terlarut DO, waktu kontak, jenis dan jumlah
mikroorganisme pengurai Bitton1994. Bakteri heterotrof memanfaatkan senyawa atau zat organik untuk dijadikan sumber energinya Liao et al. 2001.
Pada penelitian ini senyawa yang mewakili adanya kandungan bahan organik di air diukur sebagaiCOD Chemical Oxygen Demand. Menurut Metcalf dan Eddy
2003 bakteri yang memanfaatkan substrat organik sebagai sumber energinya
adalah bakteri heterotrof. Pada awal pengkondisian WTH 4 jam, laju alir debit air baku diturunkan dari 1.68 litermenit menjadi 0.42 litermenit. Adanya kondisi
ini mengakibatkan kembali terjadi perbedaan beban hidrolik dan kontak antara senyawa air baku dengan lapisan biofilm. Pada kondisi tersebut, mikroorganisme
kembali beradaptasi namun kali ini tidak memerlukan waktu yang lama yaitu sekitar 28 jam dan menunjukkan kondisi steady state dimulai pada jam ke 32. Hal
ini ditandai dengan nilai COD efluen dari masing-masing reaktor serta efisiensi penyisihan bahan organiknya masih bersifat fluktuatif untuk sementara waktu
hingga jam ke 28. Selanjutnya pada jam ke 32 proses bakteri heterotrof menyesuaikan aktifitasnya sesuai dengan pembebanan zat. Penyisihan COD pada
WTH 1-4 jam seperti ditunjukkan pada Gambar 14. Gambar 14 menunjukkan nilai COD masing-masing reaktor dipengaruhi
oleh perubahan waktu tinggal hidrolik. Semakin tinggi WTH maka nilai COD semakin kecil. Data diperoleh dari merata-ratakan lima titik yang sudah steady
state. Pada grafik ini, error bartidak bisa terlihat karena nilainya sangat kecil.
Apabilaerror bar semakin kecil berarti variasi data juga kecil, sedangkan jika error bar
semakin besar, maka variasi data juga besar. Error bar pada grafik menunjukkan bahwa variasi data sangat kecil yang berarti perbedaan data tidak
signifikan atau tidak berbeda nyata.Pada WTH 1 jam, nilai COD rata-rata influen adalah 164 mgL, sedangkan rata-rata nilai COD efluen pada R1 adalah 84.6
mgL, R2 sebesar 81.8 mgL dan R3 sebesar 85.6 mgL. Pada WTH 2 jam, nilai COD rata-rata influen adalah 177 mgL, sedangkan rata-rata nilai COD efluen
pada R1 adalah 77.5 mgL, R2 sebesar 73.5 mgL dan R3 sebesar 78.5 mgL. Pada WTH 3 jam, nilai COD rata-rata influen adalah 205 mgL, sedangkan rata-rata
nilai COD efluen pada R1 adalah 65.8 mgL, R2 sebesar 60.6 mgL dan R3 sebesar 67.2 mgL.
Pada WTH 4 jam, nilai COD rata-rata influen adalah 173 mgL, sedangkan rata-rata nilai COD efluen pada R1 adalah 49 mgL, R2 sebesar 45.4 mgL dan R3
sebesar 52.8 mgL. Waktu kontak antara air baku dengan lapisan biofilm sangat diperlukan oleh mikroorganisme untuk memanfaatkan zat organik dalam proses
metabolisme Widayat 2010. Oleh karena itu, semakin lama WTH maka semakin sedikit COD pada efluen. Selanjutnya dengan perubahan WTH menjadi 3 jam,
efisiensi penyisihan COD mengalami penurunan menjadi 68. Setelah itu reaktor dioperasikan dengan menurunkan WTH dari 3 jam menjadi 2 jam. Efisiensi
penyisihan rata-rata senyawa organik turun sampai 56.
Gambar 14Penyisihan COD a dan efisiensi penyisihan COD dengan WTH 1-4 jam pada reaktor dengan media plastik tipe sarang tawon R1,
reaktor dengan media plastik AMDK R2, dan reaktor dengan media batu apung R3
Penurunan efisiensi penyisihan senyawa organik juga terlihat pada reaktor kedua dengan media plastik AMDK R2. Kondisi steady state tercapai setelah
jam ke 32 dengan efisiensi penyisihan rata-rata sebesar 74. Selanjutnya WTH
50 100
150 200
250
1 2
3 4
C OD
m g
l
WTH jam
Effluen COD R1 Effluen COD R2
Effluen COD R3 Influen
10 20
30 40
50 60
70 80
1 2
3 4
E fi
si e
n si
p e
n y
isi h
a n
C O
D
WTH jam
Efisiensi R1 Efisiensi R2
Efisiensi R3
a
b
dirubah menjadi 3 jam. Efisiensi penyisihan rata-rata pada WTH 3 jam setelah mencapai steady stateturun menjadi 70. Setelah itu reaktor dioperasikan dengan
menurunkan WTH dari 3 jam menjadi 2 jam dan menghasilkan efisiensi penyisihan rata-rata senyawa organik turun sampai 59. Pada saat WTH
diturunkan dari 2 jam menjadi 1 jam, efisiensi penyisihan rata-rata senyawa organik mengalami penurunan menjadi 50.
Perubahan WTH juga mengakibatkan penurunan efisiensi senyawa organik pada reaktor ketiga yang berisi media batu apung R3. Efisiensi penyisihan rata-
rata pada WTH 4 jam lebih kecil dibandingkan dengan reaktor pertama dan reaktor kedua yaitu hanya sebesar 69.Selanjutnya WTH reaktor dirubah menjadi
3 jam, sehingga efisiensi penyisihan rata-rata turun menjadi 67. Setelah itu WTH reaktor diturunkan menjadi 2 jam dan menghasilkan efisiensi penyisihan
COD sebesar 56. Efisiensi penyisihan rata-rata senyawa organik mengalami penurunan menjadi 48 pada WTH 1 jam.Efisiensi yang diperoleh sangat baik
jika dibandingkan dengan perolehan hasil Nurhidayanti 2011 yang hanya mendapatkan efisiensi sebesar 30 pada WTH 3 jam.Waktu kontak yang sedikit
kurang mencukupi mikroorganisme untuk melakukan penguraian senyawa organik, dan mengakibatkan efisiensi penyisihan senyawa organik mengalami
penurunan.
4.4.2 Pengaruh WTH Terhadap Penyisihan Amonium
Senyawa amonia akan menjadi amonium bila berada di dalam air. Amonium akan berkurang akibat adanya proses nitrifikasi. Penurunan efisiensi penyisihan
senyawa amonia sebanding dengan penurunan waktu tinggal hidrolik. Penurunan konsentrasi senyawa amonia di dalam sistem biofiltrasi menunjukkan telah
terjadinya proses penguraian amonia pada saat terjadinya nitrifikasi. Menurut Wisjnuprapto 1995 penguraian amonia pada saat nitrifikasi dilakukan oleh
mikroorganisma autotrof maupun heterotrof untuk mensintesa sel. Gambar 15 memperlihatkan konsentrasi amonium pada efluen masing-
masing reaktor dipengaruhi oleh waktu tinggal hidrolik. Semakin tinggi WTH maka semakin kecil konsentrasi amoniumnya. Data diperoleh dari merata-ratakan
lima titik yang sudah steady state.Error barmenunjukkan besarnya variasi dari
