Reduksi senyawa nitrogen, fosfor, konstituten organik, dan TSS pada air lindi limpasan dengan rawa buatan

REDUKSI SENYAWA NITROGEN, FOSFOR,
KONSTITUEN ORGANIK, DAN TSS PADA
AIR LINDI LIMPASAN DENGAN RAWA BUATAN

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SlJMBER INFORMAS1
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis " REDUKSI SENYAWA NITROGEN:
FOSFOR, KONSTITUEN ORGANIK, DAN TSS PADA AIR LINDI
LIMPASAN DENGAN RAWA BUATAN adalah karya saya sendiri di bawvah
bimbingan Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam b t u k apapun kepada
perguruan tin@ manapun. Sumber infomasi ymg berasal danlatau dikutip daTi
karya yang diterbitkan maupun tidak dari penuIis lain telah disebutkan dalanl teks
dan dicantumkan &lam D a i h Pustaka di bagian akhir tesis ini

Bogor, Januari 2007

Lani Fuspita

ARSTKAK
LAN1 PUSPITA. Reduksi Senyawa Nitrogen, Fosfor, Konstituen Organik, dan TSS
pada Air iindi Limpasan dengan Rawa Buatan. Dibimbing oleh ERLLZA NOOR dan
SENNY SUNANISARI
Air tindi merupakan suatu jenis bahan pencemar yang metniliki potensi tinggi
untuk mencemari lingkungan Beberapa karakeristik ulnum yang terdapat pada air
Iindi adalah kandungan ammonia, fosfor, bahan organik, dan SS pang tinggi. Untuk
mengurangi kandungan bahan pencemar pada air lindi, perlu dilakukan proses
pengolahail terhadapnya. Rawa buatan (cr,~~.~frz~cte~i
wetlunds) adalah salah satu
alternatif teknologi pengolahan yang dapat diterapkan. Pada penelitian ini dicobakan
kemampuan suatu sistem Vertical lip-How Consr~:crec2'Wetlmrnds (WFCW) &lam
menurunkan beban senyawa N, P, konstituen organik, dan TSS dalam air lindi limpasan.
Jenis tumbuhan.yang digunakan dalarn Sistem VUFCW ini adalah Cujntc~,Hydrillu, dan
N~~n1.7Jtueu.
Turnbullan ini ditanalam pada tiga buah bak rawa buatan (CMf-Beds)yang
disusun sen. Air lindi limpasan olahan (emuen) dari Sistem W F C W ini diharapkan
&pat dimanfaatkan untuk beberapa keperluan. Penelitian ini bertujuan untuk: (1)

Mengevalnasi ketnampuan Sistem VUFCW dalam mereduksi beban senyawa N, P,
konstituen organik, dan TSS pada air lindi limpasan; (2) Memahami proses reduksi
beban senyawa N, P, dan konstituen organik dalam C'W-Beds yang berkaitan dengan
peran tumbuhan dan bakteri heterotrof; dan (3) Mengidentifikasi kesesuaian kualitas
effluen dengan baku lnutu air bagi keperluan budidaya perikanan air ?%war dan
petemakan (Air Kelas iiij, dan irigasi pertanian (Air Kelas 1V).
Hasil evaluasi menunjukkan bahwa Sistem W F C W memiliki keinampuan yang
sangat baik &lam mereduksi beban senyawa N dan P (umumnya nilai Efisiensi Reduksi
@R) > 80 %), serta cukup baik dalam mereduksi beban konstituen organik dan TSS
(umumnya nilai ER > 50 %). Nilai rata-rata ER Sistem W F C W untuk parameter
NH3-N, NO2-N, NO,-N, TN, PO4-P, TP, BOD5, COD, dan TSS secara krturut-turut
adalah: 93,88 %, 54,32 %, 70,63 %, 85,82 %, 94,04 %, 88,05 %, 74,63 %, 50:76 %,.dm
43,12 %.
Hasil analisis regresi menunjukkan bahwa input beban TN dan TP berkaitan erat
dan sigiifikan terhadap variabel pertarnbahan jumlah daun, berat basah (BB), dm berat
kerizg (BK) C.a~znu.Hublingan yang erat dan si~mifikanjuga terjadi antara input beban
TN dan TP dengan variabel pcrtambahan BB dan BK Nynzplzueu. Analisis regresi lain
menunjukkan bahwa umumnya terdapat hubungan yang cukup erat dan cukup
signifikzn antara BB Cmz~mudan NyrnpI~ueudengan reduksi beban parameter NO3-N,
TN, Pod-P, dan 'I?

Hasil
. analisis keterkaitan antara input beban konstituen organik
dengan perubahan jumlah sel bakteri heterotrof pada sedimen CW-Beds menunjukkan
bahwa umumnya input beban COD berhubungan sangat erat dan cukup signifikan
terhadap perubahan j h l a h sel bakteri heterotrof pada sedimen CW-Beds.
Nilai Indeks STORET yang dihitung berdasarkan parameter NH3-N, N92-N,
NO3-N, TN, PO4-P, TP, BODj, COD, TSS, turbiditas, temperatur, pH, DO, dan
konduktkitas inenunjukkan bahwa Sistem WFCW umumnya mampu mengolah
inflnen lindi limpasan menjadi emuen ymg kualitasnya cukup sesuai dengan baku mutu
air bagi keperluan perikanan air lawar, pekrnakan, dan irigasi peilanian.
Kata kunci: lindi, nitrogen, fosfor, organik, padatan terlarut, rawa buatan

ABSTRACT
LAN1 PUSPITA. Hemovul cfNitroge~zousund P/tospl7ortrs C:onlpounds. Orgc~nic
Constituents, and 7;SS in Leachute Run-Ofl by Application qf Con~tructed
Weterlonh. Supervised by EPLIZA NOOR andSENNY SUNANISARI
Leachate liquid is one of the ,mHutants that have high potential to pollute
the environment. Some general characteristics of leachate. !iquid are the high
concentration of ammonia, phosphor, organic compounds, and suspended solids
(SS). To reduce the amount of pollutant in leachate liquid, treatment technology

is needed. Constructed Wetlands (CW) is one alternative technology that can be
applied. A pilot project scale Vertical UpFlow Constructed Wetland (VUFCW)
system is used in this study to treat leachate run-off liquid. Plants that used in this
system are Canna, Hydrilla, and N.ymphaea. Theseplants are planted in a sevies
CW-Beds, consist of three beds. Treated leachate run-off (effluent) from the
W F C W System is hopefully can be used for some purposes. This research
aimed to: (I) evaluate WFCW System in removal of N and P compounds,
organic constituents, and SS; (2) understand some,processes in removal of N and
P compounds and organic constituents, which involve the role of plants and
heterotrophic bacteria; and (3) identified the suitability of treated leachate run-off
water quality for freshwater aquaculture, animal husbandry, .and .agricultural
irrigation purposes by using Class 111 and IV Water Quality Standard.
Evaluation of Removal Efficiency (RE) value shows that the VOFCW
System can remove nitrogenous and phosphorus compounds very well (generally
hay RE value > 80 %), and can also remove organic constituent and TSS quite
well (generally has RE value > 50 %). The average ER value of the W F C W
System for NH3-N, N02-N, N03-N, TN, P04-P, TP,BOD5, COD, and TSS are
93.88 %, 54.32 %, 70.63 %, 85.82 %, 94:04 %, 88.05 %, 74.63 %, 50.76 %,and
43.12 %.
Regession analysis shows that TN and TP input have firm and significant

correlation to the increasing of leaves number, wet weight, and dry weight of
Cunnu. Firm and significant correlation also exist-between TN and TP inpnt and
the increasing of wet weight and dry weight of Ny~n~itaea.
Regression analysis
also shows &at in general, wet weight of Canna and Nymphaea has quite firm and
quite significant correlation to the removal of N03-N, TN, P04-P, and TP.
Regession analysis bebveeil organic constituent inpnt and the changes .of the
number of hetgrohophic bacteria cell shows that the number of heterotrophic
bacterial cell has firm and quite significant correlation with COD input.
STORET Index value that calculated based on the NH3-N, N02-N,
TN7 TO4-P, TP, a0Ds, COD, TSS, turbidity, temperature, p& DO, and
conductivity parameter and the Class 111 dan IV Water Quality Standard, shows
that the W C W System in general is able to treat leachate run-off influent to be
an effluent which has quality -thatquite suiiable for freshwateraquaculture, animal
husbandry, and agricultural irrigation purposes.
Key words: leachate, nitrogen. phosphor, organic, suspended solids, constructed
wetlands

O Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi

Dilarang menptip dan memperbanyak tanpa inn tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebruJian atau selumhnya dalam
bent& apapun, baik cetak, fotokopi, milcrofilm dan sebagainpa

REDUKSI SENUAWA NITROGEN, FOSFOR,
KONSTITUEN ORGANIK, DAN TSS PADA
AIR LINDI LIMPASAN DENGAN RAWA BUATAN

LANI PUSPITA

Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
Magister Sains
Pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkun_gm

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANEAN BOGOR
BOGOR
2007

Judul Tesis : REDUKSI SENYAWA NITROGEN, FOSFOR, KONSTITUEN
ORGANIK, DAN TSS PADA AIR LINDI LIMPASAN DENGAN
RAWA BUATAN
Nama
: Lani Puspita
: PO52040201
NIM

Disetujui
Komisi Pembimbing,

Dra. Senuy
~ n ~ ~ o t a

Dr. Ir. Erliza Noor
Ketua

Diketahui
Ketua Program Studi

Ilmu Pengelolaan Sumberda
Alam dan Lingkungan

of-\
Dr. Ir. Suriono H. Sutiahio, MS

Tanggal Ujian: 26 Januari 2007

Tanggal Lulus:

0 6 F E 2007

I

I'IIAKATA

Puji dan syukur pcnulis pa~ijatkankepada Allah SWT. karena atas berkat
dan raliinat-Nya pcnulisan tcsis yang berjudul yang berjudul "Reduksi Scnyawa
Nitrogen, Fosfor, Konstitue~iOrganik, dan TSS pada A i r Lindi Limpasan dengan
Rawa Buatan" ini dapat selesaikan,

Dalam ~nenyelcsaikan penulisan tesis ini, penulis tclah ~ n e n c t ~ r a l ~ k a n
scgala kc~nampuan,waktu, dan tenaga yang dimiliki untuk mendapatkan hasil
yang baik. Penulisan tcsis ini ~nerupakansalah satu syarat irntuk me~nperoleh
gclar Magistcr Sains pada I'rogram Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan
I.ingkungm (I'SL). I'rogram I'ascasarjana lnstitut I'ertanian Bogor.
I'enulis rnenyadari sepenuhnya bahwa dala~npenyelesaian penulisan tesis
ini. tidak terlepas dari bimbingan. bantuan. dan arahan berbagai piliak. Maka
dc~igans c g ~ l akcrendahan hati. pada kese~npatanini pcnt~listncngucapkan teri~na
kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat:
I . I>r. Ir. I:rliza Noor selaku Kctila Komisi ~ e m b i m b i n gdan Dra. Senny
Sunanisari, M. Si. selaku Anggota K o ~ n i s i Pembimbitig yang telah
~netiibcrikanaralian, kritik. dan saran yarlg konstruktil' scllingga pcnulisan
tcsis ini dapat tliselcsaikan.
7. l)r. Ir. Suprillatin. 1)ipl.-lng. s e l a k ~ ~I'eng~!ji L.uar Komisi yang telah
~ilc~l?burihan
araltati dun saran dalatn rangkh incnycmpurnakan tcsis ini.
3. Dr. Ir. (iadis Sri Ilaryani sclaku Kcpala ['usat I'enelitiaii 1.imnologi (1'21.1 I 11'1 !.111y 1~1.1li
~ n c ~ i ~ ~ /terlaksanan)~
i~~kan
pcrielitian )a11g clilakul;~nd l I'7L

- 1.II'I. Komplcks L.II'I Cibinong ini.
4. Dr. A ~ n A.
i Meutia. Dra. Awalina. Sekar Larasliati, S.Si. M.Si, dan Guruh
Satria Ajie, S.Si selaku peneliti pada P2L - LIPI, serta Endang M.Z. selaku
teknisi pada P2L - LIP1 yang telah tnemberikan arahan dan bantuan teknis
selama pelaksanaan penelitian.
5 Teman-teman teknisi di Laboratorium Hidrokimia P2L - LII'I yang telah
inemberikan bantuan teknis dalam pelaksanaan penelitian.
6. Suatni (Dikrurahman). Orang Tua (Dominggus Riry (Alm), Hj. Mala
Djubaedali. KI-I. Abdullah Masrodji. IHi. lcah Aisyah). serta Kakak dan Adik
yang tclali ~neinberikandoa dan dukungan kepada penulis sela~napenulis
tnenjalani studi di Program Studi PSL, Sekolah Pascasarjana. IPB.
7. 'fe~nan-te~nan
PSL angkatan 2004 yang telah bekerjasama sela~nainengikuti
proses belajar di IPB.
Dengan segala kerendalian liati. penulis ~neneri~na
berbagai inasukan
dalain ilpaya pcnyclnpurnaan tesis ini. Tcritna Kasih.

KIWAYAT HUIUP

Penulis dilahirkan di Bogor, pada tanggal 6 Juli 1981 sebagai anak kedua
dari dua bersaudara, dan pasangan Dominggus Riry (Alm) dan Hj. Mala
Dj ubaedah.
Tahun 1999penulis lulus dari SMU Negeri 1 Bogordanpadatahun yang
sama diterima di .Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Pendidikan Sarjana
Perikanan diselesaikan pada tahun 2003.
Selama tahun 2003 - 2005 penulis bekerja pada sebuah organisasi non
pemenntah Wellands International

-

Indonesia Prob~ammc (WI-IF) yang

bergerak di bidarrg- penelitian serta kegiatan pengelolaan dan konservasi lahan
basah di Indonesia.

Sela~nabekeja dl WI-P, penulis sempat menulis dan

mempublikasikan sebuah buku berjudul "Lahan Basah Buatan di Indonesia"
bersama Eka Ratnawati, S.Pi., Ir. I Nyoman N. Suryadiputra, dan Dr. Ami A.
Meutia.
Padatahun 2004 penul~sberkesempatan untuk mclanjutkan pendidikan S2
pada Program Studi Ilmu Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan,
Sekolah Pascasarjana, IPB dan memilih bidang minat Pencemaran Lingkungan.

DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL
DAF1'AK GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
-1.

H.

-PE'DAHULUAN
1.1. Latar I3elakang
1.2. Kerangka Pemikiran
1.3. Perurnusan Masalah

xiii
xiv

xviii
........................
.................................................
........................

........................

TZNJAUAN PUSTA
2.1. Prinstp Kerja R
2.2. Tipe Rawa Buatan menurut Aliran Aimya .....................................
2.3. Parameter Kualitas Air dan Transformasinya pada
Ekosistern Rawa

2.5. Teknologi Pengoiahan Air Lindi

III. METODE PENELITIAN

......................

3.2. Bahan dan
3.2.2. Alat......................................................................................
3 3 Konstmksi Sistem W F C W dan Rancangan Percobaan ................
3.4. Pengarnbilan dan Analisis Sampel
. ................
3.4.1. Pengarnbilan dan Analisis Influen dan Effluen Lindi
pada Sedirnen
3.4.3. Pengukuran clan Analisis Sarnpel Tanaman........................
..
3.5. Anal~s~s
Data
. .............................................
3.5.1. Analisis Kemampuan Sistem VUFCW dalam Mereduksi
Beban Senyawa N, P, Konstituen Organik, clan TSS
dalam Air Lindi Limpasan ..................................................

..,

1
1
4
6

Halaman
3.5.2. Analisis Keterkaitan antara Input Beban Senyawa
N dan P dengan Pertumbuhan Tanaman .............................
3.5.3. Analisis Keterkaitan antara Berat Basah Tanaman
dengan Reduksi Beban Senyawa N clan P ..........................
3.5.4. Analisis Keterkaitan antara Input Beban Bahan Organik
dengan Perubahan Kepadatan Bakteri Heterotrof pada
Sedimen CW-Beds ..............................................................
3.5.5. Identifikasi Kesesuaian Kualitas Air Lindi Limpasan
Olahan dengzn Baku Mutu Air bagi Keperiuan Budidaya
Perikanan Air Tawar dan Petemakan, serta Irigasi
Pertanian .............................................................................
B.

,HAS= DAN-PEMBAIIASAN..............................................................
4. I. Kemampuan Sistem WFCW &lam Mereduksi Beban Senyawa
Nitrogen,
. . . Fosfor, Konstituen Organik, dan TSS pada Air
Ltndt Ltmpasan ...............................................................................
4. I. I . Ammonia-Nitrogen (NH3-N) ..............................................
4.1.2. Ni~t-Nitroten(NO?-N)......................................................
4.1.3. Nitrat-Nitrogen (NO3-N).....................................................
4.1.4. Total Nitrogen (TN)............................................................
4. I .5. Ortho-Fosfat (PO4-P) ..........................................................
4.1.6. Tolal Fosfor-(TP) ................................................................
4.1.7. Riochenzicul Oxygen r)emund (BODS)...............................
4.1.8. Clzernicd Oxj~genDet~rund(COD) .....................................
4.1.9. Tofu1Suspended Soliuk (TSS).............................................
4.1.10. Rangkuman Kemampuan Sistem VUFCW dalam Mereduksi Beban Senyawa N, Senyawa P, dan Konstituen
Organik ...............................................................................
4.2. Pertumbuhan Tanaman dan Kaitannya dengan Masulikan
Beban Bahan Pencemar N dan P ....................................................
4.3. Reduksi BebanSenyawa N dan P serta Kaitannya dengan
Berat Basah Tanaman .....................................................................
4.4. Kepadatan Baliteri Heterotrof dalam Seditnen dan Kaitannya
dengan Input Beban Bahan Pencemar Organik ..............................
4.5. Kesesuaian KuaIitas Air Lindi Limpasan Olahan ( m u e n )
dengan Baku Mutu Air bagi Keperluan Budidaya Perikanan
Air Tawar dan Peternakan, serta Irigasi Pertanian .........................

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

107

LAMPIRAN .... ...................................... ...,.. . . . . ........... . .. . . .......... . 111

DAFTAN TABEL
Halaman
Komposisi sampnh kota pada Koto Denpasar dan Bandung ...................

22

Karaktenstik fisika dan kimia air lindi ....................................................

23

Tehologi pengolahan air lindi yang telah dipnakan untuk.mengolah
air lindi konsentrat (high strenght leachate) di Inggris ............................ 24
Ha51 reduksi bahan pencemar air lindi oleh Monument Hill
Reed Bed ..................................................................................................

26

Nilai efisiensi reduksi rata-rata(%) beberapa parameter selama tahun
1992 - 1996 pada rawa buatan Dragonja Landfili Site ...........................

27

Metnde analisis parameter kualitas influen dan emuen lindi
limpasan ...................................................................................................

31

Penentuan sistem nilai untuk menentukan status mutu perairan
berdasarkan Metode IKA-STORET .......................................................

38

Rangkuman kemampuan Sistem WFCW dalarn mereduksi senyam
N, P, konstituen organik, dan TSS...........................................................

86

Nilai Indeks STORET dan kesesuaian kualitas air lindi Jimpasan
olahan dengan baku mutu air bagi keperluan budidaya perikanan
air tawvar dan peternakan (Air Kelas III), serta irigasi pertanian
(Air Kelas IV) .......................................................................................

xiii

104

1)AFTAR GAMBAK

.

.

Skema kerangka pemlk~ran.....................................................................

9

Proses reduksi bahan pencemar pa& rawa buatan ..................................

12

Rawa buatan beraliran pennukaan ...........................................................

13

Rawa buatan beraliran hirozontal bawah permukaan ..............................

14

Rawva buatan beraliran vertikal menurun .................................................

14

Rawa buatan beraliran vertikal menmjak ................................................

15

Proses nitrifikasi dan denitrifikasi ...........................................................

17

Transfomasi senyawa nitrogen pada rawa buatan ..................................
Transformasi senyawa fosfor pada rawa buatan ......................................
Skema Sistein VUFCW ...........................................................................
Kandungan NH3-N di setiap bak pada HI (Inisialj .................................
Kandungan NH3-N di setiap bak pada H7 ...............................................
Reduksi beban NH3-N pa&a setiap (ahapan perlakuan
Reduksi kuinulatif beban NH3-N dari bak ke bak pada Sjstem
VlJFCW ...................................................................................................
Beban NH:-N yang tereduksi pada Sistem W F C W .............
Kandungan NO2-N di setiap bak pa& H! (Inisialj .................................
Kandungan NO?-N di setiap bak pada H7 .
Reduksi beban NO2-N pada setiap tahapai~perlakuan ............................
Reduksi kumulatif beban NO2-N dari bak ke bak pada S i s t m
W F C W ...................................................................................
Beban NO2-N yang tereduksi pada Sistem W F C W ...............................

21 . Kandungan N03-N di betiap bak pada HI (inisiai) ................................. 51

22. Kandungan N03-N di setiap bak pada H7 ...............................................

51

23. Reduksi beban NO3-Npa& setiaptahapan perlakuan ...........................

53

24. Reduksi kulnulatif beban NO3-N dari bak ke bak pada Sistem
VUFCW ...................................................................................................

54

25. Beban NO3-N yang tereduksi pada sistem VUFCW ...............................

55

26. Kandungan TN di setiap bak pada H1 (inisial)........................................

56

27. Kandungan TN di setiap bak pada H7 .....................................................

56

28. Reduksi beban TN pada setiap tahapan perlalaan ..................................

57

29. Reduksi kurnulatif beban TN dari bak ke bak pada Sistem
VUFCW ...................................................................................................

58

30. Beban TN yang tereduksi pada Sistem VUFCW...................................... 59
31.. Kandungan PO4-Pdi setiap bak pada H1 (inisial) ...................................

60

32. Kandungan POJ-P di setiap bak pada H7 ................................................

6i

33. Reduksi beban PO4-P pada setiap tahapan perlakuan ..............................

62

34. Reduksi kcmulatif beban Pod-P dari bak ke bak pada Sistem
VUFCW ...................................................................................................

63

35. Beban PO4-P yang tereduksi pada sistem W F C W .................................

64

36. Kandungan TP di setiap bak pada HI (inisial) ........................................

65

37. Kandungan TP di setiap bak pada H7......................................................

65

38. Reduksi beban TP pada setiap tahapan perlakuan ...................................

66

39. Reduksi kumulatif beban TP dari bak ke bak pada sistem
W F C W ...................................................................................................

68

40. Beban TP yang tereduksi dalam Sistem VUFCW ...................................

68

41 . Nilai BODj di setiap bak pada H1 (inisial)..............................................

70

..

Halaman
Nilai BOD3 di setiap bak pa& H7 .................................................
Reduksi beban BOD5 pada setiap tahapan perlakuan ..............................
Reduksi kumulatif beban BODS&an' bak ke bak pada Sistem
W F C W ...................................................................................
Beban BODSyang tereduksi dalam Sistem VUFCW .............................
Nilai COD di setiap bak pa& HI (inisid) .........................................
Nilai COD di setiap bak pada H7 ............................................................
Reduksi beban COD pada setiap tahapan perlakuan ...............................
Reduksi kumulatif beban COD dari bak ke bak pada Sistem
W F C W ...................................................................................................
Beban COD yang tereduksi dalam Sistem VUFCW ...............................
Kandungan TSS di setiap bak prda HI (inisial) ......................................
Kandungan TSS di setiap bak pa& H7 .................................................
Reduksi beban TSS pada setiap tahapan perlakuan .
Reduksi kumulatif beban TSS dari bak ke bak pada Sistem
W F C W ...................................................................................................
&ban TSS >rangtereduksi dalam SisteinVUFCW..................................
Pertumbuhan (I~IJZJZU
selama masa penelitian ..........................................
Pertumbuhan Ny~npl~aeu
selama masa penelitian ..........................
Reyesi polinomial kuadratik antara BB Cf117nudengan reduksi
beban N03-N .........................................................................................
Reyesi polinomial kubik antara BB Canna dengan reduksi
beban TN..................................................................................................
Regesi polinomial kuadratik antara BB Cantzu dengan reduksi
beban PO4-P................................................................................

Halaman

61. Regresi polinomial kuadratik antara S B Canna dengan reduksi
beban TP ..................................................................................................

95

62. Regresi polinomial kuadratik antara BB Nynzphaea dengan reduksi
beban NO3-N............................................................................................

97

63. Regresi polinomial kuadratik antara BB Nymplzaeu dengan reduksi
beban TN..................................................................................................

97

64. Regesi polinomid kuadratik antara BB Nymplzaea dengan reduksi
beban PO4+ .............................................................................................

98

65. Regesi polinomid kuadratik antara BB Ny~npI~aeu
dengan reduksi

beban TP ..................................................................................................

98

66. Regresi polinomial h b i k antara A jumlah sel bakteri heterotrof
dengan input beban total COD pada Bak IY .........................................

101

67. Regresi polinomid kubik antara A jumlah sel bakteri heterotrof
dengan input beban total COD pada Bak V.............................................

10 1

68. Regresi polinomial kubik antara A jumlah sel bakteri heterotrof
dengan input beban total COD pada Bak VI ...........................................

102

Halaman
Foto konstnlksi Sistem VUFCW yangdigunakan dalam penelitian ....... 1 1 1
Perhitungan Hycl'raulic Hele~ltior~
7Yn1e(HRT) pada Sistem VUFCW .... 114
Baku Mutu (BM) Air Kelas 111dan IV (PP No . 82 Tahun 200 I ) ............ 116
Kandungan NH5.N. N02.N. NO3.N. dan TN pada Sistem VUFCW ...... 118
Kandungan PO$-P dan TP pada Siste~nVUFCW ..................................

122

Kandungan BODj. COD. dan TSS pada Sistem W F C W ......................

124

Nilai temperatur. konduktivitas. turbiditas. pH. dan DO pada Sistem
VUFCW ..................................................................................................

127

Reduksi m . N . N02.N. N03.N. dan 'IN pada Sistem VUFCW ........... 132
Reduksi PO4-P dan TP pada Sistem VUFCW .........................................

144

Reduksi BODj. COD. dan TSS pada Sistem VUFCW ............................

150

Pertumbuhan C:unna selama masa peneiitian ......................................... 159
Pertumbuhan Njltnphaea selama Masa Penelitian ...................................

160

H a i l persamaan regresi antara input beban TN dan TP vs.
pertumbuhan Ch.rzna................................................................................

161

Hasit ANOVA dari regresi antara input beban TN dan TP vs.
pertumbuhan Cunnu.................................................................................

162

H a i l persamaan regresi antara input beban TN dan TP vs.
pertumbuhan hrplphocu.......................................................................

164

Hasil ANOVA dari regresi antara input beban TN dan TP vs.
pertumbuhan Nyilphuca ..........................................................................

165

Hasil analisis regresi polinomial antara berat basah (BB)
Cannu (glm2) vs . reduksi beban N03.N. TN. Pod'. dan TP
. ................................................................................................
( d m2Ihan)

166

18. Hasii ANOVA dari regresi polinomial antara berat basah C.'annu
vs. reduksi beban senyawa N dan P .........................................................
19. Hasil analisis regresi polinomial antara berat basah (BB) A~riplueu
(g/m2)vs. reduksi beban NO,-N, TN, PO&,'
dan TP
.
(g/m2Ihan)
................................................................................................

167
169

20. H a i l ANOVA dari regresi polinomial antara berat basah Nyn'pIueu
vs. reduksi beban senyawa N dan P .......................................................

170

21. Kepadatan bakteri heterotrof pada sedimen CW-Beds (sel/gam
sedimen)..................................................................................................

172

Hasil analisis regesi antara A jumiah sel bakteri heterotrof pa& sedimen C,'W- bed.^ (sel/gram sedimen) pada tiap Run vs. input beban total
BODj dan COD(gram/hari). ....................................................................

173

23. Hasil ANOVA antara input beban total BOD* dan CODvs. perubahan
kepadatan baktel-i heterotrof pada sedimen CW-Bed (sel/gam
sedimen)...................................................................................................

174

24. Perhitungan Indeks STORET ..................................................................

177

22

xix

1.1. Latar Belakang

Air lindi (leuclzute) merupakan suatu jenis bahan pencemar yang memiliki
potensi tinggi untuk mencemari lingkungan, baik terhadap air permukaan (sungai,
danau), air tanah, maupun udara. Air lindi dihasilkan dari proses ''leaching
/perlindian3, yaitu proszs dimana air mengalami perkolasi melalui materialmaterial yang bersifat permeabel. Air lindi dapat dihasilkan dari proses perlindian
material apapun, namun air lindi umumnya lebih dikenal sebagai air yang
dihasilkan dari proses perlindian di lokasi penimbunan sampah (Nemerow and
Dasgupta, 1991; Enviros Consulting, 2005a).
Karakteristik air lindi sangat ditentukan oleh jenis bahan-bahan yang
terdapat pada lokasi penimbunan sampah. Menurut Nemerow and Dasgupta
(1991), limbah padat dari pemukiman umumnya terdiri dari kertas dan material
serat (64 %), sisa makanan (12 %), bahan logam (8 %), gelas dan keramik (6 %),

clan kelembaban sekitar 20 %. Menurut Sundra (1997), sampah kota umumnya
didominasi oleh sampah organik.
Karakteiistik umum yang terdapat pada air lindi antara lain adalah
kandungan ammonia, fosfat, bahan organik, dan padatan tersuspensi yang tinggi.
Menurut Tchobanaglous ef. d (1977), nihi ammonia @El3-N), Total Fosfor (TP),
Ortho Fosfat (Pod-P), BOD5, dan TSS air lindi secara berturut-tumt berkisar
antara 10 - 600 mgL, 1 - 70 mgL, 1 - 50 mgL, 2.000 - 30.000 mgk, dan 3.000

- 45.000 m a . Menurut hasil penelitian Diana (1992) di Tempat Pembuangan
Akhir (TPA) Sampah Bantar Gebang - Bekasi, nilai NH3-N, BOD5, COD, dan
TSS air lindi secara berturut-turut berkisar antara 4828 - 275,03 m&,

- 5.328,62 mg/L, 2.562,97

-

1.256,54

18.317,46 mg/L, dan 1.115 - 1.469,5 mg/L.

Kandungan ammonia, fosfat, bahan organik, dan padatan tersuspensi yang tinggi
pada air lindi akan sangat berbahaya bagi lingkungan (khususnya bagi badan air
penerima).

Kandungan ammonia yang tinggi (khususnya dalam bentuk

uri-

ionizecf) akan meracuni biota air, keberadaan fosfat yang tinggi (disertai dengan

keberadaan nitrogen) dapat menimbulkan eutrofikasi, kandungan bahan organik

yang tingg dapat meniiiibulkan deplesi oksigen, dan kandungan pa&m
tersuspensi yang tinggi dapat menggangy sistem pernapasan biota air serta
menyebabkan pendangkalan badan perairan (Effendi, 2000).
Hail penelitian Diana (1992) menunjukkan bahwa air tanah kedalaman 2
meter yang bejarak 100 m dari TPA Bantar Gebang memiliki nilai NH3-N, BOD,
COD, dan DO secara berturut-tumt ber!:isar

antara 0,39 - 1,20 mgL, 10.13 -

5021 m a , 17,80 - 88,75 m@, dan 0 - 5 2 7 m a . Dan dari hasil pengukwan
pada Sungai Ciketing Udik yang berjarak :00 m dari saluran pembuangan lindi

TPA Bantar Gebang, didapatkan bahwa nilai NH3-N, BOD, COD, dan DO secara
berturut-turut berkisar antara 39,05 - 115,21 mgIL, 231,94 - 1.270,37 mdL,
377,26 - 1.665,27 mg/L, dan 0 - 2,12 mg/L.
Selain kandungan ammonia, fosfat, bahan orgrutik, dan padatan
tersuspensi yang tinggi, air lindi umumnya juga memiliki kandungan beberapa
jenis logam dalam jumiah yang tinggi. Menurut penelitian Diana (1992), jenis
logarn yang terdapat dalam jumlah tinggi di TPA Bantar Gebang - Bekasi adalah
Besi (Fe) dan Mangan (Mn), dengan konsentrasi masing-masing berkisar antam
20,94 - 38,38 mgIL dan 7,57 - 12,05 mg/L.
Untuk mengatasi pencemaran air tanah oleh air lindi, tanah t e m p t
penimbunan sampah dilapisi oleh bahan pelapis yang tidak permeabel (niisalnya

ge-eotextiIIe atau day); dan air lindi yang terbentuk dialirkan ke sebnah bak
penampung untuk diolah (Peahnent). Ada beberapa teknologi yang d a p t
diterapkan untuk mengolah air lindi, antara lain yaitu: Sequential Batch Reactor

(SBRJ Process, Reverse Osmosis, Trickling Filter, Membrane Bioreacfor (MBRJ,
Air/Ammonia Stripping, Kolam dan Laguna Stabilisasi Limbah, serta Constructed
Wet1and.s (rawa buatan) (Enviros Consulting, 2005b). Dari beberapa teknologi
yang dapat diterapkan tersebut, constructed werlands (rawa buatan) merupakan
salah satu cara yang cukup mudah diaplikasikasikan (khususnya di negara
berkembang) karena tidak memerlukan teknologi yang tinggi dalam pembangunan
dan pengoperasiannya.
Rawa buatan dala~nproses pengolahan air lindi dapat digunakan untuk
meningkatkan rnutu air lindi yang telah diolah sebelumnya ('polislzing) atau
sebagai instalasi utama daiam mengolah air lindi limpasan yang tidak terlalu

konsentrat

(tidak terlalu

tinggi

kandungan bahan-bahan

pencen~mya).

Penggunaan rawa buatan untuk rnengolah air lindi dan limpasannya telah
diterapkan di beberapa negara, salah satunya adalah Inggris.

Ballymacvae

Landfill Leachate Treatment Plant di New Ireland adalah salah satu contoh
instalasi pengolahan air lindi yang mengynakan rawa buatan untukplishing air
lindi olahan (Enviros Consulting, 200%); sedangkan Monument Hill Reed
(PI1ragnyte.y)Bed di Monument Hill Landfill Site adalah salah satu contoh rawa

buatan yang digunakan untuk mengolah air lindi limpasan dari sebuah lokasi
pembuangan sampah tua yang pemah beroperasi pada tahun 1970an namun
masih menimbulkan pernasalahan hingga kini (Robinson und Harris, 2000). Di
Indonesia, rawa buatan telah diterapkan untuk mengolah beberapa jenis air
limbah, misalnya air sepf~c/unk (Meutia, 2002

Puspita el. u/, 2005) dan air

I ~ I

limbah tapioka (Meutia dan Awalina, 2004)
Rawa buatan adalah suatu sistem yang dibangun dan didisain menyerupai
rawa alami untuk keperluan pengolahan air tercemar. Proses pengolahan air
tercemar pada rawa buatan merupakan suatu proses alamiah yang melibatkan
tumbuhan air, sedimen (misalnya tanah dan pasir), dan mikroorganisme, dengan
matahari sebagai sumber energi (Vyrnazal et. al, 1998 in Dahab el. ~1,2000;Yang
und Wu, 2000). Selain digunakan sebagai sistem pengolahan air tercemar, raws

buatan juga dapat dimanfaatkan sebagai pengatur sistem hidrologi, wisata, dan
habitat hidupan liar (Knight, 1997)
Ditinjau dari segi aliran aimya, rawa buatan dapat dibedakan menjadi dua
t i p , yaitu: rawa buatan beraliran horizontal dan rawa buatan beraliran vertikal.
Rawa buatan beraliran horizontal dapat dibedakan lagi menjadi dua sub tipe, yaitu
rawa buatan beraliran permukaan (Surfuce Flow C:on.structed Weilunds/SFC:q
dan rawa buatan beraliran horizontal bawah permukaan (Horizontnl Sub-Su$uce
I~low(:onstruc/ed We/lurzds/HSSF(:W). Rawa buatan beralirsn vertikal &apt

di'sedakan menjadi rawa buatan beraliran vertikal menurun (Vertical Don:n-Flow
C:on.~/rzicted We/lundr,'VUFCCCW)
dan rawa buatan beraliran vertikal menanjak
(Ver/icul Up-Flow Cons/ruc/ed WeIlandsNUFCW) (Yang and W y 2060;

Khiatuddin, 2003). Jenis sedimen yang digunakan pada HSSFCW dan rawa
buatan beraliran vertikal biasanya merupakan sedimen yang memiliki tingkat

prositas tinggi agar terhlndar dati penyumbatan (cloggmng). Diantara beberap
tipe rawa buatan tersebut, HSSFCW dan rawa buatan beraliran vertikal memiliki
efektifitas lebih tinggi dalam menurunkan kandungan bahan organik dan fosfor,
ha1 ini karena proses penguraian di sekitar daerah perakaran beclangsung secara
lebih efisien (Yang u~zdWu, 2000; Fujita Research, 2004).
Rawa buatan memiliki kemampuan cukup tinggi dalam menghilangkan
bahan pencemar. Hasil penelitian terhadap beberapa konstruksi r a m buatan di
Indonesia menunjukkan bahwa rnwa buatan memiliki kemampuan untuk
menghilangkan kandungan TSS, BODS, COD, Total N, Total P, dan Colifonn
secara berturut-turut sebesar 50-90%, 80-95%, 73-97%, 58-95%, 67-94%, dan 99100% (Meutia et. ul, 2006). Efisiensi reduksi bahan pencemar pada rawa buatan

sangat dipengaruhi oleh jenis dan komposisi tumbuhan air, jenis aliran air, jerk
sedimen, tingkat beban intluen, dan waktu retensi air limbah dalarn konstruksi
rawa buatan. Jenis turnbuhan air mempengaruhi proses penyerapan bahan-bahan
pencemar (khususnya bahan pencemar yang bersifat nutritif bagi tumbuhan),
mempengaruhi kompsisi dan kelimpahan miL~oorganismependegadasi yang
berkembang

(khususnya

tumbuhadrhizoma),

yang

berkembang

di

daerah

perakaran

serta mempengaruhi suplai oksigen bagi keperluan

mikroorganisme pendegradasi bahan pencemar. Jenis aliran air mempengaruhi
proses kontak antara air limbah dengan mikroorganisme pengurai. Jenis sedimen
mempengaruhi luas permukaan kontak antara milcroorganisme pendegradasi
dengan bahan pencemar, daya lalu air limbah (prositas), proses filtrasi padatan
tersuspensi, dan proses adsorpsi bahan pencemar.

Waktu retensi air Iimbah

mempengaruhi lama berlangsungnya proses penguraian bahan pencemar. Dan
tingkat beban influen menentukan kapasitas penyangga (currying cylacity) raws
buatan dalam mengolah bahan pencemar (Sim, 2003).
1.2. Kerangka Pemikiran

Air lindi merupakan salah satu bahan pencemar yang memiliki potensi
besar untuk mencemari lingkungan. Untuk mengatasi pencemaran akibat air lindi,
maka perlu dilakukan pengolahan terhadap air lindi dadatau air limpasannya.
Pengolahan tersebut dimaksudkan untuk menurunkan kandungan bahan-bahan

pencemar utama dalam air lindi danlatau air lindi limpasan, seperti ammonia,
fosfor, konstituen organik, dan padatan tersuspensi (SS). Rawa buatan merupakan
salah satu altematif teknolo~yang dapat digunakan untuk mengolah air lindi dan
air limpasannya. Pembangmnan, pengoperasian, dan perneliharaan rawa buatan
cukup sederhana sehingga teknologi ini cocok untuk dilerapkan di negara
berkembang (Yang and Wu, 2000).
Pada penelitian ini dicobakan kemampuan rawa buatan bertipe aliran
vertikal menanjak ( V I I K W ) d a l m menurunkan senyawa nitrogen (N), fosfor (P),
konstituen organik, dan SS dalam air lindi limpasan. Walaupun air lindi juga
sebetulnya mengandung berbagai jenis bahan pencemar lain (%perti logam,
klorida, dan minyak), namun penelitian ini hanya dibatasi pada pengamatan
parameter senyawa N, P, konstituen organik, dan TSS. Penelitian mengenai
reduksi beberapa jenis logam dalam air lindi limpasan dilakukan oleh rekan
peneliti.
Air lindi limpasan yang digunakan pada penelitian ini berasal d a i Tempat
Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Rawa Kucing yang terletak di Desa Kedawung
Wetan, Kecamatan Batu Ceger, Kota Tangerang. Sistem pengelolaan sampah
pada TPA ini bersifat open dumping sehingga air lindi yang terbentuk akan sangat
mudah melimpas (run-off),pda saat hujan. Tempat pembuangan sampah akhir
yang telah beroperasi sejak tahun 1995 ini mencakup area seluas + 10 Ha dan
setiap harinya menerima sampah sebanyak

* 1.330 m3 yang langkut oleh 121

truk pengangkut sampah. Sampah yang ditampung di TPA Rawa Kucing berasal

dan'permukiman, pasar, dan wilayah perkotaan Kota Tangerang.
Jenis tanaman yang dicoba pada penelitian ini adalah Cunnu, HydriIlu, dan
Nytnphuea. Tanaman ini ditanam pada tiga buah bak rawa buatan (CW-Bed%)
yang disusun secara seri dan berfungsi sebagai suatu sistem rawa buatan untuk
mengolah air lindi limpasan. Jenis sedimen yang digunakan dalam konstruksi
rawa buatan adalah kerikil dan pasir. Pada penelitian ini, selair, sistem raws

buatan sebagai instalasi utama pengolahan air lindi limpasan; digunakan juga bak
sedimentasi dan bak filtrasi berisi arang kayu rambutan (Nepl?elium lappuceunz
L.) untuk pengolahan pendahuluan @re-treutnzenc), serta bak penjemih pada tahap
akhir.

k n g a n iiielewatkan air lindi limpasan pada sistenl raws buatan ini,
diharapkan tejadi p e n m a n kandungan senyawa N, P, konstituen organik, dan
padatan tersuspnsi. Air lindi limpasan olahan yang dihasiucan oleh sistem rawa
buatan ini diharapkan dapat digunakan untuk hal-ha1 yang bermanfaat, misalnya
budidaya perikanan air tawar dan peternakan, serta irigasi pertanian
Pada setiap tahapan perlakuan dalam sistem rawa buatan ini diperkirakan
terdapat perbedaan kemarnpuan dalam menurunkan kandungan senyawa N, P,
konstituen organik, dan TSS. Hal tersebut disebabkag oleh perbedaan prosesproses fisik dan biogeokimia yang tejadi didalamnya. Proses biokimia yang
tejadi pada rawa buatan terutama dipengaruhi oleh keberadaan tumbuhan dan
bakteri.

Pada penelitian ini dilakukan pengamatan terhadap pertumbuhan

tanaman dan kepadatan bakteri heterotrof pada setiap CW-Bed untuk memahami
proses-proses tersebut.

Pertumbuhan tanaman diperkirakan terkait dengan

masukan (input) beban unsur hara (N dan P) dalam air lindi limpasan yang diolah;
selain itu biomassa tanaman juga diperkirakan terkait dengan kemampuan
tanaman dalam menyerap beban unsur ham.

Kelimpahan bak-teri heterotrof

diperkirakan terkait dengan input beban konstituen organik dalarn air lindi
limpasan yang diolak

Pada sistem rawa buatan, bakteri heterotrof berperan

dalam mineralisasildegradasi dan penyerapan bahan-bahan pencemar organik;
sedangkan tumbuhan berperan sebagai penyedia oksigen bagi mikrmrganisme,
tempat menempelnya mikroorganisme, serta sebagai penyerap nulien (N dan P)

dan bahan-bahan pencemar lainnya (Sim, 2003).
Kerangka pemikiran penelitian ini disajikan lebih jelas secara skematis
pada Gambar 1.
1.3. Perumusan Masalah
Air lindi yang dihasilkan dari proses lewlting berbagai jenis material pada
lokasi penimbunan sampah telah menimbulkan drrnpak yang serius terhadap
lingkungan, khususnya air tanah dan badan air di sekitar lokasi penimbunan
sampah.

Untuk itu perlu dipikirkan suatu teknologi untuk menangminya.

Beberapa cara yang telah dicoba untuk mengolah air lindi di Indonesia adalah
uctiv~~ied
slud@ (lumpur aktif) dan membrane bioreucfor.

Lumpur aktif

digunakan pada TI'A R a w Kucing Tangerang untuk mengolah sebagian aii lindi
bioreuc~orteiah dicoba
dari proses pengomposan sarnpah sayuran, dan ~1ertzbrui7e
oleh Fakultas Teknologi Pertanian - LI'B.

Pada penelitian ini dicobakan

pengolahan air lindi lirnpasan dengan rawa buatan. Percobaan ini. dirnaksudkan
untuk mendapatkan teknologi altematif dalam pengolahan air lindi limpasan.
Pada penelitian ini, dicobakan suatu sistem rawa buatan beitipe aliran
VUFCW &lam skala pilot plut~fyang terdiri dari tiga jenis tanaman (Cu~t?w.
Hydrilla, clan NympI~aea)dan dua jenis sedimen (kerikil dan pasir). Konstruksi
rawa buatan dengan susunan tanaman yang kurang lebih sama dengan penelitian
ini pernah digunakan untuk mengolah air iimbah tapioka pada tahun 2003 dan
hasilnya menunjukkan tingkat efisiensi reduksi (renzovul efisieizsi) yang baik
Dala~npenelitian tersebut, nilai efisiensi reduksi rata-rata untuk parameter TSS,
BODS, COD, dan TOM pada air limbah tapioka secara berturut-turut adalah
sebesar 96,67 %, 84,6 %, 72,98 %, dan 52,48 % (Meutia dan Awalina, 2004).
Jenis-jenis tanaman yang digunakan pada penelitian pengolahan air Iindi
Iimpasan ini merupakan tanaman yang memilih? nilai estetika sehingga dapat
dimanfaatkan sebagai hiasan.

Selama ini jenis turnbuhan yang umum dicoba

untuk mengolah air lindi dan air liinpasannya adalah Plzruginjncs, wntohnya
seperti yang telah diterapkan di Bedfordshire, Ballymacvae, dan Monumznt Hill
di Inggris, serta Dragonja di Slovenia (Bulc, 1997; Enviros Consulting, 2005~).
Berdasarkan hal-ha1 yang telah dipaparkan pada latar belakang dan kerangka
pemikiran maka dapat dirumuskan heberapa pennasalahan yang berkaitan dengan
penelitian pemanfaatan rawa buatan dalam penSolahan air Iindi Iimpasan ini,
yaitu:
1. Seberapa besar kemarnpuan Sistem VUFCW dalam menurunkan (mereduksi)

beban senyawa nitrogen, fosfor, konstituen organik, dan TSS pada air lindi
1impasan?

2. Bagaimana proses reduksi beban senyawa nitrogen, fosfor, konstituen organik,

dan TSS dalam Sistem W F C W ?
3. Apakah kualitas air lindi limpasan olahan yang dihasilkan oleh Sistem

W F C W dspat memenuhi baku mutu kilalitas air bagi keperluan budidaya
perikanan air tawar dan petemakan, serta irigasi pertanian?

1.4. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk:

I. Mengevaluasi kemampuan (efisiensi) sistem konstruksi rawa buatan bertipe
aliran vertikal menanjak (WFCW) dalam menurunkan (mereduksi) beban
senyawa nitrogen, fosfor, konstituen organik, dan padatan tersuspensi (NH3-N,

N02-N, NO3-N, Total N , PO4-P, Total P, BODS, COD, dan T S S ) pada air lindi
limpasan.
2. Memahami beberapa proses reduksi beban senyawa ~iitrogen,fosfor, dan

konstituen organik dalam rawa buatan, yang berkaitan dengan keberadaan
tanaman dm bakteri heterotrof, dengan cara:
(a) Menganalisis keterkaitan antara input beban senyawa nitrogen dan fosfor
dengan pertumbuhan tanaman;
(b) Menganalisis keterkaitan antara berat basah tanaman dengan reduksi
beban senyawa nitrogen dan fosfor;

(c) Menghitung

kelimpahan

bakteri

heterotrof

dan

menganalisis

keterkaitannya dengan beban masukan (intake)konstituen orgmik.
3. Mengidentifikasi kesesuaian kualitas air lindi limpasan olahan (effluen)

dengan baku mutu air bagi keperluan budidaya perikanan air tawar dan
peternakan (Air Kelas 111), serta irigasi pertanian (Air Kelas IV).

1 . Manfaat
Penelitian ini bemanfaat untuk:

I . Mendapatkan altematif teknoiogi bagi pengolahan air lindi limpasan, yang
diharapkan dapat diterapkan untuk mengatasi pencemaran lingkungan yang
telah terjadi.
2. Mendapatkan informasi mengenai proses-proses penting yang terjadi dalam

reduksi senyawa nitrogen, fosfor, dan konstituen organik pada sistem rawa
buatan. Infomasi ini diharapkan akan berguna bagi penelitian lanjutan dan
j u g bagi pengembangan teknologi rawa buatan.

olnhnn ~tntukbudidnyn
pcriknnan nir tn\vnr. pctcr~iaknn.
dnn irigasi pcnnninn

n
Tumbuhnn Air

tcknologi
lindi dcnga~lrnwa
buntan

!

-

!

Penjcmihnn (NariJin)

- -

--_--__-______-_--------------

scnyawn
kimiawi

I
I

ndsorbsi podntnn
Lcrsuspcnsi olch
sedimcn dun okor
tumb1111nn

Kclimpnlian
baktcri nulolrof
don l~ctcrotrof

Degrndnsi bnhen
pcncc~iinrolch
bnkleri

i'i$NQ01.&HAN AIR LINI3I DAl,,$M S1B-N

Penycmpnn dnn
pcmnnfastan
bahnn pc~~ccmnr
terlnrut oleli
tunibuhnn do11
nlgnc

I
I
I
I

I
I

r
I
I

. I
I
I

Gambar 1. Skeina kerangka pemikiran

11. TlNJAUAN PIJSTAKA

2.1.

Prinsip Kerja Rawa Buatan dalam Mengolah Air Limbah
Prinsip kerja rawa buatan dalam mengolah air limbah adalah menim

sistem yang tejadi pada rawa alami dalam mengolah bahan pencemar dan daur
ulang nutrien (Vymazal el. a/, 1998 in Dahab e t al, 2000). Rawa buatan mencoba
meiigootimalkan proses-proses fisika, kimia, dan biologi dalam suatu kondisi
yang saling terintegasi seperti yang biasa tejadi pada sistem rawa alami untuk
mengurangi kandungan bahan pencemar. Proses-proses fisika, kimia, dan biologi
ini meliputi proses presipitasi, sedimentasi, adsorpsi pada partikel sedimen,
penyerapan dan asilimilasi oleh tumbuhan air, serta proses degradasi oieh
mikroorganisme (Brix, 1993 in Dahab el. al, 2000)
Pengolahan air limbah dalam sistem rawa buatan memanfaatkan tumbuhan
air, sedimen, serta mikrorganisme yang berasosiasi dengannya sebagai suatu
mesin pengolah limbah dengan matahari sebagai sumber energinya; oleh sebab itu
sistem rawa buatan adalah sistem lingkungan yang berkelanjutan (enviromntal
szrsrainable) (Vymazal ef.01, 1998 in Dahab et. a/, 2000; Yang and W y 2000).

Mikroorganisme memainkan peranan penting dalam sistem rawa buatan, sehingga
kesesuaian kondisi lingkungan bagi pertumbuhan mikroorganisme sangatiah
penting dalam efisiensi pengolahan air limbah Proses degradasi yang dilakukan
oleh mikroorganisme ini terdiri dari tiga mekanisme utama, yaitu: anaerobik,
aerobik, dan anaerobikJaerobik (fakultatif) (Yang and Wu, 2000).
Menurut Novotny and Olem (1994), proses-proses yang tejadi di dalam
rawa buatan secara lengkap meliputi proses-proses fisik, fisik-kimia, dan
biokimia. Proses-proses fisik terdiri dari proses sedimentasi, filh-dsi padatan
tersuspensi oleh sedimen dan tumbuhan air, serta pemanasan dan volatilisasi.
Proses-proses fisik-kimia terdiri dari proses adsorbsi bahan pencemar oleh
tumbuhan air, sedimen, dan substrat organik. Sedangkanproses-proses biokimin
terdiri dari proses penguraian zat pencemar oleh bakteri yang menempel pada
pemukaan substratJsedimen, perakaran tumbuhan, dan serasah. Pada proses
penguraian oleh bakteri, proses penguraian secara aerobik (misalnya nitrifikasi)

tejadi di zona aerobik dekat perakaran, proses anoksik (misalnya denim'fikasi)
terjadi d~ daerah yang agak jauh dari perakaran, sedangkan proses anaerobik
terjadi di zona anaeroSik dimana tidak terdapat oksigen. Menunrt Khiatuddin
(2003) dan Sim (2003), mikroorganisme, tumbuhan air, dan sedimen merupalran
hktor-faktor yang berperan dalam proses pengolahan air limbah pada rawa
buatan. Oleh karena itu faktor-faktor tersebut hams sangat diperhatikan dalam
mendesain rawa buatan. Di bawah ini disajikan peranan masing-masing faktor
tersebut dalam rawa buatan (Brix, 1997; Sim 2003; Puspita et. a!, 22005).
a. Mikroorganisme

Mikroorganisme pada rawa buatan biasanya melekat di permukaan perakaran
tumbuhan dan substrat/sedimen membentuk biofilm. Mikroorganisme sankpat
berperan pesting dalam sistem rawa buatan karena mikroorganisme
melaksanakan penguraian bahan-bahan organik, baik secara aerobik maupun
anaerobik.

Mikroorganisme juga beqxran dalam proses nibifikasi dan

denitrifikasi.
b. Tumbuhan air

Tumbuhan air pada rawa buatan berperan sebagai: (1) penyedia oksigen bagi
proses penguraian zat pencemar; (2) media untuk tumbuh dan berkembangnya
mikroorganisme; (3) penahan laju aliran sehingga memudahkan proses
sedimentasi padatan, membantu proses filtrasi (temtama bagan perakaran
tumbuhan), dan mencegah erosi; (4) penyerap nutrien dan bahan-baban
pencemar lainnya; serta ( 5 ) pencegah pertumbuhan virus dan bakteri patogen
dengan mengeluarlran zat-zat tertentu semacam antibiotik. Selain itu serasah
tumbuhan juga dapat mencegah pertumbuhan jentik-jentik nyamuk
e. Sedimen

Sedimen berperan sebagai tempat menempelnya mikroorganisme sehingga
memperluas area kerja mikrooganisme dalam sistem rawa buatan. Selain itu
sedimen juga berperan untuk: (1) menyokong tumbuhan air, (2) membantu
proses filtrasi (terutama pada HSSFCW dan rawa buatan beraliran vertikal),
dan (3) menampung padatan tersuspensi. Jenis sedimen sangat mempengaruhi
porositas dan waktu retensi hidraulik (Hydruulic Retenfior~linze/HlYl), oleh

karena itu pemiiihan sedimen yang tepat sangat menentukan keberhasilan
sistem dalam mengolah air limnbah.

Gambar 2. Proses reduksi bahan pencemar pada rawa buatan (Sim, 2003)

2.2.

Tipe Rawa Buatan menurut AIiran Airnya
Ditinjau dari segi aliran airnya, rawa buatan dapat dibedakan menjadi

beberapa t i p , yaitu (Ya