9
dnv K
C C
Q A
T i
ln
Keterangan : A : Luas area lahan basah buatan m
2
Q : debit air pada influen m
3
d
-1
C
i
: Konsentrasi polutan pada influent mg L
-1
Co : Konsentrasi polutan pada effluent mg L
-1
d : Kedalaman air pada lahan basah buatan m
K
T
: Konstanta pada temperatur pada lahan basah buatan per hari d
-1
nv : Porositas media Untuk mencari K
T
menggunakan persamaan sebagai berikut :
20 20
w
T T
K K
Keterangan : K
T
: Konstanta laju temperatur air pada lahan basah buatan d
-1
K
20
: Konstanta laju pada 20 C temperatur referensi
Tw : Temperatur lahan basah buatan : Konstanta koefisien temperatur
Nilai konstanta hukum kinetik pertama pada 20 C dan koefisien temperatur
tergantung pada penurunan polutan. Adapun nilai tersebut ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 Nilai konstanta hukum kinetik pertama pada 20 °C untuk penurunan
BOD
a
Parameter Nilai Konstanta
K
20
0.678 d
-1
1.06 Sumber :
a
Siracusa dan La Rosa 2006
10
2.7 Ringkasan Metode Penelitian
Ringkasan metode penelitian ditampilkan pada Tabel 3 sebagai berikut : Tabel 3 Matriks jenis, sumber, teknik pengumpulan, dan analisis data serta
keluaran berdasarkan tujuan penelitian
Tujuan Jenis
Data Sumber Data
Teknik Pengumpulan
Data Teknik
Analisis Data Keluaran
Mengkaji efektivitas lahan basah buatan
sistem aliran bawah permukaan dalam
menurunkan jumlah bahan pencemar pada
limbah cair domestik. Data
primer dan data
sekunder Laboratorium
lingkungan, Laboratorium
Manajemen Kualitas Air
UNSOED Observasi
lapangan, studi pustaka
ANOVA dengan taraf
kepercayaan 5 . Jika
menunjukkan beda nyata,
maka dilanjutkan
dengan uji Tukey
Teridentifikasinya efektivitas lahan
basah buatan sistem aliran bawah
permukaan dalam menurunkan
jumlah bahan pencemar pada
limbah cair domestik.
Menganalisis peran agen biologis C.
indica dan H. psittacorum pada
teknologi lahan basah buatan sistem aliran
bawah permukaan Data
primer dan data
sekunder Laboratorium
lingkungan, Laboratorium
Manajemen Kualitas Air
UNSOED Observasi
lapangan, studi pustaka
ANOVA dengan taraf
kepercayaan 5 . Jika
menunjukkan beda nyata,
maka dilanjutkan
dengan uji Tukey
Teridentifikasinya peran agen biologis
C. indica dan H. psittacorum pada
teknologi lahan basah buatan sistem
aliran bawah permukaan
Menganalisis kecukupan luasan
area lahan basah buatan skala rumah
tangga pada pengolahan limbah
limbah cair domestik. Data
primer dan data
sekunder Laboratorium
lingkungan, Laboratorium
Manajemen Kualitas Air
UNSOED Observasi
lapangan, studi pustaka
Metode Reed Didapatkannya
luasan area lahan basah buatan yang
optimal untuk mengolah limbah
cair domestik pada skala rumah tangga
11
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Karakteristik Awal Air Limbah Domestik
Penelitian ini menggunakan limbah domestik tipe grey water yang berada di Desa Banjarparakan, Kecamatan Rawalo Kabupaten Banyumas, Jawa Tengah. Air
limbah yang digunakan selama penelitian diambil dari sumber yang sama setiap harinya yaitu dari rumah beberapa warga di sekitar lokasi penelitian. Menurut
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik disebutkan dalam pasal 1 bahwa air limbah
domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan atau kegiatan permukiman real estate, rumah makan restaurant, perkantoran, perniagaan, apartemen dan
asrama. Baku mutu air limbah domestik merupakan ukuran batas atau kadar unsur pencemar dan atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya
dalam air limbah domestik yang akan dibuang atau dilepas ke air permukaan. Apabila jumlah bahan pencemar dalam air limbah domestik melebihi batas
maksimum yang ditetapkan, maka perlu pengolahan air limbah domestik tersebut sebelum dilepas ke lingkungan.
Penelitian ini menggunakan reaktor yang berukuran 39 x 58 x 26.5 cm dengan volume reaktor yaitu 59,943 cm
3
atau 60 L. Penelitian ini menggunakan tanaman C. indica dan H. psittacorum. Sebelum digunakan dalam penelitian,
kedua tanaman ini diaklimatisasi selama 14 hari untuk memastikan bahwa kedua tanaman tersebut mampu beradaptasi terhadap air limbah domestik yang akan
digunakan selama penelitian. Berikut ini adalah gambar dari reaktor yang digunakan selama penelitian Gambar 3.
Gambar 3. Reaktor lahan basah buatan tipe aliran bawah permukaan Lampiran Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 tahun
2003 menyebutkan bahwa kadar maksimum jumlah parameter kualitas air yang ditetapkan dalam air limbah domestik adalah sebagai berikut Tabel 4.
12
Tabel 4 Baku mutu air limbah domestik Parameter
Satuan Kadar maksimum
pH -
6 – 9
Biochemical Oxygen Demand BOD mg L
-1
100 Total Suspended Solid TSS
mg L
-1
100 Minyak dan lemak
mg L
-1
10
Sumber : Lampiran KepMenLH No. 1122003
Beberapa referensi menyatakan bahwa pH disebut juga pangkat hidrogen atau power of hydrogen atau potential of hydrogen. Dalam istilah Germany
disebut juga potenz yang berarti pangkat. pH adalah skala untuk mengukur asam basa dari suatu larutan dimana asam basa tersebut diukur dengan skala 0-14,
selain itu pH juga didefinisikan sebagai minus logaritma dari aktifitas ion hidrogen Norby 2000. Air murni memiliki pH 7 atau disebut juga pH netral,
sedangkan pH dibawah 7 menunjukkan bahwa air berada dalam kondisi asam sedangkan apabila pH lebih dari 7 dapat dikatakan bahwa air berada dalam
kondisi basa.
Biochemical Oxygen Demand BOD adalah pengukuran standar untuk menunjukkan jumlah kebutuhan oksigen mikroorganisme untuk mendekomposisi
bahan organik dalam kondisi aerobik dalam periode waktu tertentu, berkisar antara 5-30 hari Samudro dan Mangkoedihardjo 2010. Tingginya nilai BOD di
suatu perairan mengindikasikan bahwa bahan organik yang ada dalam perairan tersebut melimpah.
Total Suspended Solid TSS atau total padatan tersuspensi adalah bahan- bahan tersuspensi diameter 1 µm yang tertahan pada saringan milipore dengan
diameter pori 0.45 µm Lewis et al. 2002. TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik terutama yang disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi
yang terbawa ke badan air dimana padatan ini terdiri dari senyawa-senyawa anorganik dan organik yang terlarut dalam air, mineral dan garam-garamnya
Supradata 2005. Air limbah domestik yang mengandung molekul sabun, detergen dan surfaktan merupakan penyumbang tingginya konsentrasi TSS dalam
perairan.
Sebelum penelitian dilakukan, karakteristik air limbah domestik di sekitar area penelitian diukur dengan mengambil sampel air limbah yang diuji di
laboratorium. Hasil analisis karakteristik awal air limbah domestik di sekitar area penelitian disajikan pada Tabel 5. Tabel karakteristik awal air limbah domestik
menunjukkan adanya nilai Chemical Oxygen Demand COD pada air limbah domestik. COD adalah pengukuran standar untuk menunjukkan banyaknya
oksigen yang digunakan dalam bentuk kalium bikromat selama degradasi bahan organik dan kimia anorganik seperti ammonia dan nitrit selama beberapa jam
Samudro dan Mangkoedihardjo 2010. Dengan kata lain, COD adalah jumlah total oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh bahan organik yang
terkandung dalam air dimana bahan organik yang ada sengaja diurai secara kimia dengan menggunakan oksidator kuat kalium bikromat pada kondisi asam dan
panas dengan katalisator perak sulfat sehingga segala macam bahan organik baik yang mudah urai maupun kompleks dapat teroksidasi Boyd 1990; Metcalf dan
Eddy 1991.
13 Tabel 5 Karakteristik awal air limbah domestik
No Parameter
Satuan Hasil Uji
Metode 1
Total Suspended Solid TSS
mg L
-1
78 SNI 06-6989. 3:2004
2 pH
- 7,81
SNI 06 - 6989. 11- 2004 3
Biochemical Oxygen Demand BOD
mg L
-1
506 SNI 06-2503-1991
4 Chemical Oxygen
Demand COD mg L
-1
920 SNI 06 - 6989. 15-2004
5 Total Fosfor TP
mg L
-1
0,0570 SNI 06-6989. 31:2005
6 Total Nitrogen TN mg L
-1
8,450 SNI 2004:06-6989. 31-2004
Sumber : Hasil analisis laboratorium
Berdasarkan Tabel 5 diatas diketahui bahwa kondisi pH pada awal penelitian sebesar 7.81. Nilai tersebut menunjukkan bahwa kondisi pH pada air
limbah domestik masih dibawah ambang batas maksimum yang ditentukan. Kondisi pH yang cenderung basa dapat diakibatkan karena adanya sumber air
limbah itu sendiri. Karena kandungan dalam air limbah tersebut sebagian besar berasal dari buangan dapur dan kamar mandi, termasuk didalamnya detergen dan
sabun maupun shampoo, maka hal ini berpengaruh pada tingginya nilai pH dalam limbah cair yang masuk ke dalam reaktor. Berdasarkan lampiran Keputusan
Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik diketahui bahwa kandungan BOD sebelum penelitian sudah
jauh melebihi batas maksimum yang ditoleransi dalam air limbah domestik, karena itu perlu adanya pengolahan air limbah untuk mengurangi kadar BOD
dalam air limbah sebelum dibuang ke perairan.
3.2 Efektivitas Lahan Basah Buatan Sistem Aliran Bawah Permukaan
Efektivitas lahan basah buatan dapat dilihat dari kemampuan teknologi tersebut dalam menurunkan konsentrasi bahan pencemar dalam air limbah
domestik. Penurunan bahan pencemar dalam air limbah domestik berkaitan dengan penurunan konsentrasi parameter yang diukur dalam penelitian ini
meliputi COD, BOD dan TSS serta kondisi pH selama penelitian.
3.2.1 Chemical Oxygen Demand COD Nilai COD dalam air limbah menunjukkan besarnya oksigen total yang
dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang terdapat dalam air limbah secara kimia, sehingga zat-zat organik yang teroksidasi tidak hanya yang bersifat
biodegradable atau mudah terurai secara biologis namun juga yang bersifat non- biodegradable atau sulit terurai secara biologis Supradata 2005. Berdasarkan
karakteristik awal air limbah domestik Tabel 5 menunjukkan bahwa nilai COD pada air limbah domestik sebelum mengalami pengolahan adalah sebesar 920 mg
L
-1
. Secara keseluruhan, nilai COD pada semua perlakuan menurun selama penelitian. Hal ini menunjukkan bahwa lahan basah buatan dengan sistem aliran
bawah permukaan berhasil mengolah air limbah domestik yang ada. Penurunan COD pada hari ke-2 adalah sebesar 27-40, hari ke-14 sebesar 82-92, hari ke-
