Efisiensi Penyisihan BOD dengan Media Tanaman Air

IV.1 Efisiensi Penyisihan BOD dengan Media Tanaman Air

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi limbah terhadap waktu tinggal, diperoleh hasil efisiensi penyisihan BOD 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. Penurunan kadar BOD pada proses pengolahan dengan tanaman teratai, hasil yang didapatkan memenuhi baku mutu sesuai dengan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 112 tahun 2003 tentang baku mutu air limbah domestik yang ditabelkan sebagai berikut : Tabel 4.2 Pengaruh Waktu Tinggal dan Kadar BOD Awal terhadap Responsi Kadar Waktu Tinggal hari BOD 2 4 6 8 10 mgL BOD BOD BOD BOD BOD mgL mgL mgL mgL mgL Kontrol 15 16,7 13,6 24,4 10 44,4 8,5 52,8 7,6 57,8 90,2 55,4 38,6 23,5 74,0 14,0 84,4 32,5 64,0 25,0 72,3 144,9 75,1 48,1 56,1 61,3 20,1 86,1 12,6 91,3 22,4 84,5 222,8 33,1 85,1 12,2 94,5 32,2 85,5 54,4 75,6 4,6 97,9 266,1 61,5 76,9 51,9 80,5 16,9 93,6 35,7 86,6 34,6 87,0 418,0 213,6 48,9 110,1 73,7 85,1 79,7 11,1 97,3 34,3 91,8 Pengaruh waktu tinggal terhadap efisiensi penyisihan BOD pada air limbah yang ditunjukkan Gambar 4.1 dapat dijelaskan bahwa, pada hari ke 2 sampai dengan hari ke 6, terjadi kenaikan efisiensi penyisihan BOD, yaitu pada kadar BOD 90,2 mgL, 144,9 mgL, 266,1 mgL dan 418 mgL. Hal ini dikarenakan tanaman teratai mengalami fase penyesuaian diri sehingga tanaman teratai menyerap nutrien yang terkandung dalam air limbah. Pada hari ke 8 dan hari ke 10 terjadi penurunan efisiensi penyisihan pada kadar BOD 90,2 mgL dan 266,1 mgL dikarenakan tanaman air teratai mengalami penyeleksian sehingga penyerapan nutrien tidak dapat maksimal. Sedangkan pada kadar BOD 144,9 mgL dan 418 mgL pada hari ke 8 mengalami kenaikan dan terjadi penurunan pada hari ke 10. Kadar BOD 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 B O D Kontrol BOD 90,2 mgL20 BOD 144,9 mgL40 BOD 222,8 mgL60 BOD 266,1 mgL80 BOD 418 mgL 100 Gambar 4.1 Hubungan antara Waktu Tinggal dengan Responsi pada berbagai Kadar BOD Limbah Awal Pada kadar BOD 222,8 mgL efisiensi penyisihan BOD terjadi kenaikan pada hari ke 4 mencapai 94,5 dengan BOD 12,2 mgL dan pada hari ke 6 dan ke 8 terjadi penurunan efisiensi penyisihan BOD mencapai 75,6 dengan BOD 54,4 mgL. Penurunan efisiensi penyisihan BOD dikarenakan pada hari ke 6 dan ke 8 tanaman teratai mengalami kematian yang ditandai dengan daun yang berubah menjadi kuning. Pada hari ke 10 efisiensi penyisihan BOD mengalami kenaikan, hal ini dikarenakan tumbuh tunas baru daun baru yang memiliki kemampuan hidup lebih kuat dari pada sebelumnya. Dalam bak reaktor yang ditanamani teratai tidak ditumbuhi ganggang seperti pada kontrol. Kondisi fisik teratai pada kontrol berbeda dengan kondisi fisik teratai pada reaktor. Teratai pada kontrol pertumbuhannya cenderung lambat dan pada hari ke 10 daun teratai berubah menjadi kuning dikarenakan pada kontrol teratai kekurangan asupan nutrisi. Sedangkan pada reaktor daun teratai pada hari ke 10 cenderung semakin melebar dan tumbuh subur dikarenakan pada reaktor teratai mendapatkan asupan nurisi yang diperoleh dari penguraian bahan organik pada air limbah. Efisiensi penyisihan BOD dengan tanaman kayu apu juga mengalami hal yang sama seperti pada tanaman teratai. Hasil analisa proses pengolahan air limbah domestik menggunakan tanaman kayu apu ditabelkan sebagai berikut: Tabel 4.3 Pengaruh Waktu Tinggal dan Kadar BOD Awal terhadap Responsi Kadar Waktu Tinggal Hari BOD 2 4 6 8 10 mgL BOD BOD BOD BOD BOD mgL mgL mgL mgL mgL Kontrol 16 11,1 14 22,2 9 50,0 8,2 54,4 7,6 57,8 90,2 59,7 33,9 16,8 81,3 4,7 94,8 36,7 59,3 48,3 46,4 144,9 66,1 54,4 40,7 71,9 35,1 75,7 15,5 89,3 26,6 81,6 222,8 39,0 82,5 16,2 92,7 6,1 97,3 37,8 83,0 27,5 87,7 266,1 55,9 79,0 44,5 83,3 16,9 93,6 3,3 98,8 25,6 90,4 418,0 203,7 51,3 124,8 70,2 88,3 78,9 14,1 96,6 33,7 91,9 Berdasarkan hasil analisa diatas, efisiensi penyisihan BOD terhadap waktu tinggal pada tanaman kayu apu seperti yang digambarkan pada Gambar 4.2 bahwa pada hari ke 2 sampai dengan hari ke 6, terjadi kenaikan efisiensi penyisihan BOD pada air limbah. 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 BOD pada konsentrasi limbah tertentu. Kadar BOD 90,2 mgL dan 222,8 mgL pada hari ke 8 mengalami penurunan. Sedangkan pada hari ke 10, kadar BOD 90,2 mgL tetap mengalami penurunan dan BOD 222,8 mgL terjadi kenaikan efisiensi penyisihan. Kadar BOD 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 B O D Kontrol BOD 90,2 mgL20 BOD 144,9 mgL40 BOD 222,8 mgL60 BOD 266,1 mgL80 BOD 418 mgL100 Gambar 4.2 Hubungan antara Waktu Tinggal dengan Responsi pada berbagai Kadar BOD Limbah Awal Berbeda pada kadar BOD 144,9 mgL, 266,1 mgL, dan 418 mgL, pada hari ke 8 terjadi kenaikan dan pada hari ke 10 terjadi penurunan efisiensi penyisihan. Sama halnya yang terjadi pada tanaman air teratai, pada hari ke 10 kadar BOD 144,9 mgL, 266,1 mgL, dan 418 mgL terjadi penurunan.Penurunan efisiensi penyisihan BOD pada tanaman kayu apu ditandai dengan berubahnya kondisi fisik tanaman kayu apu, dimana daun mulai berubah menjadi kuning. Sedangkan pada kontrol, kondisi fisik tanaman kayu apu juga tidak berbeda. Tanaman kayu apu pada hari ke 10 mengalami perubahan pada daun dan pertumbuhan yang lama. Tabel 4.4 Pengaruh Waktu Tinggal dan Kadar BOD Awal terhadap Responsi Kadar Waktu Tinggal Hari BOD 2 4 6 8 10 mgL BOD BOD BOD BOD BOD mgL mgL mgL mgL mgL Kontrol 15 16,7 13,6 27,8 10 44,4 8,5 52,8 7,6 57,8 90,2 46,5 48,5 35,6 60,5 18,9 79,0 47,9 46,8 21,7 76,0 144,9 67,1 53,7 43,9 69,7 32,3 77,7 3,3 97,7 2,9 98,0 222,8 33,5 85,0 25,1 88,7 36,0 83,9 28,4 87,3 20,6 90,8 266,1 73,4 72,4 54,9 79,4 22,8 91,4 36,1 86,4 52,3 80,3 418,0 199,8 52,2 99,4 76,2 71,8 82,8 21,2 94,9 14,1 96,6 Berdasarkan Tabel 4.4 didapatkan data efisiensi penyisihan BOD dengan tanaman air kayu apu dan teratai dengan variasi waktu tinggal, ditunjukkan pada Gambar 4.3 terlihat adanya pengaruh waktu tinggal terhadap efisiensi penyisihan BOD pada air limbah. Pada hari ke 2 sampai dengan hari ke 6, terjadi kenaikan efisiensi penyisihan, yaitu pada kadar BOD 90,2 mgL, 144,9 mgL, 266,1 mgL, dan 418 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 BOD 90,2 mgL dan 266,1 mgL dikarenakan tanaman kayu apu dan teratai mengalami penyeleksian sehingga penyerapan nutrien tidak dapat maksimal sedangkan pada kadar BOD 144,9 mgL dan 418 mgL terjadi kenaikan yang disebabkan tanaman air kayu apu dan teratai mulai dapat menyerap nutrien yang hanya dibutuhkan dalam pertumbuhannya yang ditandai dengan tumbuhnya tunas baru pada tanaman air tersebut. Pada hari ke 10, terjadi perunuran efisiensi penyisihan BOD. Sedangakan pada hari ke 10, kadar BOD 90,2 mgL terjadi kenaikan. Pada kadar BOD 222,8 mgL penurunan terjadi pada hari ke 6 sedangkan pada hari ke 8 dan 10 terjadi kenaikan efisiensi penyisihan. Kadar BOD 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 B O D Kontrol BOD 90,2 mgL20 BOD 144,9 mgL40 BOD 222,8 mgL60 BOD 266,1 mgL80 BOD 418 mgL100 Gambar 4.3 Hubungan antara Waktu Tinggal dengan Responsi pada berbagai Kadar BOD Limbah Awal Dalam reaktor yang ditanamani kayu apu dan teratai tidak ditumbuhi ganggang seperti pada kontrol. Kondisi fisik kedua tanaman tersebut, pada kontrol berbeda dengan kondisi fisik direaktor. Tanaman tersebut pertumbuhannya cenderung lambat yang ditandai pada daun teratai yang tidak begitu lebar dan pada kayu apu diameter tumbuhan lebih kecil dibandingkan pada reaktor. Dikarenakan pada kontrol tanaman tidak mendapatkan asupan nurisi yang cukup. 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 4.3 bahwa pada proses ini efisiensi penyisihan BOD perbedaan antar variable tidak terlalu menonjol jika dibandingkan dengan efisiensi penyisihan BOD oleh tanaman teratai dan kayu apu. Efisiensi penyisihan tertinggi pada gabungan tanaman tertai dan kayu apu mencapai 98 dengan BOD 2,9 mgL pada kadar BOD 144,9 mgL dan efisiensi penyisihan terendah mencapai 46,8 dengan BOD 47,9 mgL pada kadar BOD 90,2 mgL. Pada penelitian sebelumnya menggunakan proses pengolahan wastewater garden persentase penyisihan untuk BOD antara 60 - 80 dengan waktu detensi 2 sampai 5 hari dan jenis tanaman air yang digunakan adalah cattail, bulrush, dan reed Karismawati dan Syafe’i, 2006. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Yusuf 2008 didapatkan efisiensi penyisihan BOD dengan menggunakan sistem simulasi tanaman air pada air limbah rumah tangga mencapai 39,75 dan tanaman air yang digunakan adalah mendong, teratai, kiambang, dan hidrilla pada waktu tinggan 2 hari. Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, pada penelitian kali ini mendapatkan hasil efisiensi penyisihan BOD lebih maksimal yaitu, antara 40 - 98 dengan waktu detensi 2 samapai 10 hari dan tanaman air yang digunakan adalah teratai, kayu apu, dan gabungan dari keduanya. Peningkatan efisiensi penyisihan pada proses pengolahan air limbah yang menggunakan media tanaman air terjadi karena adanya penyerapan nutrien pada air limbah oleh tanaman air dan di bantu bakteri yang berada di akar. Dan penurunan efisiensi penyisihan pada proses pengolahan air limbah disebabkan karena minimnya nutrien yang terkandung pada air limbah sehingga tanaman air mengalami kekurangan asupan nutrien dan menghambat pertumbuhan tanamanan air. Pengolahan menggunakan media tanaman air wastewater garden pada dasarnya merupakan stabilisasi yang menggabungkan antara proses anaerobik dan aerobik. Kondisi anaerobik terjadi di bagian dasar, proses aerobik berlangsung di permukaan, sedangkan di bagian tengah terjadi proses fakultatif Purwati, 2006. Dalam sistem akuatik bahan organik yang terendapakan dihilangkan dengan sedimentasi dan penguraian anaerobik pada dasar reaktor. Bahan organik yang tersisa dalam larutan diturunkan oleh aktifitas bakteri dan sebagian ada yang diserap oleh tumbuhan air. Adapun proses penguraian bahan organik oleh bakteri seperti yang dijelaskan pada proses penyerapan bahan organik oleh tumbuhan air halaman 11. Asam-asam organik yang dihasilkan dari proses penguraian bahan organik diabsorbsi oleh tumbuhan air. Bakteri dan tanaman air merupakan organisme yang berperan dalam proses ini. Bakteri menguraikan bahan organik menjadi ion-ion yang dapat diserap oleh tanaman air. Hal itu yang dapat memacu bakteri untuk mempercepat proses penguraian bahan organik. Selain itu proses penyerapan ion oleh tumbuhan akan mencegah terjadinya penumpukan senyawa yang bersifat racun bagi bakteri itu sendiri. Bahan organik yang terurai menjadi senyawa organikanorganik dalam bentuk ion seperti : NO 3 - , NH 4 + , H 2 PO 4 - , CH 3 COO - Karena tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk ion maka bahan , dan lain sebagainya Wardani, 2004. 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