BAS tl. TINJAUAN PUSTAKA
1. Limbah Rumah Tangga 1.1. Pengertian dan S u m b e r t i r n b a h Rumah Tangga
Ada beberapa batasan yang telah dikemukakan mengenai limbah rumah tangga, yang pada umumnya didasarkan pada komposisi serta dari mana limbah tersebut berasal. Pengertian limbah s e c a r a umum dikemukakan oleh Ehlers d a n Steel dalam Momon (1997) yang mengatakan bahwa limbah adalah cairan yang dibawa oleh saluran air buangan. Selanjutnya Metcatf d a n Eddy dalam Pandia at a/, (1995) memberi batasan tentang air buangan (wastewater) sebagai kombinasi dari cairan d a n sampah-sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perdagangan, perkantoran d a n industri, bersama-sama dengan air hujan yang mungkin a d a . Apabila kedua batasan tersebut digabungkan, maka dapat dirumuskan suatu batasan yang lebih jelas, bahwa air buangan adalah cairan buangan yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan biasanya mengandung bahan yang d a p a t membahayakan kehidupan manusia serta rnengganggu kelestarian lingkungan hidup ( Haryoto, '1985 ). Khusus untuk limbah rumah tangga, d a p a t didefinisikan s e c a r a umum sebagai berikut : "Limbah rumah tangga adalah air yang telah digunakan yang berasal
dari
rumah
tangga
atau
pemukiman,
perdagangan.
daerah
15 kelembagaan dan daerah rekreasi, meliputi air buangan dari kamar mandi, WC, tempat cuci atau tempat memasak "( Sugiharto, 1987 ). Adapun tempat-tempat yang merupakan penghasil atau sumber limbah rumah tangga adalah :
a. Daersb pernukiman Daerah pemukiman merupakan kumpulan rumah tinggal keluarga dengan berbagai kondisi mulai dari rurnah pondok yang sederhana sampai rumah mewah, terrnasuk di dalamnya hotel, dan apartemen yang berpenghuni tetap ( Sarbini, 1999 ). Limbah yang dihasilkan oieh surnber terSebut relatif besar dengan intensitas aliran yang hampir merata sepanjang hari. Limbah yang dihasilkan reiatif seragam karena berasal dari kegiatan yang sejenis, yakni dari kamar mandi, tempat cuci, dan ternpat memasak. Adapun ratarata besarnya volume limbah yang dihasilkan dari rumah, apartemen atau hotel dalam suatu pemukiman, disajikan pada Tabet ?.
b. Daerah perdagangan Daerah perdagangan meliputi berbagai tempat kegiatan perdagangan seperti pusat perbelanjaan, rumah makan, hotel, bar dan tempat-tempat pencucian ( Saraswati, 1996 ). Limbah yang dihasilkan dari daerah perdagangan, bsrgantung pada jenis kegiatan dan bahan yang dikelola pada tempat tersebut.
Demikian pula dengan intensitas aliran limbahnya
rr,encapai puncak pada jam-jam kerja atau saat kegiatan berlangsung. Rata-rata aliran limbah dari daerah perdagangan, disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Pemukirnan Jurnlah aliran (Vunit) No
1 2
Surnber kmbah
1
3
1
4
]
5 6
7
1
Rumah pondok Rumah agak permanen Rumah pada urnumnya Rumah yang Iebih baik Rumah mewah
1 Apartemen Hotel
1
1 1 I {
Unit
Kisaran
orang
100 - 240
orang
.
orang orang orang
orang orang
1
1 1
1
100 -250 190 -350 250 -400
300- 550 200
- 300
Rata-rata
1
190
1 1
200 280
1 (
31 0 380
1
260
150 - 200
190
Surnber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto (1987)
Tabet 2. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Perdagangan Jurnlah aliran (Yunit)
No 1
Surnber lirnbah
Pusat perbelanjaan
Unit pekerja parkir
2
Toko
Kisaran
Rata-rata
30 -50
40
2-8
4
pekerja
30 -50
40
6-15
3
Rumah makan
pengunjung
4
Hotel
tamu pekerja
kamar mandi 5
Rumah sewa
penghuni
6
Bar
langganan
7
Tempat pencucian
rnesin
8
Lapangan terbang
penurnpang
pekerja
Surnber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto (1987)
I
10
150 -220
190
30 -50
40
1600 -2400 90 - 190
2000 150
5 - 20
8
40 4 0 1800 - 2600
2200
8 - 35
10
50
c. Daerah kelembagaan Surnber lirnbah dari daerah kelembagaan ada beberapa ternpat, antara lain perkantoran, sekolah, rumah sakit dan penjara.
Kandungan limbah dari
sumber-sumber tersebut, bevariasi sesuai tempat asalnya. sakit
banyak
mengandung
rnikroorganisme patogen
Limbah rumah sebagai
bahan
buangan dari aktivitas rnedis di damping kandungan lainnya. Dari sekolah, pada umumnya berupa urine dan bekas cucian dari aktivitas di tempat tersebut ( Budiharjo, 1984 ).
Adapun volume limbah yang berasal dari
daerah kelembagaan disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Rata-Rata Kandungan Lirnbah dari Daerah Kelembagaan 7
No -
I Surnber limbah
1
Perkantoran
2
Sekolah, aula, kantin
3
Sekolah, kantin
4
Sekolsh
5
Sekolah, asrama
6
Rumah sakit medis
Unit
1 pekerja murid
1 rnurid 1 murid j rnurid
1
tempst tidur pekerja
7
Rumah sakit jiwa
8
Rumah penjara
tempat tidur
/ pekerja
1
narapidana pekej a
I9
Rumah peristirahatan
penghuni
I
I
1
I I 1
I
II
Sur ber : Metcatf dan Eddy, dalarn Sugiharto ( 1 987) pekerja
Jumlah aliranlhari(l1unit) Kisaran Rata-rata
30
- 65
60--I15
I
1
55 80
d. Daerah Rekreasi Sumber timbah yang terrnasuk dalam daerah rekreasi meliputi tempat atau fasilitas yang mendukung dalarn suatu kawasan untuk rekreasi terrnasuk tempat dan fasilitas di luar kawasan yang berfungsi sebagai sarana rekreasi, istirahat dan hiburan ( Budiharjo, 1984 ). Rata-rata aliran limbah dari daerah rekreasi, disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Rata-Rata Aliran Limbah dari Daerah Rekreasi Jumlah aliranlhari (Ijunit) No
Sumber limbah
1
Rumah susun
2
Pondok ternpat istirahat
3 Kantin
Unit
I
Kisaran
Rata-Rata
orang
200 - 280
220
orang
130 -1 90 4-10
160 6
30 - 50
40
WW;~unS3
4
Perkernahan
orang
5
Penjual minuman
tempat duduk
6
Warung kopi
pengunjung pekerja
- 150 50 - 100 80
45-30
- 60 250 - 500 40
120 75 20 50
7
Ternpat perkumpulan
peserta
8
Perkernahan anak-anak
orang
40 - 60 40 - 60
50
9
Rurnah rnakan
pengunjung
20
- 40
30
10
Asrama
orang
11
Hotel, tempat istirahat
orang
12
Kolarn renang
pengunjung
pekerja
pekerja
13 14
Gedung bioskop
tempat duduk
Pusat keramaian pengunjung Sumber : Metcalf dan Eddy, dalam Sugiharto ( 1 987)
75 - 175 150 - 240 20 - 50 30 - 50 10 -15 15-30
400 50
150 200 40 40 12
20
1.2. Kandungan Limbah R u m a h Tangga Pada dasarnya kandungan limbah rumah tangga mempengaruhi sifat limbah tersebut. yang dapat digolongkan atas sifat fisik. kimia dan biologis ( Suriawiria, 1986 ).
Secara singkat. kandungan limbah rumah tangga
dijelaskan sebagai berikut : a. Sifat fisik Sifat fisik limbah yang penting untuk diketahui metiputi beberapa aspek, antara lain, suhu, kekenuhan dan padatan tersuspensi. Sifat-sifat fisik tersebut dapot dijelaskan sebagai berikut :
Suhu. Suhu limbah rumah tangga dipengaruhi oleh proses yang dialami pada surnbernya serta proses anaerobik yang berlangsung di dalam limbah itu sendiri.
Pada umumnya suhu limbah rumah tangga lebih tinggi dari suhu
normal air, bahkan limbah dari sumber tertentu dapat mencapai 40
- 50 OC,
misalnya dari sumber-sumber yang aktivitasnya menggunakan pencucian dalarn keadaan panas. Efek terpenting dari suhu tinggi pada limbah, adalah turunnya kadar oksigen terlarut yang menyebabkan terjadinya pembusukan. Bau yang tirnbul pada limbah rumah tangga juga sangat dipengaruhi oleh kehadiran mikroorganisme sepetii bakteri, algae, serta adanya gas HzS yang terbentuk dalarn kondisi anaerobik atau oleh adanya zat-rat organik ( Lucy, 1995 ).
Kekeruhan. Kekeruhan pada limbah rumah tangga ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung di dalam limbah berupa zat-zat yang mengendap, tersuspensi dan terlarut ( Suriawiria, $986 ). Walaupun kekeruhan itu sendiri bukan bahan pencemar, sifat ini disebabkan oleh adanya bahan tersuspensi ( bahan organik, mikroorganisme dan partikel cemaran lain ). Kekeruban merupakan sifat optik yang menyebabkan sinar tersebar atau diserap dan diukur dengan turbidirneter. Biasanya tingkat kekeruhan pada limbah rumah tangga cukup tinggi ( tergantung pada sumbernya ) dan akan terus rneningkat di lingkungan apabila tidak dilakukan pengolahan terlebih dahulu.
Padafan
Tersuspensi.
Padatan tersuspensi adalah
padatan yang
menyebabkan kekeruhan air, lidak terlarut dan tidak dapat mengendap secara langsung. Penentuan padatan tersuspensi sangat berguna dalam analisa perairan tercernar dan air buangan,
dapat digunakan untuk
mengevaluasi kekuatan air buangan domestik. Padatan tersuspensi terdiri atas partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen. misalnya tanah, bahan-bahan organik tertentu dan sel-set rnikroorganisme ( Fardiaz,S. 1992 )
Selain banyak mengandung padatan tersuspensi. air buangan juga mengandung bahan-bahan yang bersifat koloid, misalnya protein. Air buangan rumah tangga mengandung kadar padatan tersuspensi yang bervariasi, tergantung pada surnber dan aktivitas yang menghasilkan limbah tersebut.
Lirnbah yang rnengandung partikel dengan ukuran besar mernudahkan proses pengendapan, sebaliknya yang rnengandung partikel .sangat kecil akan sulit mengendap, sehingga perlu dilakukan cara pengendapan yang lebih baik. Zat padat yang bisa rnengendap adalah zat padat yang akan mengendap pada kondisi tanpa bergerak atau diarn kurang lebih selarna satu jam sebagai akibat gaya beratnya sendiri. Besarnya endapan dinyatakan dengan miligram setiap liter fimbah. Hal ini sangat penting untuk rnengetahui derajat pengendapan dari jurnlah endapan yang ada di dalam '.
suatu badan air ( Jenie dan RaRayu, 1993 ). 6. Sifat Kirnia
Kandungan bahan kimia lirnbah rumah tangga dapat menrsak lingkungan melalui beberapa cara. Bahan organik terlamt dapat menghabiskan oksigen di dalam limbah serta akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak .,
sedap. Selain itu bahan organik akan berbahaya apabila k h a n terseb~e merupakan bahan beracun. Limbah dengan pengotoran sedang, mengandung sekitar 75% bendabenda campuran dan 40% zat padat yang dapat disaring adatah berupa bahan organik aiami. Zat padat tersebut adalah bagian dari kelompok binatang dan tumbuhan ( Connel dan Miller, 1995 ).
Pada urnumnya zat
organik berisikan kombinasi antara karbon, hidrogen dan oksigen, bersamasarna dengan nitrogen. Unsur lainnya yang penting seperti belerang, fosfor dan besi bisa juga dijurnpai. Pada umumnya kandungan bahan organik yang
22
dijumpai dalam limbah berisikan 40
- 60%
protein, 25 - 50% karbohidrat
serta 10% lainnya berupa lemak atau minyak. Sifat dan bahambahan kirnia di dalam limbah yang penting untuk diketahui adalah :
Nilai pH. Niiai pH mencirikan keseimbangan antara asarn dan basa dalam limbah dan merupakan pengukuran konsentrasi ion hidcogen. Adanya karbonat hidroksida dan bikarbonat rnenaikkan kebasaan air. Sernentara adanya asam-asam mineral bebas dan asarn karbonat menaikkan keasaman. Nilai pH air tawar berkisar antara 5.0
- 9.0
( Saeni. 1989 ). Limbah rumah
tangga dengan pH yang tidak netral akan menyulitkan proses biologis, sehingga mengganggu proses penjernihannya.
Daya Hantar Listrik ( DHF j .
Daya hantar listrik merupakan kemampuan
timbah untuk menghantar IistriK. Sifat tersebut tergantung dari konsentrasi ion dan suhu air, oleh karena itu kenaikan padatan terlarut akan mempengaruhi kenaikan DHL. Daya hantar listrik suatu perairan alami berkisar antara 50
-
1500 pmholcm, 3an pada perairan yang dasarnya terdiri atas
mineral yang mudah larut misalnya natrium, magnesium, klorida, dan sulfat, nilai DHL-nya dapat bertambah ( Saeni, 1988 ).
Biological Oxygen Demand ( BOD ). Biological oxygen demand merbpakan salah satu parameter kualitas limbah yang penting untuk diketahui, karena BOD tersebut menunjukkan banyaknya oksigen yang digunakan bila bahan organik dalam limbah dirombak secara biologis ( Saeni, 1989 ). Mikroorganisme dapat mengoksidasi senyawa yang mengandung karbon dan senyawa-senyawa nitrogen. Bakteri yang mengoksidasi nitrogen
23 bersifat autotrof, dan secara normal tidak banyak terdapat di dalarn lirnbah rumah tangga yang segar. Lirnbah rumah tangga yang tidak rnengandung lirnbah industri,
BOD-nya
sekitar
200
ppm, sedangkan
lirnbah hasil
pengolahan bahan pangan pada umumnya lebih tinggi, sehingga BOD lirnbah seperti itu sering lebih dari 1000 pprn ( Jenie dan Rahayu, 1993 ). Lirnbah dengan BOD tinggi tidak dapat
mendukung kehidupan
organisrne yang mernbutuhkan oksigen. Uji BOD adalah salah satu rnetode analisis yang paling banyak digunakan dalarn penanganan lirnbah. Uji tersebut rnencoba untuk menentukan kadar pencernaran dari suatu lirnbah, dalarn pengertian, kebutuhan rnikroba terhadap oksigen dan rnerupakan ukuran tak langsung dari bahan organik yang ada dalarn lirnbah. Chemical Oxygen Demand ( C O D ) . Yang dirnaksud dengan COD lirnbah adalah jurnlah oksigen yang dibutuhkan untuk rnengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam satu liter lirnbah. . Nilai COD yang tinggi menunjukkan adanya pencemaran oleh zat-zat organik yang tinggi ( Suhardi, 1991 ). Zat organik dalarn limbah dibedakan rnenjadi dua yaitu yang mudah dicerna oleh rnikroba, dan yang sulit dicerna oteh rnikroba. Dalarn menentukan total zat organik dalarn air dapat dilakukan dengan cara tidak langsung yaitu rnenentukan COD. Disebut tidak langsung karena yang ditentukan adalah kebutuhan oksigen untuk menambah zat organik secara kimiawi. Cara tersebut masih cukup relevan dan banyak digunakan untuk berbagai kepentingan. Dissolved Oxygen ( D O ) . Oksigen rnerupakan zat kunci dalarn rnenentukan keberadaan kehidupan dalarn air atau lirnbah.
Kekurangan oksigen akan
24 berakibat fatal untuk kebanyakan hewan akuatik seperti ikan. Adanya oksigen juga dapat menyebabkan keadaan yang fatal bagi banyak jenis rnikroba anaerob. Konsentrasi oksigen terlarut ( DO ) selalu rnerupakan hai yang utama yang harus diukur dalam menentukan kualitas air atau limbah ( Saeni, 1989 ). Oksigen memegang peranan penting dalam pengolahan
limbah secara biologik, karena bila oksigen bertindak sebagai aseptor hidrogen akhir, mikroorganisme akan memperoletr energi maksimum. Untuk mempertahankan sistem aerobik diperlukan konsentrasi oksigen terlarut minimal 0.5 mgll ( Jenie dan Rahayu, 1993 ).
Karbondioksida ( COr ). Gas C 0 2 di dalam iimbah dihasilkan oleh proses pemafasan mikroorganisme, proses sedimen, atau masuk meialui atmosfir. Gas COz dibutuhkan untuk proses biomass secara fotosintesis oleh ganggang, dan dalam beberapa ha1 merupakan faktor pembatas. Tingginya kandungan COz yang dihasilkan oleh proses perombakan bahan organik dapat menyebabkan pertumbuhan ganggang yang sangat cepat dan kenaikan produktivitasnya. Konsentrasi gas COz dapat ditentukan dengan titrasi menggunakan NaZC03atau NaOH memakai indikator fenotftalein. Fosfor. Sumber-sumber fosfor didatam limbah rumah tangga dapat berasal
dari urine mausia dan hewan. Seiain itu dapat pula berasai dari bahan-bahan pembersih yang digunakan di rumah tangga. Walaupun sejumlah kecil fosfat terlarut terdapat di dalam perairan alarniah, bila jumlahnya meningkat akan berbahaya terhadap kehidupan di dalam suatu perairan.
Fosfor merupakan salah satu dari beberapa unaur kunci yang esensial untuk pertumbuhan ganggang dalarn air. Karena pertumbuhan ganggang yang berlebihan, dan hasil hancuran biomas ganggang menyebabkan penurunan kualitas air. Umumnya telah diketahui bahwa fosfor merupakan hara yang sangat responsif pada ganggang untuk reduksi di bawah tingkat hara yang menjadi pembatas. Senyawa fosfor yang masuk ke suatu perairan berasal dari buangan industri atau limbah rumah tangga, dan kenaikan bahan pencemar fosfor mengakibatkan terjadinya eutrofikasi badan air ( Alaerts dan Santika, 1987 ).
Nitrogen.
Di dalam limbah, nitrogen dapat berada dalam bentuk-bentuk
ammonia, nitrit dan nitrat. Konsentrasi tinggi dari berbagai bentuk nitrogen beracun terhadap flora dan fauna tertentu. Senyawa-senyawa nitrogen terdapat dalam keadaan terlawt atau sebagai bahan tersuspensi, dan merupakan senyawa yang sangat penting dalam air dan mernegang peranan sangat kuat dalam reaksi-reaksi biologi perairan. Secara bersama-sama antara nitrogen dan fosfor dapat rneningkatkan pertumbuhan ganggang dan pertumbuhan lainnya. Nitrogen di dalam air akan cepat berubah menjadi nitrogen organik atau amonia-nitrogen. Amonia kernudian digunakan oleh bakteri dalam proses untuk menghasilkan oksidasi ke nitrit, dan akan cepat berubah menjadi nitrat melalui oksidasi. Kadar nitrit dalam limbah dapat ditentukan, karena dapat membentuk senyawa berwarna dengan naftilamin hidrogenklorida membentuk kompleks diazotisasi-sulfanilat berwarna merah violet pada, pH 2.0
-
2.5. Cara diazotisasi tersebut cukup baik untuk
26 penentuan nitrit-nitrogen pada kadar 0.001
-
0.025 mglliter. Pengukuran
dengan kolorirneter dapat juga dilakukan pada konsentrasi 0.005
- 0.05 pg
Ndliter, atau 0.18 -10.6 Nodliter oleh sinar dsngan panjang gelombang 520 nm ( Suhardi, 1991 ).
Sulfur. Penggunaan sulfur-dioksida dan natrium-bisulfida dalarn pengolahan bahan pangan terutama buah-buahan, menyebabkan kadar sulfur dalarn limbah rnenjadi tinggi.
Bahan tersebut terutama terdapat sebagai ion-ion
sulfit dan sulfat. Sulfida juga membutuhkan lebih banyak oksigen bila terdapat di dalam perairan. Oleh karena sulfida rnenyebabkan bau dan rasa yang tidak diinginkan, maka senyawa tersebut perlu diuji bila limbah disalurkan ke sungai yang digunakan sebagai surnber air minum (Jenie dan Rahayu, 1993). Sulfat dapat terjadi secara arami pada berbagai sumber air dan juga pada limbah.
Sulfat dapat direduksi rnenjadi sulfit dan hidrogen-sulfida
( HPS ) oleh bakteri pada situasi tanpa udara (anaei-ob). Gas H z S yang
terbentuk dan bercampur dengan lirnbah akan menyebabkan terjadinya karat pada pipa-pipa mesin yang apabila terbakar akan menirnbulkan kerusakan pada peralatan mesin tersebut.
Besi ( Fe ). Besi rnerupakan salah satu unsur yang penting di dalam air, sehingga kehadirannya di dalarn lirnbah serjng menjadi rnasalah. Besi adalah zat terlarut yang sangat tidak diinginkan karena dapat rnenirnbutkan bau yang tidak enak pada air minum apabila rnencapai konsentrasi 0.31 mgll
Besi ( F e j dapat ditentukan dengan mengubah ferro menjadi f e m dengan mengoksidasinya menggunakan kalium persulfat atau hidrogen peroksida. Selanjutnya ferri direaksikan dengan kelium thiosianat a k a n rnembentuk senyawa ferrithiosianat yang berwarna merah. lntensitas warna merah d a p a t diukur absorbansinya deflgan spektrofotometer p a d a panjang gelombang 480 nm ( Momon dan Lya, 1997 ). Protein. Protein merupakan kandungan utama dari mahluk hidup, termasuk
juga di dalamnya tanaman d a n binatang bersel satu, dengan jumlah kandungan yang s a n g a t bervariasi rnulai dari yang rendah sampai yang tinggi seperti pada jaringan
lemak d a n daging ( Sugiarto, 1987 ). Protein sangat
kornpleks struktur kimianya d a n tidak stabil, akan berubah menjadi bahan lain p a d a proses dekomposisi. Protein merupakan penyebab utarna terjadinya bau karena adanya p r o s e s pembusukan d a n penguraian. Karbohidrat. Karbohidrat banyak terdapat di alam seperti gula, kanji, selulo-
sa d a n kayu yang kesemuanya itu dapat dijumpai p a d a limbah rumah tangga. Karbohidrat rnengandung karbon, hidrogen dan oksigen, biasanya berisikan 6 atau keiipatan 6 atom karbon p a d a suatu molekul. Hidrogen d a n oksigen selalu a d a di dalam air ( Connel d a n Miller, 1995 ). P a d a beberapa karbohidrat seperti gula, larut dalarn air sedangkan kanji tidak larut. Gula cenderung untuk terurai melalui enzim dari bakteri dan jamur, sehingga rnenirnbulkan proses fermentasi dengan menghasilkan alkohol dari C02. Kanji dalam keadaan tertentu lebih stabil, a k a n tetapi
dapat berubah menjadi gula melalui aktivitas hakteri apabila dicampur dengan asam. Kanji sebagian besar tahan terhadap pembusukan. Lemak dan
Nlinyak. Lemak dan minyak merupakan komponen utama
bahan makanan yang juga banyak didapatkan di dalam limbah. Lemak tergolong pada bahan organik yang tetap dan tidak mudah untuk diuraikan oleh bakteri ( Palmizano dan Barlaz, 1996 ). Sabun biasanya dibuat melalui proses saponifikasi dari lemak dengan natrium hidroksida. Bahan-bahan itu larut dalam air apabila dalam situasi basa, sehingga geram natrium berubah menjadi garam kalsium dan magnesium serta asam lemak yang merupakan bahan sabun yang tidak dapat larut di dalam air. Minyak tanah dan minyak pelumas adalah turunan dari minyak residu dan batu bara yang berisikan karbon dan hidrogen. Di dalam limbah, sebagian besar minyak akan mengapung, namun ada pula diantaranya yang mengendap di dalam lumpur. Apabila minyak dan lernak dihilangkan sebe-
Ium dibuang ke perairan, dapat rnernpengaruhi kehidupan yang ada di permukaan air dan menimbulkan lapisan tipis, sehingga membentuk semacam selaput. Kadar lemak yang dapat diperbolehkan dalarn limbah adalah sebesar 15 - 20 mgl ( Sugiharto. 1987 ). Deterjen.
Deterjen adalah golongan dari molekul organik yang digunakan
sebagai pengganti sabun untuk pembersih supaya didapatkan hasil yang lebih baik. Menurut Saeni dan Darusma ( 1997) ada dua jenis deterjen, yaitu deterjen anionik dan kationik. Hanya jenis anionik yang umum dipakai untuk keperluan rumah tangga.
Pada deterjen anionik terdapat dua jenis deterjen lagi, yaitu Alkyl Benzene Sulfonat (ABS) yang sering disebut deterjen kuat, dan Linear Alkyl Sulfonat (LAS) yang sering disebut deterjen lunak. ABS tahan terhadap kerja bakteri, sedangkan LAS mudah diuraikan oteh bakteri. Pada umumnya detergen digolongkan sebagai zat yang berbahaya terhadap ikan pada konsentrasi yang sangat rendah. Bila konsentrasi tinggi, maka deterjen ini juga berbahaya bagi tanaman perairan. Sebelum tahun 1965 deterjen yang digunakan adalah jenis ABS, yang
merupakan penyebab timbulnya masatah busa atau buih pada perairan. Setelah dikeluarkan larangan penggunaan deterjen jenis ABS tersebut, maka deterjen yang diperbotehkan untuk digunakan adalah jenis LAS yang relatif aman bagi lingkungan perairan.. Bahan dasar deterjen adalah minyak nabati atau minyak bumi. Fraksi rninyak buiili yany dipakai adalah senyawa hidrokarbon parafin dan olefin. Penghasil utama dari bahan tersebut adalah Limbah yang berasal dari rumah tangga atau pernukiman ( Ekha, 1993 ). Secara umum komposisi kandungan fisik dan kimia limbah rumah tangga disajikan pada Tabel 5. c. Sifat Biologis
. .
Sifat biologis limbah rumah tangga ditandai dengan kandungan organisme di dalam limbah tersebut ( Surnirat, 1996 ). Walaupun pada umumnya adalah mikroorganisrne, namun ada juga diantaranya yang berupa rnakroorganisme dari hewan dan tumbuhan tingkat rendah.
Tabel 5. Komposisi Kandungan Fisik, dan Kimia Limbah Rumah Tangga 1
KonsentrasiINilai P a r a m e t e r
Kisaran
Rata-Rata
Fisik 300
Zat padat, total
Mudah menguap Tercampur
/
1
Tercampur, votati
- t 300 mall
100 mgll
100-000mgA
220 mg/l
70 - 30 mgll
150 mgll
- 850 mgll 100 - 300 mgll
250
Terlarut Terlarut, volatil
700 mgll
50-200mgll
500 mgll 150 mgll
Kimia
BOD5 COD
1
1
?00- 400 mg/l 200 200
TOD
- 1000 mgll - 1100 mgfl
250 mgll
500 mg/l 500 mgll 250 mg/l
TOC Nitrogen 15
Total sebagai N
- 90 rng/l
Organik
1 - 15 mgll
7.5 mgll
Ammonia
5 - 15 mgll
8.5 mg/I
5 - 20 mgll
40 mgll
1 - 15 mg/l
7.5 rngll
Fosfor Total (sebagai P) Organik
I I
I
8.5 mgll
Anorganik
PH Kalsium Klorida Sulfat L
40 mgll
7.0
I
1
30 - 50 mgll
40 mgll
30
- 85 mgll
50 mgll
20
- 60 mg/l
40 mg/l
S u m b e r : Sundstrorn d a n Klei, dalarn S u g i h a r t o (1 987)
i
3i
Menurut Gaudy (1580),di daiatn iirnhah rurrrah tangga pada umurnnya ditemukan rniki~rsanismegolongan kh?a;i,jarnr~r, ganggang, protzoa, virus, r~tSeradan crustacea. Secara sjngkat masing-masing jenis organisme tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :
Sakteri. Bakteri adalah organisme keci! yang pada umumnya bersa! satu. tidak berkforofii, berkembang biak dengan pembelahan secara biner. Hidup
.
bebas secara kosmopcriitan khususnya di iidara, di daiam tanah, air, bahan pangan, tubuh manusia, hewan atau pada tanaman ( Dwidjoseputro, 1986 ).
Pada urnumnya bakteri hidup secara sapropitik pada buangan hewan, manusia dan tanarnan yang menyebabkan banyak.jenis penyakit. Kehidupan baMeri dlpengaruhi oleh beberapa faktor antara lain suhu, kelernbaban, konsenlrasi oksigen, nutrisi, ketersediaan air dan keasarnan { Lay dan Hasiowo, 1552 ). Sel bakteri berbentuk batang, bulat dan spiral, dengan diameter antara 0.5
- 3.0 mikron,
-.
meskipun ada yar:a rnencapai panjang mrnpai 15
mikron. Struktur sel terlihat bahwa sel dikelilingi oleh lapisan pernbungkus (slims tayer) yang terdiri atas poiisakariba. Dinding set sangat p n t i n g dalam pemberian bentuk dan ketegangan selnya. Dinding sel juga yang nantinya membedakan antara bakteri gram positif dengan gram negatif, karena ada dinding ssl yang bisa melapaskan wama yang beisikan kristal violet setetah dicuci dengan aceton. Bakteri yang tergolong autotrof menggunakan COz sebagai sumber zat karbon, sedangkan bakteri heterotrof rnenggunakan energi
yang berasal
32 dari reaksi kimia dengan sinar matahari. Bakteri yang membutuhkan 0
2
teriarut
di dalam limbah atau air sebagai usaha untuk mengoksidasi bahan organik, disebut bakteri aerob, sedangkan yang tidak memerlukan
0 2
untuk proses
tersebut dikenal sebagai bakteri ariaerob (Ftynn, 1986). Bakteri merupakan kelompok mikroorganisrne terpenting di daiam limbah, karena banyak diantaranya yang dapat digunakan untuk menghilangkan bahan-bahan tertentu yang tidak diinginkan. Namun demikian banyak pula diantara yang kehadirannya di dalam limbah akan memperburuk keadaan limbah tersebut. Jamur.
Jamur adalah mikroorganisme nonfotosintesis, uniselluler, aerobik.
bercabang, berbentuk filamen atau serat yang disebut hifa atau rniselia. Beberapa jenis jamur dapat membentuk tubuh buah, yaitu kurnpulan massa hifa menyerupai jaringan ( Dwidjoseputro, 1986 ). Jamur hidup saprofitik, beberapa diantaranya yang parasit, hidup bebas atau bersimbiosis dengan jasad lain, baik dengan algae maupun dengan tanaman tinggi. Jamur hidup hidup tersebar secara luas, di dalam tanah, air, udara, bahan makanan atau pada bahan lainnya. Jamur sangat penting dalarn penjernihan air karena mengurangi partikel organik terlarut. Jamur tidak melakukan fotosintesis dan dapat tumbuh pada daerah lembab dengan pH yang rendah, serta kondisi yang tidak memungkinkan bakteri untuk hidup. Ukuran antara 5
- 10 mikron dan dapat diidentifikasikan
dengan mikroskop, berbiak dengan spora dan bersifat aerob ( Atlas dan Barta, 1987 )
Mikroalgae. Mikroalgae adalah organisme autotrof fotosintetik, mempunyai variasi bentuk mulai dari uniselluler, koloni s e d e r h a n a , filamen s a m p a i p a d a yang s u d a h berbentuk tubuh lengkap ( Suriawiria, 1987 ). Kehidupan rnikroa l g a e hampir kosmopolitan, terdapat di air, di tanah d a n bagian-bagian tertentu dari t a n a m a n ataupun hewan. Mikroalgae berbeda d e n g a n bakteri dan jamur p a d a kernampuannya dalam mengadakan fotosintesis, pemanfaatan oksigen p a d a pertumbuhannya. Mikroalgae diklasifikasikan rnelalui warna pigmen yang ada, biasanya hijau, kuning hijau, cokelat e m a s d a n abu-abu hijau. Kesuburan ganggang d a p a t dirangsang mela\ui z a t tertentu di dalarn limbah a t a u air, misalnya d e n g a n nitrogen d a n fosfor. Mikroalgae s a n g a t mudah dibedakan melalui ukurannya yang relatif b e s a r d a n bisa mencapai beberapa kaki panjangnya.
Beberapa tipe mikroalgae uniselluler tidak beraturan, akan
tetapi p a d a umumnya setiap jenis rnempunyai ciri yang k h a s , sehingga d a p a t dibeaakan a n t a r a mikroalgae yang bermanfaat p a d a kolam oksidasi, d e n g a n mikroalgae yang d a p a t menimbulkan gangguan p a d a pengolahan air bersih. Protozoa.
Protozoa adalah kelompok rnikroorganisme yang umumnya motil,
bersel tunggal d a n tidak rnempunyai dinding sel ( J e n i e d a n Rahayu, 1993 ). Seperti hainya dengan kelompok protista, protozoa d a p a t dijurnpai p a d a air permukaan, air tanah, lumpur, d e b u , tinja, d a n juga di lautan. beberapa ratus kali lebih b e s a r dibandingkan d e n g a n bakteri.
Ukurannya
34
Salah satu jenis protozoa yaitu Paramascium berbentuk elips dengan panjang 200 mikron dan lebar 40 mikron. Protozoa dapat hidup dengan syarat kehidupan yang minimal, sebab mikroba tersebut dapat menggunakan bakteri maupun mikroba lainnya sebagai sumber makanannya. Pada keadaan yang tidak menguntungkan untuk pertumbuhannya, beberapa spesies protozoa dapat membentuk krista, yaitu bentuk yang dilindungi dinding sel tebal. Selain berperan dalam proses penjernihan air, protozoa juga dapat menyebabkan penyakit pada manusia.
Di dalam sistem pengolahan limbah.
protozoa menjadi penting peranannya karena mikroba tersebut dapat memakan bakteri, sehingga jumlan sel bakteri yang ada tidak berlebihan. Disamping itu protozoa akan mengurangi bahan organik yang tidak terolah dalarn sistem penanganan dan membantu menghasilkan efluen dengan mutu yang lebih tinggi dan lebih jernih. Virus.
Virus adalah parasit
keci! yang bukan merupakan
sel karena tidak
mempunyai inti sel, membran sel maupun dinding set. Virus berkembangbiak dalam kehidupan sel dan semuanya tidak akan berdaya apabila berada di bar kehidupan sel. Ukuran virus berkisar antara 200
- 400
milimikron, terdiri atas
sekitar 100 tipe virus yang dikeluarkan melalui eksreta manusia lewat saluran pencernaan dan banyak dijumpai pada surnber air. Dalam
limbah rata-rata terdapat I 0 0 - 500 virus setiap 100 ml limbah
( Lucy,1995 ). Apabila virus tersebut tidak dibasmi pada proses pengolah-
an lirnbah dan mencernari badan
air, maka
jumlahnya
ekan menjadi
lebih banyak. Virus bukan rnerupakan organisme sempurna, terbentuk dari lapisan pelindung protein yang mengelilingi serabut asam nukleat. Semua
virus adalah parasit obligat karena cam reproduksinya rnelibatkan
sel-sel hidup
yang terinfeksi dan mengarahkan
reaksi sintesis pada sel
hidup tersebut untuk memproduksi partikel virus. Perhatian utama virus apabila terdapat di dalam limbah atau perairan, adalah kesehatan masyarakat. Sejumlah penyakit yang disebabkan oleh virus digolongkan sebagai penyakit yang ditularkan melalui air ( water borne disease ), seperti penyakit polio dan hepatitis ( Arya, ?999). Konsentrasi virus di dalam limbah adalah berkisar antara 1 sampai 5 setiap ml limbah. Walaupun di dalam perairan hanya terdapat virus daiam konsentrasi yang rendah, ha1 itu tidak aman.
menjamin bahwa perairan tersebut
Hal tersebut disebabkan karena setiap virus mampu menimbulkan
infeksi ( Haryoto,l986 ).Adapun kandungan organisme limbah rumah tangga, disajikan pada tabel 6. Tabel 6. Kandungan Organisme Limbah Rumah Tangga
No
Anggota
Kelompok besar
1
Hewan
rotifera, crustacea, kutu, larva dan cacing
2 3
Tumbuhan
turnut dsn paku
Mikroorganisme
bakteri, algae, jamur, protozoa dan virus
Sumber : Sumirat, 1996 1.3. Efek Buruk Limbah Rumah Tangga
Sesuai
dengan pengertian limbah rumah tangga yang merupakan
bahan sisa, maka berarti bahwa limbah adalah benda yang tidak digunakan lagi, akan tetapi bukan
berarti bahwa tidak perlu lagi dilakukan
36 pengofahan, karena apabila tidak dikelola secara baik akan menimbulkan gangguan terhadap lingkungan dan kehidupan yang ada. Beberapa gangguan yang terjadi sebagai efek dari limbah yaitu gangguan kesehatan, gangguan kehidupan biotik, gangguan terhadap keindahan, serta gangguan berupa kerusakan barang atau benda. a. Gangguan Terhadap Kesehatan Limbah sangat berbahaya terhadap kesehatan manusia, mengingat banyaknya penyakit yang dapat ditularkannya. Sebagai media pembawa penyakit, di dalarn limbah banyak terdapat rnikroba patogen yang dapat mengganggu kesehatan manusia baik secara langsung maupun tidak langsung. Mikroba patogen yang biasa terdapat di dalam limbah antara lain golongan bakteri, seperti Vibrio, Salmonella dan Bacillus, dan dari golongan protozoa seperti Entamoeba dan Pararnaeciurn ( Sumirat, 1996 ). Demikian pula dengan golongan virus, banyak terdapat di dalam iimbah rumah tangga, walaupun pola penularannya belum diketahui dengan jelas. Limbah rumah tangga yang mengandung ekskreta yakni tinja dan urine, sangat berbahaya karena banyak mengandung mikroba patogen. Mikroba patogen tersebut mempunyai kemampuan hidup dan bertahan di dalam lingkungan dalarn jangka waktu tertentu, tergantung jenis mikrobanya. Daya tahan beberapa jenis rnikroba patogen di dalam lingkungan disajikan pada Tabel 7 .
Tabel 7. Daya T a h a n Beberapa Mikroba Patogen p a d a Lingkungan .- - " - , - --.~ u m p u tinja r Air buangan [ T a n a h
----
1
Vjrus : Enternvirus
Bakteri :
I
Coliform tinja
Salmonella Shigella Vibnb choierae Protozoa : Entarnoeba histolytica Metazoa : Ascaris lurnbricoides
J20
J
50
< 50 c 30 c 10 c5
< 30 C 30
c 15
c 15
J
1
20
c 10
bulanan bulanan S u m b e r : Miller Jr., d a n Schawitzbord, dalam Sumirat (1996)
bulanan
Menurut Sumirat ( 1996 ), kemampuan mikroba patogen menular pad a manusia dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu : 1. Periode laten bagi suatu mikroba untuk menjadi infeksius
2. Persistensi rnikroba di luar tubuh 3. Dapat tidaknya berkembang biak di luar tubuh manusia
Periode laten a d a yang panjang karena mikroba tersebut memerlukan waktu untuk d a p a t menjadi infektif, misalnya larva Schistosorna perlu memasuki tubuh h o s p e s s e m e n t a r a yaitu keong air, setelah itu menjadi infektif, namun a d a pula mikroba yang langsung infektif, rnisalnya Vibn'o. Persistensi a t a u kemampuan bertahan di luar tubuh manusia rnenentukan d o s i s infektif yang tsrsedia. Demikian pula bila mikroba d a p a t berkembang biak di luar tubuh, m a k a dosis infektif d a p a t tersedia dalam jumlah yang cukup banyak, misalnya Salmonella, d a p a t berkembang biak di dalam ma-
I
Mikmba patogen yang ada di dalam limbah dornestik, sangat berpe ngaruh terhadap peran air dalam penyebaran penyakit. Semakin besar volume limbah yang memasuki suatu perairan, semakin potensial pula perairan tersebut menyebabkan penyakit. Mikroba patogen yang mernasuki perairan merupakan penyebab berbagai macam penyakit menular. Penyakit tersebut dapat menular bila air yang mengandung mikroba patogen itu dipakai oieh masyarakat untuk mernenuhi kebutuhan sehari-hari. Adapun jenis-jenis mikroba yang dapat menyebar melalui air, adalah virus, bakteri dan protozoa (Ryadi, 1984). Beberapa jenis mikroba patogen yang penyebarannya melalui air kotor serta penyakit yang ditimbulkannya, dapat dilihat pada Tabel 8. Tabel 8. Mikroba yang Penyebarannya Melalui Air dan Penyakit yang Ditimbulkan PenyakJt Mlkroba
I
Virus : Rotavirus diarhe Virus hepatit~sA hepatitis A V.poIiomye/itis polio Sakteri : Vibrio cholerae , kolera Eschericbia coli enterogenik diarheldysentri Salmonella @phi thypus abdominalis Shigella dysentrfae dysentri Protozoa : Entarnoeba histolytica dysentn' amoeba Balantidia coti bakantidiasis Giardia {arnblia giardiasis Metazoa : Ascaris iumbricoides ascariasis Clonorchis sinensis chlonorchiasis Diphylobotrium /arum diphylobothriasis Taenia saginata taeniasis Taenia solium taeniasis Schistosorna schistosomiasis Surnber : WHO, dalam Sumirat , (1996)
j
t
1
Cara lain penyebaran mikroba patogen dari air kotor adalah rnelalui insekta yang bersarang atau hidup pada air tersebut. lnsekta yang mengandung berbagai jenis rnikroba penyebab penyakit tersebut
menyebar dan
menyerang manusia dengan caranya masing-masing. Semakin kotor suatu perairan, semakin banyak mengandung insekta yang dapat menyebarkan bibit penyakit ( Botts at at, 1989 ). Jenis insekta yang paling banyak dijumpai berperan sebagai penyebar penyakit adalah dari golongan nyamuk. Jenis-jenis nyamuk dan penyakit yang disebarkan serta penyebab penyakitnya, disajikan pada Tabei 9. Tabel 9. Beberapa Penyakit Bawaan Nyarnuk
)
1
Nyamuk
Penyakit
1
encephalitis
I Penyebab 1
I
Culicines : Culicines fatigans 1 C. pipiens j Aedes : j Aedes aegypti
1
/
1 fifariasis
Virus encephalitis Fifaria
dengue dengue haemorrhagic fever
Mopheline : Anopheles spp. 1 malaria Sumber : WHO, dalarn sumirat ( I 996)
Protozoa
b. Gangguan Terhadap Biota Perairan Tingginya kadar bahan pencemar yang terdapat di dalam limbah menyebabkan turunnya kadar oksigen yang terlarut di dalamnya. Hal tersebut akan mengganggu kehidupan yang membutuhkan oksigen di dalam air. Selain disebabkan oleh kurangnya oksigen terlarut, kemudian di datarn limbah juga disebabkan oleh adanya zat-zat beracun. Kematian yang terjadi selain menimpa hewan-hewanjuga terhadap bakteri yang seharusnya
1
40
d a p a t berperan dalam p r o s e s penjernihan limbah.
Akibatnya p r o s e s pen-
jernihan limbah menjadi terharnbat ( Lay d a n Hastowo, 1992 ). c. G a n g g u a n T e r h a d a p Keindahan
Banyaknya bahan organik yang terdapat di dalarn Bmbah menyebabkan tejadinya proses-proses pembusukan yang menghasilkan bau s a n g a t mengganggu. Selain menimbulkan baU busuk, proses tersebut juga akan rnenyebabkan kondisi limbah menjadi licin a t a u berlendir dengan penampakan yang sangat buruk ( Connel dan Miller, 1995 ). Dampak lain dari tingginya kadar bahan organik di dalam limbah adalah terbentuknya warna hitam atau warna lain yang sangat mengganggu pemandangan. Hal tersebut a k a n menjadi tebih parah jika terjadi p a d a kawasan rekreasi. d. G a n g g u a n t e r h a d a p B e n d a d a n B a r a n g
Apabila limbah mengandung karbondioksida yang agresif maka akan mempercepat lerjadinya proses pengkaratan p a d a benda yang terbuat dari besi yang ditalui oteh limbah tersebut. Selain itu limbah yang berkadar pH rendah ataupun yang tinggi, akan menimbulkan pula kemsakan terhadap benda-benda yang dilaluinya. Lemak yang berupa zat cair pada waktu dibuang k e saluran akan menumpuk s e c a r a kumulatif pada saiuran karena mengalami pendinginan d a n a k a n menernpel pada dinding saluran, yang pada akhirnya a k a n menyumbat aliran limbah ( L i e s at al, 1999 ).
2. Tanaman Air 2.1. JenisJenis Tanaman Air
Tanaman air merupakan bagian dari vegetasi penghuni bumi ini yang media tumbuhnya adalah perairan. Penyebarannya meliputi perairan air tawar, payau sampai k e lautan dengan beragam jenis d a n bentuk, serta sifatsifatnya. Walaupun masih banyak diantaranya belum diketahui, sebagian dari tanaman tersebut telah lama dikenal, bahkan telah dimanfaatkan untuk berbagai keperluan ( C a s e , 1994 ). P a d a perairan air tawar umumnya tanaman air tumbuh s e c a r a alami menempati bagian-bagian perairan yang s e s u a i dengan kemampuan d a n karakteristik masing-masing. Namun pada perkembangan selanjutnya, banyak terjadi perubahan p a d a komposisi kehidupan tanaman air tersebut akibat gangguan keseimbangan ekologis p a d a tempat tumbuhnya. Akibatnya, tidak sedikit dijurnpai kehidupan t a n a m a n air yang tidak seimbang, seperti ter- jadinya dorninasi satu jenis tanaman, bahkan a d a diantara jenis tanaman tertentu yang mengalami kepunahan. Menurut C a s e (1994), Moody (1 993) d a n Moore (1989 ), berdasarkan habitat d a n karakteristiknya, tanaman air d a p a t dibagi dalarn e m p a t golongan yaitu :
a. Tanaman Air Penghuni Bagian Tepi Perairan ( Marginal Aquatic Plant ) Yang termasuk p a d a golongan ini adalah tanaman air yang hidup pada bagian tepj suatu perairan. Sesuai dengan bentuk akar, batang d a n daun tanaman yang termasuk golongan ini dapat hidup p a d a bagian perairan
42
y n g dangkal sampai bagian yang tidak tergenang oleh air. Yang termas u k dalam golongan marginal aquatic plant antara lain adalah tanaman Juncus, Sagitari, Scirpus d a n iris. b. Tanaman Air Penghuni Bagian ~ e r m u k a a n( floating Aquatic Plant ).
Tanaman air yang tergolong floating aquatic plant adalah tanaman air yang hidup terapung di perrnukaan perairan dengan posisi akar yang melayang di dalam air. Bentuk akar yang terjurai memungkinkan jenis tanaman tersebut menyerap zat-rat yang diperlukan, terutama dari b a h a n yang terlarut d a n melayang di dalam perairan. Yang termasuk dalam golongan ini adalah Azolla, Lemna, Eicchornia d a n Salvinia. c. Tanaman Air yang Hidup Melayang di Dalam Perairan (Submerged
Aquatic Plant ). Tanaman jenis ini hidup di datam perairan dengan seluruh bagian tubuhnya terendarn di dalam air. Akarnya menyentuh d a s a r perairan, namun sebagian diantaranya rnelayang, sedangkan batang d a n daunnya bergerak mengikuti arah gerakan air. Pcsisi tanaman air jenis ini s a n g a t menunjang untuk menjadi saringan bagi berbagai jenis bahan terlarut yang ada di dalam perairan, sehingga s a n g a t membantu dalam proses penjernihan. Yang termasuk dalam golongan ini antara lain adalah tanaman Hydrilla, Callitfiche, Chara dan Elodea. d . T anaman Air yang Tumbuh pada Dasar Perairan ( Deep Aquatic Plant ). Tanaman air yang tergolong d e e p aquatic plant adalah tanaman air yang tumbuh pada d a s a r perairan dengan akar tertanam kuat pada bagian
43
d a s a r tersebut, s e d a n g k a n batangnya berdiri kuat menopang d a u n d a n bunga yang muncul p a d a permukaan air. Tinggi s e r t a posisi batang tan a m a n jenis ini biasanya tergantung pada kedatarnan perairan tempat hidupnya, sehingga a k a n dijumpai tinggi batang yang bervariasi serta posisi yang bsrbeda-beda. Yang t e r k a s u k golongan ini antara lain ada-
lah Aponogeton, Nuphar d a n Nymphaea. 2.2. Kebutuhan Unsur Hara Tanaman Air
Seperti halnya d e n g a n vegetasi lain, tanaman air juga memerlukan unsur hara tertentu untuk kelangsungan hidupnya. Beraneka ragam unsur hara diternukan di dalarn tubuh tanarnan, tetapi tidak berarti bahwa seluruh unsur tersebut dibutuhkan, bahkan a d a diantarnya yang d a p a t rnengganggu metabolisme a t a u rneracuni tumbuhan itu. Di dalam kaitan d e n g a n h a r a tanaman, dikenal a d a n y a unsur h a r a esensial bagi tanarnan yang merupakan bagian yang s a n g a t penting dalam membicarakan kehidupan tanaman. Menurut Epstein dalam Lakitan (1995).a d a d u a kriteria utama untuk menentukan esensial a t a u tidaknya suatu unsur bagi tanaman, yaitu : a. Suatu unsur disebut esensial apabila t a n a m a n tidak mampu menyem-
purnakan d a u r hidupnya tanpa unsur hara tersebut. b. Suatu unsur disebut esensial apabila unsur tersebut menjadi bagian dari
molekul a t a u kandungan yang esensial bagi tanaman. Arnon d a n Stout dalam Salisbury d a n R o s s (3995)m e n a m b a h k a m kriteria k e tiga yaitu, unsur hara esensial tersebut, haruslah s e c a r a
44
langsung berperan dalam tanarnan, d a n bukan rnenyebabkan s u a t u unsur lain rnenjadi lebih rnudah tersedia atau melawan efek unsur lain. Lakitan (1995). mengemukakan s u a t u defenisi y a n g hampir s a m a d e n g a n Epstein, bahwa s u a t u unsur disebut esensial bagi t a n a m a n apabila : a. Tumbuhan tidak d a p a t melengkapi d a u r hidupnya (sampai menghasilkan
biji yang d a p a t tumbuh) apabila unsur tersebut tidak tersedia. b. Unsur tersebut merupakan penyusun s u a t u molekul a t a u bagian tanama n yang esensial bagi kelangsungan hidup t a n a m a n tersebut, rnisalnya unsur N s e b a g a i penyusun protein d a n MQs e b a g a i penyusun kjorofil. Berdasarkan kriteria tersebut, m a k a a d a 16 unsur hara esensial tan a m a n d a n s e b a g i a n b e s a r dari unsur tersebut d i p e r d e h dari d a l a m t a n a h a t a u media turnbuhnya, s e d a n g k a n yang lain diperoleh dari udara. Unsur hara esensial d a p a t digolongkan s e s u a i konsentrasi yang d i a n g g a p cukup dalam jaringan s u a t u t a n a m a n , yaitu unsur h a r a makro d a n unsur h a r a mikro. Yang tergoiong u n s u r h a r a rnakro a d a l a h u n s u r esensial d e n g a n konsentrasi 0.1% (1000 ppm) a t a u lebih, s e d a n g k a n unsur hara mikro d e n g a n konsentrasi kurang dari 0,1%. Dengan demikian y a n g tergoiong u n s u r h a r a makro a d a t a h C, H. 0,N, P, K, C a . Mg, d a n S. Adapun unsur-unsur h a m mikro a d a l a h CI, fe, B, Mn, Zn, C u d a n Mo ( Lakitan, 1995 ). Daftar unsur hara esensial bagi t a n a m a n disajikan pada Tabel 10. Dari 16 unsur hara esensial, 1 3 diantaranya diperoleh dari
dalam
tanah a t a u media turnbuhnya yaitu N, P, K, S. Mg, C a , Fe. CI, Mn, B, Zn,
Cu dan Mo. Setiap unsur hara esensial tersebut mempunyai fungsi masingmasing di dalam tubvh tanaman Tabel 10. Unsur Hara Esensial dan Konsentrasi Berkecukupan Simbot
Unsur
Bentuk tersedia C02
Karbon
C
Hidrogen Oksigen
H 0
Nitrogen
N
02, Hz0 NO3-.NH4'
Kalium
K
' K
Fosfor
I
Mg P
I
WIg2+ H2P01.
I 1
/
24.32
Ktorida
Ci
C1-
35.46
Besi
Fe
Fez', Fe3'
55.85
Mangan
Mn
Mn2c
Seng Tembaga Moiibdenurn
~n Cu Mo
54.95 HJBOJ 10.82 zn2' 65.38 CV" 63.94 1 ~ 0 0 ~ " 95.94
I
1 1 1
450.000 60.000
45.0
10.000 5.000
so4"
I
45.0
39.10 40.08
S
B
450.000
15.000
Belerang
I 1 1
Berkecukupan (ppm)
16.00 14.01
30.98 32.07
Boron
Konsentrasi (pprn)
12.01 1.01
Ca2'
Ca
Kalsiurn Magnesium
, Hz0
Bobot atom
1 1 1 1 1
2.000
2.000
/
I 20 1 1 20 l3
0.1
0.2
0.002 0.002 0.0006 0.00002
Sumber : Lakitan. 3995. Menurut Salisbury dan Ross (19951,unsur hara esensial mempunyai fungsi masing-masing bagi tanaman, yang secara garis besar dapat dijelaskan sebagai berikut
Nitrogen. Dalarn jaringan tanaman, nitrogen merupakan komponen penyusun dari banyak senyawa esensial bagi tanaman, misalnya asam-asam amino. Karena setiap molekul protein tersusun dari asam-asam amino dan setiap enzim adalah protein, maka nitrogen juga merupakan penyusun
46
protein dan enzim. Selain itu nitrogen juga terdapat di dalam klorofil, hormon dan auksin.
Fosfor. Fosfor merupakan bagian yang esensial dari berbagai gula fosfat yang berperan dalarn reaksi-reaksi pada fase gelap dalam proses fotosintesis, respirasi dan berbagai proses metabolisme lainnya. Fosfor juga merupakan bagian dari nukleotida (dalam RNA dan DNA) dan fosfolipida penyusun membran. Kalium.
Kalium tidak disintesis menjadi senyawa organik oleh tanaman,
sehingga unsur ini tetap sebagai ion daiam tanaman. Kalium berperan sebagai aktivator dari berbagai enzim yang esensial dalam reaksi-reaksi fotosintesis dan respirasi, serta untuk enzim yang terlibat dalam sintesis protein dan pati. Kaliurn juga merupakan ion yang berperan dalarn rnengatur tekanan turgor sel. Dalam kaitan dengan pengaturan turgor sel, peran yang penting adalah proses membuka dan menutupnya stomata.
Belerang. Sebagian besar belerang dalam tanaman terdapat sebagai penyusun asam amino sistein, tiamin dan biotin.. Belerang juga terkandung dalam koenzim A,
yaitu senyawa untuk respirasi dan sintesis serta
penguraian asam-asam lernak.
Magnesium. Magnesium merupakan unsur penyusun klorofil. Seiain itu yang menjadikan magnesium sebagai unsur hara esensial adafah karena magnesium bergabung dengan
ATP, agar AT? dapat berfungsi dalam
berbagai reaksi. Magnesium juga merupakan aktivator dari berbagai enzim dalam reaksi fotosintesis, respirasi dan pembentukan DNA dan RNA.
47
Kalsium. Peranan unsur kalsium adalah s e b a g a i unsur pengikat antara kolekul-molekul fosfolipida a t a u antara fosfolipida d e n g a n protein penyusun membran. yang menyebabkan rnembran dapat berfungsi s e c a r a normal pada s e m u a sel.
Kalsium juga dapat m e m a c u aktivitas berbagai enzim,
tetapi sekaligus d a p a t menghambat aktivitas beberapa enzim lainnya. Besi. Besi merupakan unsur hara esensial karena msrupakan bagian dari
enzim tertentu. juga bagian dari protein yang berfungsi s e b a g a i p e m b a w a elektron p a d a fotosintesis d a n respirasi. Besi mengalami oksidasi d a n reduksi antara Fez' d a n Fe3*, karena ia b e r p e m n sebagdr pembawa elektron. Kekurangan unsur besi p a d a tanaman mengakibatkan terjadinya klorosis p a d a d a u n muda. urat d a u n berwarna hijau khas, tangkai d a u n pendek d a n pipih.
Klor. Fungsi penting dari klor adalah rnenstimulasi p e m e c a h a n molekul air p a d a fase terang p r o s e s fotosintesis. Selain itu klor juga esensiai untuk proses pernbelahan sel. d a n aktif mengendalikan tekanan osmosis. Gejala kekurangn klor p a d a t a n a m a n adalah menurunnya pertumbuhan, terjadinya kelayuan d a n timbutnya bercak klorosis d a n nekrosis. Mangan. Mangan berkrngsi s e b a g a i aktivator dari beberapa enzim. Selain itu seperti halnya d e n g a n klor, mangan juga berperan dalam menstirnulasi p e m e c a h a n molekul air p a d a fase terang p a d a p r o s e s fotosintesis. Mangan juga merupakan kornponen struktural dari sistem membran kloroplast. Boron. Fungsi boron dalam metabolisms t a n a m a n masih belum jelas, tetapi Beberapa ahli berpendapat bahwa boron mempunyai fungsi p a d a membran,
narnun fungsi tersebut belum jelas. Seng. Seng ikut terlibat dalam pembentukan klorofil dan pencegahan ke-
rusakan molekul klorofil. Beberapa enzim hanya dapat berfungsi jika terdapat unsur seng yang terkait kuat pada molekul enzirn tersebut. Tembaga. Tembaga terdapat pada bagian enzim atau protein yang terlibat
dalam reaksi oksidasi dan reduksi. Contoh yang paling penting unsur Cu adalah pada enzim sitokrom oksidase (enzim oksidase pada mitokhondria) dan plastosianin (protein pada kloroplast ). 2.3. Proses Penyerapan Unsur Hara.
Sebagian besar unsur yang dibutuhkan oleh tanaman diserap dari larutan tanah melalui akar, kecuali karbon dan oksigen yang diserap dari udara melalui daun. Unsur hara dapat kontak dengan permukaan akar rnelalui proses difusi di dalam tanah, terbawa oleh aliran tanah rnenuju permukaan akar, serta karena adanya pertumbuhan akar ke arah posisi hara tersebut. Proses penyerapan unsur hara oleh tanaman dapat beilangsung, jika unsur hara tersebut sudah kontak dengan perrnukaan akar. Pada senyawa polisakarida yang menyusun dinding sel primer akan, terdapat pori-pori yang dapat dilalui oleh berbagai senyawa yang terlarut. Dengan demikian pada dasarnya dinding sel tidak merupakan penghalang atau hambatan bagi pergerakan ion rnenuju pembuluh xilern. Pada saat diangkut melalui dinding sel dari epidermis ke endodermis, sebagian ion akan diserap pula oleh sel-sel yang dilaluinya.
Sebagian ion yang telah masuk ke sel-set tersebut akan diangkut pula masuk ke vacuola sel. Peranan vacuola sangat penting dalam penurunan potensi osmotik akar, sehingga mempercepat serapan air dan meningkatkan tekanan turgor sel-sel tersebut serta memacu perturnbuhan akar menembus tanah. Serapan ion dikendalikan oleh membran, dan sehubungan dengan peranan rnembran tersebut, rnaka menurut Lakitan ( 1995 ), ada empat prinsip penyerapan ion, yaitu : a. Jika sel tidak melangsungkan metabolisme atau mati, maka membrannya akan lebih mudah dilalui oleh bahan-bahan yang terlarut.
b. Molekul air dan gas-gas yang terlarut di dalamnya seperti N2, 0
2
dan C02
dapat melalui membran dengan mudah. c. Bahan terlarut yang bersifat hidrofobik menembus membran dengan kemudahan sebanding dengan tingkat kelarutannya dalarn lemak.
.-
d. Ion-ion atau molekc~lyang bersifat hidrofilik der~gantingkat kelarutan dalam lemak yeng sama akan menembus membran dengan tingkat kemudahan yang berbanding terbalik dengan ukurannya (bobot molekulnya). Jika sel dimatikan dengan perlakuan suhu tinggi atau dengan racun. maka sebagian ion ( atau bahan terlarut ) akan keluar dengan mudah dari dalam sitoplasma sel. Kejadian yang sama akan terjadi jika proses metabolismenya
dihambat
dengan
perlakuan suhu
rendah,
atau
dengan
50
menggunakan s e n y a w a tertentu. Hal tersebut merupakan bukti bahwa permeabilitas membran ion tersebut meningkat. Menurut Baker (1987),karakteristik s e r a p a n hara oleh tanarnan a d a empat, yaitu bersifat akurnulatif, seiektif, satu arah d a n tidak jenuh. Keempat karakteristik tersebut d a p a t dijelaskan s e b a g a i berikut : Bersifat akumulatif. Konsentrasi hara esensial dalm sel d a p a t menjadi jauh
lebih tinggi dibanding konsentrasi p a d a larutan di luar sel. Penyerapan h a r a pada waktu lama yang menyebabkan konsentrasi hara dalarn sel jauh lebih tinggi ini disebut s e b a g a i akumulasi hara. Bersifat selektif.
P r o s e s penyerapan ion oleh sel akar, bersifat
selektif. Menurut lakitan (1995).sifat selektif a k a r tidak hanya terjadi p a d a penyerapan ion, tetapi juga p a d a penyerapan senyawa organik seperti asarn amino d a n gula.
Sifat selektif a k a r tersebut s a n g a t bermanfaat untuk
rnencegah masuknya ion-ion a t a u senyawa-senyawa yang tidak dibutuhkan atau yang d a p a t mengganggu kehidupan tanarnan. Bersifat satu arah. S e r a p a n ion lebih bersifat satu a r a h karena proses
masuknya ion k e sitosoi sel Iebih rnudah, tetapi untuk kembaQ keluar dari sei a k a n lebih sulit. Selanjutnya, Salisbury d a n R o s s (1995) rnenjelaskan bahwa sel a k a r d a p a t menyerap ion yang dibutuhkan d e n g a n cepat dan dalam
waktu yang lama, narnun ion tersebut s a n g a t sulit untuk dikeluarkan kembali. Akibatnya, terjadi penirnbunan ion di dalam sei yang menyebabkan konsentrasi ion di dalam sel akar lebih tinggi dibandingkan d e n g a n di luar.
57 Tidak dapat jenuh. Serapan ion oleh akar mempunyai d u a mekanisrne ber-
beda yakni untuk serapan pada konsentrasi rendah d a n s e r a p a n pada konsentrasi tinggi. Jika serapan sepenuhnya berlangsung s e c a r a difusi, maka laju serapan a k a n rneningkat s e c a r a linier dengan meningkatnya konsentrasi dalam larutan di luar sel. P a d a kenyataannya, laju s e r a p a n berlangsung lebih cepat dan tidak bersifat linier. Selanjutnya, menurut Epstein dalam Lakitan (39959, unsur hara a k a n diserap s e c a r a difusi jika konsentrasi di luar sitosol ( p a d a dinding sei atau larutan tanah ) lebih tinggi dari konsentrasi di dalam sitosd. P r o s e s difusi tersebut dapat berlangsung karena konsentrasi beberapa ion di dalam sitosol dipertahankan untuk tetap rendah, karena begitu ion-ion tersebut masuk dalam sitosol, akan segera dikonversi k e bentuk lain, misalnya NO$ s e g e r a direduksi menjadi NH;
yang selanjutnya digunakan dalam sintesis a s a m
amino d a n kemudian menjadi protein, sedangkan
senyawa
H2POi
dikonversi menjadi gula fosfat, nukleotida, RNA a t a u DNA. Dengan demikian konsentrasi ketiga anion tersebut dalam sitosol, cenderung untuk tetap rendah d a n menyebab- kan proses difusi dapat terus berlangsung. Beberapa ion tidak segera atau tidak s a m a sekali dikonversi k e bentuk lain setelah masuk datam sitosol, misalnya
c,Na*, C1- d a n
HzB03.
Kation yang bervalensi 2 seperti kalsium, magnesium, besi, s e n g , mangan d a n tembaga dapat s e g e r a terikat pada g u g u s bermuatan negatif dari molekul protein, sehingga mengurangi jumlah kation tersebut yang dalam bentuk b e b a s p a d a sitosol sel.
52
P a d a kenyataannya, walaupun konsentrasi di dalam sitosol jauh lebih tinggi, proses s e r a p a n ion masih terus berlangsung. P a d a kondisi tersebut s e r a p a n ion a k a n tergantung p a d a ketersediaan ATP, berarti tergantung pula p a d a kemampuan sel melangsungkan respirasi untuk menghasilkan ATP. Selanjutnya ATP terhidrolisis untuk menghasilkan energi, d a n p r o s e s itersebut menguntungkan dalam pengangkutan ion. Keuntungan pertarna adalah d a p a t rnenyebabkan sitosol lebih bermuatan negatif, sedangkan di luar sitosol a k a n lebih bermuatan positif. Keuntungan kedua adalah menyebabkan pH menurun. Muatan negatif dari sitosol a k a n merangsang kation m a s u k k e dalam sitosol. Perubahan muatan d a n pH di dalam d a n di b a r sitosol s e b a g a i akibat hidrolisis ATP, disebabkan karena molekul air yang digunakan tersebut terbentuk dari OH- yang berasal dari luar sitosol, s e d a n g k a n H' berasal dari dalam sitosol. P e r b e d a a n rnuatan akibat hidrolisis ATP memacu masuknya kation k e dalarn sitosol, tetapi sebaliknya, ha1 tersebut tidak m e m a c u untuk masuknya anion. Pergerakan ion H' dari konsentrasi tinggi k e tempat yang konsentrasinya lebih rendah a k a n menghasiikan energi, d a n energi tersebut digunakan untuk rnengangkut ion lain, meiawan a r u s perbedaan konsentrasinya ( dari konsentrasi rendah k e konsentrasi tinggi ). Pengangkutan ion H+ k e dalam sitosol oleh protein pembawa, d a p a t pula dibarengi d e n g a n pengangkutan kation lain k e luar sitosol ( Baker. 1987 ).
3. Beberapa Cara Pengolahan Limbah Rumah Tangga Selama ini tetah diternukan beberapa cara pengolahan limbah, baik untuk limbah industri maupun limbah rumah tangga. Namun demikian, penerapan teknologi pengolahan limbah tersebut belurn sampai menjangkau limbah rumah tangga. Hal tersebut disebabkan antara lain karena tingginya biaya yang diperlukan, sulitnya penerapan sistern a t a u c a r a itu, serta rnasjh rendahnya kesadaran masyarakat tentang pentingnya pengolahan limbah rumah tangga Terlepas dari adanya kesulitan yang dihadapi, a d a bsiknya dikemukakan s e c a r a garis besar tentang beberapa metode pengolahan limbah yang selama ini telah diternukan, Dengan mengetahui metode-metode tersebut dapat diadakan perbandingan untuk menjadi masukan pada upaya penciptaan suatu sistem yang lebih sederhana d a n rnudah dirnanfaatkan. Adapun c a r a pengolahan limbah yang selarna ini t d a h diternukan, baik untuk industri maupun untuk rurnah tangga adalah sebagai berikut : 3.4. Pengenceran ( Dilution )
Pengolahan limbah dengan cara pengenceran adalah dimaksudkan untuk menurunkan konsentrasi limbah sampai cukup rendah sebelum dibuang k e badan-badan air atau lingkungan. Dalarn keadaan tertentu dapat pula dilakukan proses pengoiahan s e d e r h e n a seperti pengendapan, penyaringan ( Pandia, 1995 ).
54
Pesatnya
pertumbuhan penduduk d a n
terjadinya perkembangan
pada s e m u a sektor kehidupan maka cara tersebut tidak dapat lagi dipertahankan, mengingat volume d a n jenis serta kandungan limbah semakin tinggi. Selain itu, sistem pengenceran memiliki kekurangan, antara lain oksigen terlarut di dalam perairan c e p a t habis, sehingga mengganggu kehidupan organisme. Cara tersebut juga dapat meningkatkan pengendapan
zat-zat
padat
yang
rnempercepat
pendangkalan
dan
menyebabkan
terjadinya penyumbatan d a n banjir. 3.2. P e n g a i r a n T e r b u k a
Cara ini umumnya digunakan di daerah-daerah di iuar kota, atau di p e d e s a a n k a ~ e n amernerlukan tanah yang cukup luas d a n tidak dekat dengan wilayah pemukirnan. Limbah dialirkan k e dalam parit terbuka yang digali p a d a sebidang tanah, d a n air a k a n m e r e m b e s masuk k e dalam tanah melalui d a s a r dan dinding parit tersebut. P a d a keadaan tertentu air buangan d a p a t digunakan untuk pengairan ladang, pertanian atau perkebunan d a n sekaligus bei-fungsi sebagai pupuk. Hal ini terutama dilakukan untuk mernbuang limbah yang berasal dari peternakan, perusahaan susu, perusahaan makanan ka\eng d a n tempattempat lain yang limbahnya mengandung z a t organik d a n protein yang cukup tinggi d a n dibutuhkan oleh tanaman ( Haryoto, 1985 ). 3.3. Kolam O k s i d a s i a t a u Stabilisasi
Pengolahan limbah dengan cara oksidasi a t a u stabilisasi biasanya digunakan untuk kelompok masyarakat kecil, terutama d a e r a h pedesaan.
Prisnip kerjanya adalah pemanfaatan pengaruh sinar matahari, ganggang, bakteri dan oksigen dalarn proses pernbersihan alamiah. Limbah dialirkan k e dalam koiam b e s a r berbentuk e m p a t persegi panjang dengan kedalaman 1 sampai 1.5 meter. Dinding d a s a r kolam tidak perlu diberi lapisan apapun. Luas kolam tergantung p a d a volume limbah yang akan diolah d a n biasanya digunakan luas lahan s e b e s a r 4072 m2 untuk f 00 orang. Lokasi kolam minimal berjarak 500 meter dari daerah pemukiman dan ditempatkan di daerah terbuka yang memungkinkan adanya sirkulasi angin ( Suriawiria, 1986 ). S e c a r a skematis kolam oksidasi a t a u stabilisasi disajikan
pada Gambar 2. permukaan air
reaerasi akibat hembusan cahaya matahari
daerah bebas
O2
dind~ng kolam
bakteri
algae
COz,H2S
, C02
saluran limbah
dasar kolam
fimbah
dekornposisi
Garnbar 2. S k e m a d a n P r o s e s Kerja Kolam Oksidasi atau Stabilisasi ( Sumber : Suriawiria, 1986 ) Cara k e j a kolam oksidasi a t a u stabilisasi adalah sebagai berikut :
a. Empat unsur yang berperan daiam proses pembersihan alamiah in1 ada!ah sinar matahari. algae, bakteri d a n oksigen.
56 b.
Algae dengan butir klorofil, di dalam limbah melakukan proses fotosintesis dengan bantuan sinar matahari, sehingga tumbuh dengan subur.
c.
Pada proses sintesis untuk pembentukan karbohidrat dari
ti20
oleh kforofil di bawah pengaruh sinar rnatahari terbentuk
02.
dan COz Oksigen
tersebut digunakan oleh bakteri aerobik untuk rnelakukan dekomposisi zat-zat organik yang terdapat dalam limbah. Di sarnping itu terjadi pula pengurai- an
zat-zat padat, sehingga terjadi pengendapan. Dengan
demikian, nilai
BOD dan
padatan terlarut
limbah tersebut
akan
berkurang, sehingga relatif aman bila akan dibuang ke badan-badan air.
3.4. Saringan Psrcikan Cara ini menggunakan prinsip pengolahan limbah dengan mekanisme aliran yang jatuh dan mengalir perlahan-lahan rnelalui lapisan batu untuk kemudian disaring.
Saringan percikan
terbuat dari bejana yang tersusun
oleh lapisan materi yang kasar, keras, tajarn dan kedap air. Bentuk bejana -dan lapisannya disesuaikan dengan sistem distribusinya. Dinding biasanya dibuat dari beton atau bahan lain dengan ketebalan 20
- 30 cm. Sepanjang
dinding diberi ventilasi agar proses kerja mikroba dapat berlangsung dengan baik. Saringan percikan mempunyai tiga sistem utama, yaitu sistem distribusi, pengolahan (pada media filter) dan pengumpul. Secara sederhana sistem saringan percikan disajian pada Gambar 3. Adapun cara kerjanya dapat dijelaskan sebagai berikut :
a. Limbah dari rumah tangga dialirkan masuk ke alat saringan melalui pipa influen. Melalui pipa distributor yang mempunyai lubang pemercik, limbah tersebut dijatuhkan secara perlahan pada batu-batu penyaring yang tersusun sedemikian rupa dengan kemiringan sekitar 1O h . b. Setelah melalui penyaringan oleh batuan, limbah secara perlahan mengalir ke bak penampungan efluen yang dilengkapi pipa pembuangan . c. Melalui pipa efluen, limbah yang telah jernih dan diuji kandungannya,
dilepas ke lingkungan. limbah dari rumah tangga
er 2.5 - 7.5 cm
I=I
-
pipa efluen
Gambar 3. Skema Saringan Percikan ( Sumber : Suriawiria, 1986)
3.5. Lumpur Aktif Pengolahan limbah dengan cara ini bertujuan melakukan penjernihan sebelum dilepas ke perairan. Penjernihan ini dimaksudkan sebagai pengendalian kandungan mikroorganisme, kimia dan fisik melalui proses tertentu. Pengolahan limbah dengan lumpur aktif menggunakan prinsip penguraian zat organik oleh mikroba tertentu dalam keadaan aerob. Selanjutnya bakteri dan hasil uraiannya akan dikonsumsi oleh protozoa yang kemudian mati dan mengendap di bawah dasar tangki. Bagian atas air akan menjadi jernih dan setelah memenuhi syarat dapat dilepaskan ke lingkungan. Secara sederhana, perangkat yang digunakan serta proses kerja sistern pengolahan limbah dengan lurnpur aktif, disajikan pada Gambar 4. Adapun proses kerjanya adalah sebagai berikut : a. Limbah rurnah tangga atau industri dialirkan ke tangki aerasi. Selanjutnya dimasukkan mikroba pengurai untuk memakan zat-zat yang terkandung di dalam limbah. Khusus limbah rumah tangga yang umumnya mengandung zat organik, mikroba yang tepat adalah bakteri. b. Dari tangki aerasi, bakteri beserta hasil uraiannya dialirkan ke tangki pengendap. Pada tangki ini dimasukkan mikroba pemangsa bakteri dan hasil uraiannya, dalam hal ini protozoa.
c. Lapisan air sebelah atas pada tangki pengendap merupakan lapisan yang jernih sebaga~ hasil kerja mikroba pengurai dan pemangsa.
d. Endapm protozoa dan bakteri masih dapat didaur ulang seperti proses
pertama apabila masih dianggap perlu, dan apabila tidak dapat diolah lagi, maka endapan tersebut dibuang sebagai lumpur buangan.
tangki aerasi limbah L
tangki pengendap
I
-
I
efluen L
___)
- A \ , -:1 1
1
Udara 4
-
A- -+
kernballan lumpur akt~f Gambar 4
lumpur
buangan lumpur
Bagan Pengolahan L~mbahdengan Lumpur Aktif ( Sumber
Haryoto. 1985 )
3.6. Pengolahan Limbah Secara Mekanik dan Biologis Cara ini mer~lpakansistem pengolahan limbah yang lebih kompleks, karena
pengolahzn
secara
mekanik
merupakan
pengolahan
sedangkan pengolahan biologis merupakan pengolahan sekunder.
primer, Cara
tersebut terutama digunakan pada daerah perkotaan dan umumnya dapat mengolah berbagai jenis limbah baik yang berasal dari rumah tangga maupun dari industri.
Denah dan alur dari pengolahan limbah secara mekanik dan biologis disajikan pada Gambar 5. Adapun proses keja sistern ini adalah W a - i
berikut : a. Pada pengolahan primer, pekejaan pertarna adafah menghilangkan kotoran dalam ukuran besar seperti sampah, kayu, besi dan bangkai dengan cara mengalirkan limbah meialui san'ngan kawat besi dengan garis tengah 2,5 cm. Semua benda kasar dengan garis tengah febih dari
2,5 cm akan tertahan, selanjutnya cairan dialirkan ke saluran pengendapan kerikil atau pasir. b. Cairan dialirkan ke tangki pengerrdapan pertarna (primary sedimentatif tank) ke dasar tanski. Lumprrr kasar ini kemudian dipompa keluar dan dimasukkan ke dslam tangki pelurnat (sludge digestion tank), selanjutnya dimasukkan ke dalern tangki pengeringafl. Cairan yang tertinggai diolah lebih lanjut dan dialirkan ke pengolzhar: sekunder.
-
c. Pada pengolahan szkunder, bakteri-bakteri aerobik tumbuh dan rnelskukan dekornposisi zerobik.
Baizeri-bakteri tersebut memerltikan banyak
oksigen yang berasni dari udara. %!ah
salu cara mendapaikannya ada-
lah dengan menyemproikan cairan ke daiam bak yang beriapisan kerikil yang berfungsi sebagai penyaring. Cara iain yakni dengan menyemprotkan oksigen dari dasar tangki ke dalam tangki aerasi.
d. Cairan dialirkan ke dalam tangki pengendapan terakhir ( fna) sedimentation tank ) yang berisi lurnpur dan mikroorganisme. Endapan lurnpur aktif
(activated sludge) sebagian besar digunakan kembali dan dimasukkan ke dafam tangki aerasi, sisanya dibuang setelah dilomatkan dan dikeringkan.
2
1
+ -
-+
8
Keterangan
: 1. Saringan besi. 2. Pengendapan pasir dan lurnpur. 3. Tangki sedimen pertama, 4. Tangki aerasi. 5. Tangki sedimen terakhir. 6. Sungai atau badan air, 7. Tangki pelurnat. 8. Pembangkit tenaga. 9. Lurnpur gas. 10.Saluran pemb~anganlurnpur.
Gambar 5. Denah dan Alur Pe~igolahanLimbah Secara Mekanjk dan Biologis ( Sumber : Haryoto, 1985 )
