142
DAFTAR PUSTAKA
1. Abdul Talib, Prof. Dr. Ir. Suhaimi, Benefiting From Microbial Processes In Sewer Networks During Transport of Municipal Wastewater, Faculty Engineering, University Teknologi Mara, 4050 Shah Alam, Selangor, Malaysia, 2003. 2. Alaerts, G., Santika, S.S., Metoda Penelitian Air, Penerbit Usaha Nasional, Surabaya, 1984 3. Anonim, Penuntun Praktikum Laboratorium Lingkungan, Departemen Teknik Lingkungan, FTSL ITB, 2002 4. Benefield, Larry D, Randall, Clifford W, Biological Process Design for Wastewater Treatment, Prentice Hall, Inc., USA, 1980 5. Bitton, Gabriel, Wastewater Microbiology, Departement of EE Sciences, John Wiley and Sons, University of Florida, Gainesville, 1994 6. Bishop, P.L., The Role of Biolfilms in Water Reclamation and Reuse, Departement of Civil and Engineering, Water Science and Technology, IWA Publishing, 2007 7. Gray, Harold F., Sewerage in Ancient and Medieval Times, Sewage Works Journal, 1940, Water Environment Federation, Alexandria, Vancouver, 1940 8. Gustiani, Sri, Kinetika Penyisihan Zat Organik dalam Air Limbah Domestik pada Saluran Air Buangan sebagai Plug Flow Reactor, Laporan Tesis, Institut Teknologi Bandung, 2006 9. Hammer, Mark J., Water and Wastewater Technology, Wiley and Sons, New York, 1973 10. Hardjosuprapto, Moh. Masduki (MODUTO), Penyaluran Air Buangan Vol II, Institut Teknologi Bandung, Bandung, 2000. 11. Horan, N.J.,. Biological Wastewater Treatment Systems, John Wiley & sons, Singapura, 1993. 12. Huisman, Jacob L., Transport and Transformation Processes in Combined Sewers, Dessertation, Delft University of Technology, Zurich, 2001. 13. Hvitved-Jacobsen, T., J. Vollertsen, P.H Nielsen, A Process and Model Concept for microbial Wastewater Transformations In Gravity Sewers, Water Science and Technology, 2001
143
14. Imhoff, Karl, Muller, W.J., Thistlethwayte, D.K.B, Disposal of Sewage and Other Waterborne Wastes, Butterworths, Australia, 1972 15. Kim, S.W., Possibility of Sewage and Combined Sewer Overflow Reuse with Biological Aerated Filters, Departement of Civil And Environmental Engineering, Korea University, S-1, Anam Dong, Seoul, Korea, Water Science and Technology Volume 55, IWA Publishing, 2007. 16. Langeveld, JG., Interactions Within the Wastewater System : Requirements for Sewer Processes Modelling, Section of Sanitary Engineering, Delft University of Technology, Sewer Processes and Networks, Paris, France, 2002 17. Mangunwidjaja, Djumali dan Suryani, Ani, Teknologi Bioproses, Perpustakaan Nasional. Jakarta, 1994. 18. Mara, Duncan, Sewage Treatment in Hot Climates, Department of Civil Engineering University of Dundee. Scotland, 1975. 19. Metcalf and Eddy, Waste Water Engineering : Treatment, Disposal, Reuse, Fourth Edition, McGraw Hill, Singapore, 2003. 20. Mourato, S., Modellling Sewer Pollutant Degradation Processes in The Costa de Esttoril Sewer System, Sewer Processes and Networks, paris, France, 2002. 21. Okun, D.A, Ponchis, G, Community Wastewater Collection and Disposal, World Health Organization, Geneva, 1975 22. Pomeroy, R.D and Parkhurst, JD, Self Purification in Sewers, Proceedings of The 6th International Conference of IAWFRC, 1972. 23. Sawyer, C.N, McCarthy, P.L., Parkin, G.F, Chemistry for Environmental Engineering, McGraw Hill International Edition, 1991. 24. Soewondo P., Pemanfaatan Sewerage sebagai Bioreaktor Pengolahan Limbah Cair Domestik untuk Mengurangi Beban Pencemaran di Perkotaan, Laporan Program Riset ITB 2005, Departemen Teknik Lingkungan, ITB, 2005 25. Sukarma, Risyadam and Poland, Richard, Overview of Sanitation and SewerageExperience and Policy Options, Urban Development Sector Unit, Indonesia Country Management Unit East Asia and Pacific Region, 1999. 26. Ward, E A R., Principles of Wastewater Treatment, National Science Development Board, Manila, Phillipines, 1983
144
27. Wisjnuprapto, Pengantar Bioproses, Departemen Teknik Lingkungan, ITB, Bandung, 1995 28. Wisjnuprapto, Djajadiningrat, Bioreaktor Pengolahan Limbah Cair, Departemen Teknik Lingkungan, ITB, Bandung, 1991 29. Yulianto, Andik, Laju Penurunan Beban BOD, COD dan TSS di dalam Jalur Utama Sistem Air Buangan (Main Sewer) Studi Kasus Kota Jogjakarta, Laporan Penelitian Dikti, FTSP Universitas Islam Indonesia, Jogjakarta, 2006.
145
Lampiran A Analisa COD (Chemical Oxygen Demand) 1. Metoda : Open Reflux Method 2. Prinsip Senyawa organik dalam air dioksidasi oleh larutan Kalium dikromat dalam suasana asam sulfat pada temperatur 15oC. Kelebihan Kalium dikromat dititrasi oleh larutan Ferro Ammonium Sulfat (FAS) dengan indikator ferroin. 3. Pereaksi
Larutan Standar Kalium dikromat 0.25 N 12.259 gram K2Cr2O7 p.a yang telah dipanaskan pada temperatur 105 oC selama 1 jam ditimbang dengan teliti dan diencerkan dengan aquadest hingga volumenya tepat 1 liter.
Pereaksi Asam Sulfat – Perak Sulfat (Asam COD) 5.5 gram Ag2SO4 dimasukkan ke dalam 1 kg H2SO4 pekat dan dibiarkan selama 1 atau 2 hari untuk melarutkan serbuk tersebut.
Larutan indikator ferroin 1.485 gram 1,1 O-phenantrolin monohidrat dan 695 mg FeSO4.7H2O dilarutkan dalam aquadest dan diencerkan hingga volumenya 100 ml. Indikator ini harus dibuat baru.
Larutan Ferro Ammonium Sulfat 0.25 N 98 gram Fe(NH4)2(SO4).6H2O pekat dan encerkan hingga volumenya 1 liter.
Merkuri Sulfat Digunakan serbuk HgSO4 p.a.
4. Cara Kerja
20 ml sampel air dimasukkan ke dalam labu reflux, tambahkan 0.07 gr HgSO4, 1 ml K2Cr2O7 dan 3 ml asam COD.
146
Labu reflux dipasang pada kondensor dan dipanaskan selama 2 jam mendidih. Setelah dingin, labu reflux dilepas dari kondensor, lalu dituangke dalam labu erlenmeyer. Labu reflux dibilas dengan aquadest sampai bersih. Tambahkan indikator ferroin 2 sampai 3 tetes.
Titrasi dengan larutan FAS 0.1 N hingga terjadi perubahan warna dari hijau menjadi merah coklat.
Diperlukan percobaan untuk membuat blanko panas dan blanko dingin. Untuk blanko panas, sampel diganti dengan aquadest. Sedangkan untuk blanko dingin, pada labu reflux hanya dimasukkan asam COD dan 1 ml K2Cr2O7 dan tidak dipanaskan
147
Lampiran B Analisa BOD (Biochemical Oxygen Demand)
1. Metode Percobaan uji hayati (bioassay). 2. Prinsip Pengukuran BOD terdiri dari pengenceran sampel, inkubasi selama 5 hari pada suhu 20° C dan pengukuran oksigen terlarut sebelum dan sesudah inkubasi. Penurunan oksigen terlarut selama inkubasi menunjukkan banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh sampel air. Oksigen terlarut dianalisa dengan menggunakan metode titrasi Winkler. 3. Pereaksi •
Larutan Buffer Fosfat 8,5
gram
KH2PO4
,
21,75
gram
K2HPO4,
33,4
gram
Na2HPO4.7H2O serta 1,7 gram NH4Cl dilarutkan dalam aquadest dan diencerkan hingga volumenya 1 liter dan pH larutan harus 7,2. •
Larutan Magnesium Sulfat 22,5 gram MgSO4.7H2O dilarutkan dan diencerkan dengan aquadest hingga volumenya 1 liter.
•
Larutan Kalsium Klorida 22,5 gram CaCl2 dilarutkan dan diencerkan hingga volumenya 1 liter.
•
Larutan Ferri Klorida 27,5 gram FeCl3 dilarutkan dan diencerkan dengan aquadest hingga volumenya 1 liter.
•
Bibit air kotor Air limbah domestik yang banyak menggunakan mikroorganisme dan telah diaklimatisasi
148
•
Pembuatan air pengenceran 1 ml bibit air kotor (seed), 2 ml larutan buffer fosfat, 1 ml larutan FeCl3, 1 ml larutan CaCl2 dan 1 ml larutan MgSO4 ditambahkan ke dalam 1 liter aquadest. Lalu aerasi selama 30 menit agar air pengencer jenuh dengan oksigen.
4. Cara Kerja •
Membuat larutan pengecer yang jenuh oksigen seperti dijelaskan pada pembuatan pereaksi di atas.
•
Menentukan angka pengenceran sampel. Menentukan angka pengenceran dengan berdasarkan literatur atau berdasarkan hasil pengukuran angka permanganat.
•
Melakukan pengenceran. Setelah diketahui angka pengenceran dari sampel air tersebutmaka dilakukan pengenceran contoh air tersebut dengan air pengencer yang
terlah
disediakan.
Banyaknya
air
pengencer
yang
ditambahkan tergantung pada angka pengenceran tersebut. Setelah diencerkan, masukkan ke dalam 2 buah botol BOD yang telah dikalibrasi volumenya. Salah satu botol BOD tersebut disimpan dalam inkubator 20° C selama 5 hari, sedangkan botol BOD yang lainnya diperiksa kandungan oksigen terlarutnya dengan metode titrasi Winkler. Untuk percobaan blanko disiapkan 6 botol BOD. Masing-masing botol diisi dengan air pengencer. Tiga botol pertama diinkubasikan selama 5 hari pada temperatur 20° C. Sedangkantiga botol lainnya ditentukan kandungan oksigennya (DO). •
Pemeriksaan oksigen terlarut. Pemeriksaan
oksigen
terlarut
dapat
dilakukan
dengan
menggunakan alat DO meter atau dengan metode titras Winkler.
149
5. Perhitungan BOD 5 hari, 20° C (mg/l) = { ( D1 – D2 ) – ( B1 – B2 ) } x F x P Keterangan : D1
=
DO 0 hari contoh air (mg/l)
D2
=
DO 5 hari contoh air (mg/l)
B1
=
DO 0 hari blanko (mg/l)
B2
=
DO 5 hari blanko (mg/l)
P
=
angka pengenceran
F
=
koreksi untuk seeding
150
Lampiran C Analisa Zat Padat
1. Metode : Gravimetri 2. Prinsip Residu dari penyaringan sampel dikeringkan pada 103-105
o
C sampai
mencapai berat konstan. Perbedaan berat antara cawan berisi padatan menunjukkan jumlah total suspended solid (padatan tersuspensi). Kemudian residu yang ada pada cawan pijar dipanaskan pada 600 oC. Perbedaan berat sebelum dan sesudah pemanasan menujukkan jumlah padatan tersuspensi volatil (VSS). 3. Cara Kerja Sentrifugasi 15 ml sampel dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit. Padatan yang mengendap pada bagian bawah tabung dipindahkan seluruhnya ke cawan pijar. Lakukan pembilasan dengan aquades sampai padatan benarbenar bersih dari tabung senrifugasi. Panaskan cawan tersebut dalam oven 105 o
C sampai kandungan airnya telah menguap. Kemudian cawan didinginkan
dalam desikator untuk menstabilkan berat dan temperaturnya. Timbang cawan tersebut (a gr). Selanjutnya panaskan cawan dalam oven 600 oC selama 1 jam, dinginkan dalam desikator dan timbang (b gr). 4. Perhitungan VSS (mg/l) = ((a-b) x 106)/Volume sampel (ml))
151
Lampiran D Analisa Nitrit
1. Metode : Reaksi Diazotasi – Spectrofotometri 2. Prinsip Nitrit dengan asam sulfanilat dan N-(1-Naphtyl ethylen diamin) dihidrochloride dalam suasana asam (pH 2 – 2,5) membentuk senyawa kompleks yang berwarna ungu. Warna ungu yang terjadi diukur intensitasnya dengan spectrofotometer pada panjang gelompang 520 nm. 3. Cara Kerja 25 ml sampel air yang jernih (bila keruh harus disaring) ditambahkan 1 ml asam sulfanilat dan 1 ml larutan N-(1-Naphtyl ethylene diamin) dihidrochloride. Lalu kocok dan biarkan selama 15 menit. Warna ungu yang terjadi diukur intensitasnya dengan spectrofotometer pada panjang gelombang 520 nm. 4. Perhitungan Konsentrasi nitrit = A x S = (ppm NO2) A = absorban sampel S = kemiringan kurva kalibrasi (ppm/unit absorban)
152
Lampiran E Analisa Nitrat
1. Metode : Brucin - Spectrofotometri 2. Prinsip Nitrat dalam air dalam suasana asam dengan brusin sulfat dan asam sulfanilat mebentuk senyawa kompleks yang berwarna kuning. Intensitas warna yang terjadi diukur absorbannya pada panjang gelombang 420 nm. 3. Cara Kerja 10 ml contoh air yang jernih (bila keruh harus disaring) ditambahkan 2 ml larutan NaCl, 10 ml larutan H2SO4 dan 0,5 ml larutan Brusin – Sulfanilat. Setiap penambahan reaksi harus dikocok. Kemudian dipanaskan di atas pemanas air (95° C) selama 20 menit. Tambahkan aquadest hingga volumenya 25 ml. Setelah dingin ukur intensitasnya dengan spectrofotometer pada panjang gelombang 420 nm. 4. Perhitungan Konsentrasi Nitrat (ppm) = A x S A = absorban sampel S = kemiringan kurva kalibrasi (ppm/unit absorban)
153
Lampiran F Perhitungan Kinetika
Untuk menghitung Ks dan laju pertumbuhan spesifik maksimum, pertama-tama rumus yang digunakan adalah : vz .
[C sz ]z − [C sz ]z + Δz
vz
Δz
= Rsz
= kecepatan aliran sepanjang arah Z
Δz = panjang fraksi kecil dari reaktor RMz
= laju penggunaan pembentukan biomassa (μ)
C
= konsentrasi substrat, biomassa dan produk μ 0.89023 1.53455 1.87169 5.05689 5.99938 7.42811 14.6926 15.2256
cod 128 144 180 192 240 396 444 528
1/s 1.12331 0.65166 0.53428 0.19775 0.16668 0.13462 0.06806 0.06568
1/µ 0.00781 0.00694 0.00556 0.00521 0.00417 0.00253 0.00225 0.00189
Kemudian membuat tabel dengan sumbu x adalah dan sumbu y adalah . Nilai Ks dan laju pertumbuhan spesifik maksimum ditentukan menggunakan metode Lineweaver-Burkplot. 1.2 1 y = 152.33x - 0.3245 R2 = 0.8113
1/S (mg/l COD)
0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
0.002
0.004
0.006
-0.2 1/μ
0.008
0.01
154
Untuk melakukan pendekatan perhitungan untuk konsentrasi COD di setiap titik pada reaktor, maka rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
μ=
Ks + S
[C sz ]z − [C sz ]z + Δz
vz .
vz
μ maks .S
Δz
= Rsz
dC sz C C = − μ . Mz − rp. Mz dz YMS 0 YPs
Dimana : μ
= laju pertumbuhan spesifik
μmaks
= laju pertumbuhan spesifik masksimum
rp
= laju pertumbuhan produk spesifik
YMs0
= yield sel biomassa yang diamati
YPs
= yield produk mikroba
CMz
= konsentrasi biomassa pada titik sepanjang reaktor
kPg
= koefisien pembentukan produk yang berhubungan dengan pertumbuhan
kPn
= koefisien pembentukan produk yang tidak berhubungan dengan pertumbuhan
S
= konsentrasi substrat (mg/l COD)
Ks
= nilai tetapan jenuh substrat (mg/l COD)
Karena waktu yang sangat singkat maka nilai rp dianggap nol sehingga yang berpengaruh adalah laju pertumbuhan spesifik mikroorganisme, konsentrasi substrat dan Yield. Terlebih dahulu ditentukan Yield dari proses. Angka ini didapat dengan menggunakan perbedaan konsentrasi substrat di setiap titik (ΔS dalam mg/l COD) dan perbedaan konsentrasi substrat di setiap titik (ΔM dalam mg/l). ΔS digunakan sebagai sumbu y dan ΔM sebagai sumbu x. Angka yield adalah gradien dari grafik tersebut.
155
ΔM
8 8 16 24 32 32 32 36 40 40 40 40 40 40 48 48 48 52 60 72 80 80 84 100 100.8 108 112 120 120 120 128 132 140
2 2 6 8 12 14 16 16 18 18 20 22 24 26 28 28 34 36 36 38 38 40 44 48 50 54 56 58 60 62 62 64 70
180
70
203.6
76
204
90
220
96
320
140
Yield
y = 2.1569x R2 = 0.9624
350 ΔS (mg/l COD)
ΔS
300 250 200 150 100 50 0 0
50
100 ΔM (mg/l)
Yield
Linear (Yield)
150
156
Lampiran G Dokumentasi Penelitian
Botol sampel 1
Botol sampel standar
Lokasi Manhole
Manhole kondisi tertutup
157
Manhole kondisi terbuka
Pengukuran
Pengambilan contoh air
Pengukuran onsite
Spektrofotometer
Hach reactor
158
Oven
Timbangan analitik
Furnace
Desikator
159
