DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ................................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................... iii HALAMAN PERSEMBAHAN .............................................................................iv KATA PENGANTAR ............................................................................................. v DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii DAFTAR TABEL ...................................................................................................ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... x INTISARI .............................................................................................................xiv ABSTRACT ........................................................................................................... xv BAB 1 PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................... 2 1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................ 3 1.4 Batasan Masalah ................................................................................. 3 1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................. 4 1.6 Keaslian Penelitian ............................................................................. 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 6 2.1 Tinja sebagai Bahan Produksi Biogas ................................................ 6 2.2 Septic Tank Digester ........................................................................... 7 2.3 Removal Parameter Kualitas Air Limbah ......................................... 10 2.4 Parameter Kualitas Air Limbah ........................................................ 11 2.5 Hubungan antar Parameter ............................................................... 15 BAB 3 LANDASAN TEORI................................................................................. 16 3.1 Umum ............................................................................................... 16 3.2 Replika Tinja .................................................................................... 16 3.3 Penambahan Bekatul ........................................................................ 16 3.4 Hitungan Analisis Dimensi ............................................................... 17 3.5 Pengujian Nisbah C/N ...................................................................... 18 3.6 Pengujian Parameter Kualitas Air Limbah ....................................... 20 3.7 Pengujian Hasil Gas .......................................................................... 22 3.8 Persentase Removal dan Baku Mutu Kualitas Limbah ..................... 24 BAB 4 METODE PENELITIAN .......................................................................... 26 4.1 Alur Penelitian .................................................................................. 26 4.2 Penelitian Lapangan ................................................................ 29 4.3 Perakitan Model ................................................................................ 31 4.4 Penelitian Laboratorium ................................................................... 34 4.3.1 Penelitian Pendahuluan ........................................................... 34 4.3.2 Penelitian Inti .......................................................................... 55 BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 65 5.1 Penelitian Pendahuluan ..................................................................... 65
vii
Halaman 5.1.1 Hasil survey lapangan ............................................................. 65 5.1.2 Hasil penelitian trial and error replika tinja ........................... 69 5.1.3 Hasil penelitian trial and error replika tinja dan bekatul........ 73 5.2 Hasil Penelitian Utama ..................................................................... 77 5.2.1 Hasil pengujian kualitas air limbah lapangan ......................... 77 5.2.2 Hasil perancangan desain model ............................................. 79 5.2.3 Hasil pengujian input replika .................................................. 80 5.2.4 Hasil pengujian output replika ................................................ 80 5.2.5 Hasil pengujian komposisi gas ................................................ 86 5.3 Pembahasan Persentase Removal ..................................................... 93 5.4 Pengusulan Desain Septic Tank Model............................................. 95 BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 99 6.1 Kesimpulan ....................................................................................... 99 6.2 Saran ............................................................................................... 102 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
viii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 3.1 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Tabel 5.4 Tabel 5.5 Tabel 5.6 Tabel 5.7 Tabel 5.8 Tabel 5.9 Tabel 5.10 Tabel 5.11 Tabel 5.12 Tabel 5.13
Halaman Komponen tinja tanpa air seni ........................................................... 6 Perkiraan hasil biogas dalam sehari ................................................... 7 Polutan utama air limbah ................................................................. 11 Baku mutu limbah cair domestik ..................................................... 25 Rekap pemasukan limbah harian prototip septic tank ..................... 69 Persentase campuran antara telur ayam dan urin manusia .............. 69 Hasil pengujian C/N replika tinja .................................................... 71 Variasi bekatul yang diujikan pada penelitian pendahuluan ........... 73 Hasil pengujian nilai C replika tinja dan bekatul dengan berbagai variasi ................................................................................ 74 Hasil pengujian nilai C replika tinja dan bekatul dengan berbagai variasi ................................................................................ 75 Hasil pengujian nilai C/N replika tinja dan bekatul dengan berbagai variasi ................................................................................ 76 Hasil pengujian kualitas air limbah lapangan (Kamis, 8 Januari 2015) ................................................................................................ 78 Hasil pengujian input replika ........................................................... 80 Persentase removal kualitas air limbah prototip (Kamis, 8 Januari 2015) ................................................................................... 94 Persentase removal kualitas limbah model ...................................... 94 Perhitungan ulang septic tank prototip sesuai dimensi eksisting..... 95 Kualitas air limbah bila dilakukan perbaikan .................................. 97
ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 3.1 Gambar 4.1 Gambar 4.2
Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Gambar 4.10
Gambar 4.11
Gambar 4.12 Gambar 4.13
Halaman Bentuk septic tank dengan (a) Septic tank konvensional, (b) Septic tank yang telah dimodifikasi ............................................... 9 Perubahan bentuk nitrogen selama proses nitrifikasi ................... 15 Skema Gas Chromatography ....................................................... 22 Bagan alir penelitian secara garis besar ....................................... 28 Alat survey lapangan (a) searah jarum jam yaitu alat tulis, tongkat bambu, meteran dan kamera, (b) tongkat bambu berpelat ......................................................................................... 29 Alat perancangan model............................................................... 31 Perakitan instalasi pipa model dengan (a) penyambungan pipa, (b) pemotongan pipa ........................................................... 32 (a) Perakitan model, (b) uji kebocoran model.............................. 34 Peralatan untuk pengujian kualitas air limbah dengan (a) terdiri dari sarung tangan karet, masker dan jas laboratorium, (b) alat portable multiparameter, (c) aerator......... 35 (lanjutan) Peralatan untuk pengujian kualitas air limbah (lanjutan) dengan (d) ISE, (e) erlenmeyer, (f) glass beaker (g) inkubator, (h) buret, (i) kompor, (j) botol coklat, (k) botol pembuangan limbah ............................................................ 36 Bahan kimia pengujian kualitas air limbah dengan (a) reagen pengujian nilai KMnO4 (b) reagen air aerasi BOD, (c) reagen pengujian BOD5, (d) reagen pengujian nitrat, (e) reagen pengujian pH, EC dan TDS .............................................. 37 Dokumentasi pengambilan sampel air limbah prototip dengan (a) menggunakan alat pelindung diri, (b) alat pengambilan sampel, (c) dan (d) pengambilan sampel, (e) penamaan botol sampel, (f) pengondisian botol sampel .............. 38 Proses pengujian nilai KMnO4 dengan (a) persiapan alat, (b) pemipetan sampel, (c) penambahan bahan kimia, (d) titrasi sebelum dipanaskan, (e) penambahan KMnO4, (f) penambahan asam oksalat, (g) kondisi jernih sampel, (h) titrasi dengan KMnO4 .................................................................. 39 Proses pengujian nilai BOD dengan (a) pembuatan air aerasi, (b) penggunaan aerator, (c) penggunaan botol coklat, (d) botol coklat masuk inkubator, (e) pembuatan DO0, (f) titrasi dengan Na2S2O3 ................................................................. 41 Proses pengujian Nitrat dengan (a) penuangan sampel, (b) pemasukan reagen, (c) pengoperasian alat, (d) pembacaan alat ISE ......................................................................................... 42 Proses pengujian pH dengan (a) pembersihan probe, (b) pengujian sampel, (c) pembacaan alat ......................................... 44 Pengujian EC dan TDS dengan (a) pengondisian alat, (b) pengujian sampel ......................................................................... 45
x
Gambar 4.14 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16
Gambar 4.16 Gambar 4.17 Gambar 4.18 Gambar 4.19 Gambar 4.19
Gambar 4.20
Gambar 4.21 Gambar 4.22 Gambar 4.22
Gambar 4.23 Gambar 4.24 Gambar 4.25
Gambar 4.26
Gambar 4.27 Gambar 4.28 Gambar 4.29
Halaman Peralatan pengujian nilai N dengan (a) beberapa gelas kaca, capit serta pipet (b) block digester (c) timbangan ........................ 46 (lanjutan) Peralatan pengujian nilai N dengan (d) unit destilator, (e) buret ....................................................................... 47 Bahan pengujian nilai N dengan (a) bahan kimia pengujian N, (b) bahan sampel yang diuji .................................................... 47 Proses pengujian nilai N replika tinja dan bekatul dengan (a) labu bakar pada block digester, (b) pengangkatan labu bakar, (c) pendinginan labu bakar ................................................ 48 (lanjutan) Proses pengujian nilai N replika tinja dan bekatul dengan (d) persiapan destilasi, (e) proses destilasi, (f) titrasi ...... 49 Peralatan untuk uji pengabuan dengan (a) cawan, timbangan, (b) oven, (c) muffle furnace....................................... 49 Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan sampel (a) bekatul, (b) replika tinja (campuran telur dan urin) ..................... 50 Pengujian metode pengabuan dengan (a) penimbangan cawan, (b) penimbangan cawan dan sampel ................................ 50 (lanjutan) Pengujian metode pengabuan (lanjutan) dengan (c) sampel sebelum masuk oven, (d) hasil kering oven, (e) sampel masuk ke dalam muffle, (f) hasil pengabuan ................... 51 Peralatan metode Walkley and Black dengan (a) buret, magnetic stirrer, magnet, (b) labu bakar, pipet, glass beaker, timbangan ........................................................................ 52 Bahan yang digunakan dalam pengujian Walkley and Black dengan (a) bahan sampel, (b) reagen pengujian ........................... 52 Proses pengujian Metode Walkley and Black (a) persiapan alat, (b) persiapan sampel ............................................................ 53 (lanjutan) Proses pengujian Metode Walkley and Black (c) pengenceran, (d) pengendapan, (e) titrasi, (f) pencatatan hasil .............................................................................................. 54 Peralatan yang digunakan saat running model ............................ 56 Bahan penelitian untuk running model dengan (a) telur ayam, (b) urin manusia, (c) bekatul, (d) air tawar........................ 57 Persiapan bekatul untuk running harian dengan (a) penimbangan wadah, (b) penakaran bekatul, (c) penimbangan bekatul, (d) penyimpanan bekatul ......................... 58 Proses running model harian dengan (a) persiapan bekatul, (b) pengukuran urin, (c) pengukuran telur ayam, (d) pencampuran bahan sampel, (e) pemasukkan input limbah, (f) pencucian alat running model ................................................. 59 Alat pengambilan sampel output model dengan (a) botol bekas 350 ml, (b) wadah penampung sampel .............................. 60 Effluent limbah model yang menjadi sampel pengujian .............. 60 Proses pengambilan sampel effluent model dengan (a) pencucian wadah penampung, (b) pengondisian model
xi
Gambar 4.30
Gambar 4.31
Gambar 4.32
Gambar 5.1 Gambar 5.3 Gambar 5.4
Gambar 5.5 Gambar 5.6 Gambar 5.7 Gambar 5.9 Gambar 5.11 Gambar 5.12 Gambar 5.13 Gambar 5.14 Gambar 5.15 Gambar 5.16 Gambar 5.17 Gambar 5.18 Gambar 5.19 Gambar 5.20 Gambar 5.21 Gambar 5.22 Gambar 5.23 Gambar 5.24
Halaman sebelum input (c) peletakkan wadah penampung, (d) sampel limbah output ditampung, (e) pengondisian sampel limbah sebelum pemasukkan, (f) pemasukkan limbah output ke dalam botol, (g) pembersihan botol sampel ................................. 61 Peralatan yang digunakan dalam pengujian hasil gas dengan (a) peralatan pengambilan sampel, (b) Alat Gas Chromatography .......................................................................... 62 Sampel gas yang ditampung dalam plastik dengan (a) tampungan plastik masih menempel pada instalasi, (b) perbedaan hasil gas sesuai persentase bekatul ............................. 63 Pengambilan sampel hasil gas dengan (a) pengukuran suhu, (b) persiapan pengambilan, (c) pengambilan gas, (d) penyimpanan gas, (e) isolasi tabung vakum ................................ 64 (a) Kondisi tutup kontrol, (b) kumpulan pipa dalam shaft........... 65 Kondisi lapangan prototip; SR = saluran peresapan air limbah, ST = septic tank .............................................................. 67 Jarak antara septic tank dengan bangunan sekitar dengan (a) jarak dengan saluran drainase, (b) jarak dengan saluran peresapan air limbah .................................................................... 67 Skema jaringan air limbah menuju prototip ................................. 68 Waktu masukan limbah................................................................ 68 Grafik hubungan antara hasil nilai C dengan persentase campuran urin manusia dan telur ayam ....................................... 70 Grafik hubungan antara hasil nilai C/N dengan persentase campuran urin manusia dan telur ayam ....................................... 72 Grafik hubungan antara hasil nilai N replika tinja dan bekatul dengan berbagai variasi ................................................... 75 Grafik hubungan antara hasil nilai N replika tinja dan bekatul dengan berbagai variasi ................................................... 76 Bentuk isometri model septic tank ............................................... 79 Grafik hasil pengujian pH output replika tinja............................. 81 Grafik hasil pengujian TDS output replika tinja .......................... 82 Grafik hasil pengujian EC output replika tinja ............................ 83 Grafik hasil pengujian Nitrat output replika tinja ........................ 84 Grafik hasil pengujian angka KMnO4 output replika tinja .......... 84 Grafik hasil perhitungan nilai COD output replika tinja ............. 85 Grafik hasil pengujian angka BOD5 output replika tinja ............. 86 Grafik hasil pengujian volume total gas replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ............................................ 87 Grafik hasil pengujian persentase gas CO2 replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ..................................... 88 Grafik hasil pengujian volume gas CO2 replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ............................................ 88 Grafik hasil pengujian persentase gas CH4 replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ..................................... 89
xii
Gambar 5.25 Gambar 5.26 Gambar 5.27 Gambar 5.28 Gambar 5.29 Gambar 5.30
Halaman Grafik hasil pengujian volume gas CH4 replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ............................................ 90 Grafik hasil pengujian persentase gas CO replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ..................................... 91 Grafik hasil pengujian volume gas CO replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ............................................ 91 Grafik hasil pengujian persentase gas lain replika tinja 6% dan 0% bekatul menurut jadwal pengujian .................................. 92 Grafik hasil pengujian volume gas lain replika tinja 6% dan 0% bekatul sesuai jadwal pengujian ............................................ 93 Usulan perubahan bentuk septic tank berdasarkan penelitian ..... 97
xiii
