PENGOLAHAN AIR LIMBAH SAMPAH (LINDI) DARI TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR SAMPAH (TPA) MENGGUNAKAN METODA CONSTRUCTED WETLAND Sarip Usman1) Imam Santosa1) 1)
Jurusan Kesehatan Lingkungan Poltekkes Kemenkes Tanjungkarang
Abstract: Waste Water Treatment (Leachate) From Waste Final Disposal Method Using Constructed Wetland. Leachate from the landfill is waste water that has a high content of pollutants. The high content of pollutant impacts on public health and the ecosystem around the location of waste disposal (landfill). It is therefore important to leachate treatment before being discharged into water bodies. Method one way Constructed Wetland used for leachate treatment that utilizes symbiotic microorganisms in the soil and plant roots. This method does not require high costs in operations and maintenance due to take place naturally, so it can be a solution to the constraints of cost, technical and operational system of conventional processing. The purpose of this study is the objective of this study is to obtain the ability of Constructed Wetland method in reducing the content of COD, BOD and nitrite from Leachate. Experimental research is conducted, the research design is experimental observations before the experiment (Pre Test) and after the experiment (Post Test). The results showed a decrease in the concentration of COD, BOD, nitrite and pH leachate using a horizontal flow medium flowing over the surface are 28%, 27%, 46%, and 4%, using a horizontal flow medium flows through are 64%, 64%, 93%, and 5%, and decrease in concentration ability of COD, BOD, nitrite and pH in the reactor that uses flow constructed Wetland plants pass through the media more compared the ability of Constructed Wetland decrease in reactor that uses flow medium flowing over the surface of the plant. Keywords : Method, Constructed Wetland Abstrak : Pengolahan Air Limbah Sampah ( Lindi ) Dari Tempat Pembuangan Akhir Sampah ( TPA ) Dengan Menggunakan Metoda Constructed Wetland. Lindi dari TPA adalah air limbah yang memiliki kandungan pencemar tinggi. Tingginya kandungan pencemar berdampak pada kesehatan masyarakat dan ekosistem di sekitar lokasi tempat pembuangan akhir sampah ( TPA ). Oleh karena itu penting dilakukan pengolahan lindi sebelum dibuang ke badan air. Metoda Constructed Wetland salah satu cara yang digunakan untuk pengolahan lindi yang memanfaatkan simbiosis mikroorganisme dalam tanah dan akar tanaman. Metoda ini tidak memerlukan biaya yang tinggi dalam operasional dan pemeliharaannya karena berlangsung secara alamiah, sehingga dapat menjadi solusi untuk kendala biaya, teknis dan operasional sistem pengolahan konvensional. Tujuan penelitian ini adalah Tujuan penelitian ini adalah diperolehnya kemampuan Metoda Constructed Wetland dalam menurunkan kandungan COD, BOD dan N dari air Lindi. Penelitian yang dilakukan bersifat Eksperimen, dengan rancangan penelitian bersifat eksperimen melakukan observasi sebelum eksperimen (Pre Test) dan sesudah eksperimen (Post Test). Hasil penelitian memperlihatkan penurunan kosentrasi COD, BOD, Nitrit dan pH air lindi dengan menggunakan aliran horizontal mengalir di atas permukaan media tanaman adalah 28 %, 27 %, 46 %, dan 4 %, aliran horizontal mengalir melewati media adalah 64 %, 64 %, 93 %, dan 5 %, dan kemampuan penurunan kosentrasi COD, BOD, Nitrit dan pH pada reaktor aliran melewati media tanaman lebih tinggi dibandingkan kemampuan penurunan reaktor Constructed Wetland yang menggunakan aliran mengalir di atas permukaan media tanaman. Kata Kunci : Metoda, Constructed Wetland
Pengelolaan sampah merupakan salah satu komponen yang dapat mempengaruhi kesehatan masyarakat, sehingga membutuhkan penanganan yang benar karena keberadaan sampah semakin hari semakin bertambah besar
seiring pertambahan penduduk, sedangkan sampah merupakan polutan yang mencemari tanah, air, udara dan estetika suatu kota. Lindi dari TPA adalah air limbah yang memiliki kandungan zat organik yang tinggi
98
Usman, Pengolahan Air Limbah Sampah 99
diantaranya COD berkisar 150- 100.000 mg/l, Nitrit berkisar 1-1500 mg/L serta BOD 2002000 mg/L (Friedman, 2000). Beberapa kasus pencemaran oleh lindi diantaranya puluhan tambak udang gagal panen akibat pencemaran lindi di kawasan Cilincing (Anonim, 2004), pencemaran sumur warga sekitar TPA karena lindi di TPA Bantar Gebang dan pencemaran sungai untuk irigasi (Anonim, 2005). Oleh karena itu penting dilakukan pengolahan lindi sebelum dibuang ke badan air. Kota Bandar Lampung memiliki TPA Bakung yang berlokasi di Kelurahan Bakung, seluruh sampah di kota Bandar Lampung yang diangkut kemudian dikirim ke TPA ini. TPA Bakung menghasilkan lindi dari hasil pembusukan sampah organik. Berdasarkan data dari Bappeda Kota Bandar Lampung, 2012 Nilai TDS pada titik pengambilan sampel di Outlet IPAL TPA Bakung nliai TDS 3327,5 mg/l sedangkan nilai standarnya adalah 2000 mg/l, nilai BOD 132,7 mg/l sedangkan nilai standarnya adalah 50 mg/l dan nilai COD 422,5 mg/l sedangkan nilai standarnya adalah 100 mg/l. Metoda Constructed Wetland salah satu cara yang digunakan untuk pengolahan lindi yang memanfaatkan simbiosis mikroorganisme dalam tanah dan akar tanaman. Metoda ini tidak memerlukan biaya yang tinggi dalam operasional dan pemeliharaannya karena berlangsung secara alamiah, sehingga dapat menjadi solusi untuk kendala biaya, teknis dan operasional sistem pengolahan konvensional. Data beberapa penelitian, bahwa sistem constructed wetland dapat penyisihkan COD 33-77% ( Lin dkk, 2003). Disebutkan, metoda constructed wetland dapat mereduksi N total 80% lindi (Headely dkk, 2000). Menurut Muhimmah, 2006 persentase penyisihan COD, BOD dan N tertinggi pada reaktor Cyperus alternifolius kerapatan 100 mg/cm2 dan usia muda yaitu 90 %, 95,02 % dan 93,3 %. Berdasarkan berbagai penelitian tersebut metoda constructed wetland sudah teruji dalam menurunkan kandungan pencemar air limbah. Kemudian yang membedakan antara penelitianpenelitian tersebut dengan penelitian yang akan penulis lakukan adalah : (1) Sistem pengaliran,
(2) Media tanaman dan (3) Debit dan sumber air limbah yang diuji. Metoda Constructed Wetland memiliki berbagai jenis pengaliran air limbah dalam pengaplikasiannya di lapangan. Pada penelitian ini ada dua jenis pengaliran yang digunakan, yaitu : (1) Airnya mengalir di atas permukaan media tanaman dan (2) Airnya melewati media tempat tumbuh tanaman. Alasan pemilihan kedua pengaliran tersebut mengikuti fenomena alam dimana pada musim penghujan tanaman tergenang air dan pada musim penghujan tanaman tidak tergenang air. Parameter pemeriksaan pada penelitian ini adalah BOD, COD dan Nitrit ini dipilih karena kandungan air lindi sebagaian besar mempunyai komposisi bahan organik. Tujuan penelitian, diperolehnya kemampuan Metoda Constructed Wetland dalam menurunkan kandungan COD, BOD dan N dari air Lindi dengan menggunakan aliran mengalir di atas permukaan media tanaman, dengan menggunakan aliran mengalir melewati media tanaman dan mengetahui apakah kualitas hasil pengolahan sudah memenuhi nilai standar baku mutu air lindi menurut Peraturan Gubernur Lampung Nomor 7 Tahun 2010. METODE Rancangan penelitian ini: Pengolahan Air Lindi Dengan Menggunakan metoda Constructed Wetland
Pembuatan Alat Pengolahan Constructed Wetland aliran horizontal diatas permukaan media tanaman Rumput Payung
Pembuatan Alat Pengolahan Constructed Wetland aliran horizontal melewati media tempat tumbuh tanaman Rumput Payung
Pemeriksaan Pre Test Parameter : BOD, COD dan Nitrit
Pemeriksaan Post Test Parameter : Analisis Data BOD, COD dan Nitrit air lindi
Kesimpulan dan Saran
100 Jurnal Kesehatan, Volume V, Nomor 2,Oktober 2014, hlm 98-108
Berdasarkan kerangka berfikir diatas penelitian dimulai dengan mengambil sampel lindi dari outlet instalasi pengolahan air limbah TPA Bakung, kemudian mengalirkannya dengan 2 (dua) sistem pengaliran pada metoda Constructed Wetland. Sebelum pengaliran dan setelah pengaliran dilakukan pemeriksaan parameter BOD, COD dan Nitrit. Analisis data dilakukan dengan melihat kemampuan penurunan dari dua sistem pengaliran menggunakan rumus = (lindi sebelum pengolahan – lindi setelah pengolahan) /lindi sebelum pengolahan x 100 %. Kesimpulan dari penelitian ini berupa kemampuan metode Contructed Wetland dengan menggunakan tanaman Rumput Payung untuk mengolah lindi TPA Bakung. Penelitian bersifat Eksperimen, dengan rancangan penelitian bersifat eksperimen melakukan observasi sebelum eksperimen (Pre Test) dan sesudah eksperimen (Post Test). Subjek dari penelitian ini adalah air lindi TPA Bakung dan metoda Constructed Wetland dengan menggunakan dua sistem pengaliran. Dengan variabel penelitian sebagai berikut : 1. Variabel Bebas Variabel bebas pada penelitian ini adalah dua jenis pengaliran, yaitu : (a) Reaktor yang airnya mengalir di atas permukaan media tanaman, (b) Reaktor yang airnya melewati media tempat tumbuh tanaman. 2. Variabel Terikat Variabel terikat pada penelitian ini adalah ualitas air limbah dengan parameter BOD, COD dan Nitrit. Lokasi penelitian adalah Laboratorium Bengkel Kerja dan Laboratorium Kimia Jurusan Kesehatan lingkungan Poltekkes Kemenkes Tanjungkarang, dengan waktu kegiatan bulan Juni s/d Oktober 2013. Bahan dari penelitian ini terlampir pada rincian bahan pendukung penelitian. Selanjutnya bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : a. b. c. d.
Lindi Tanaman Rumput Payung Media tanaman (tanah) Bahan analisis BOD, COD dan N
Cara kerja dari peralatan uji/reaktor: 1. Aklimatitasi tanaman, Tujuan proses aklimatisasi adalah agar tanaman dapat menyesuaikan diri dengan media tumbuhnya yang baru. Pengkondisian dilakukan selama satu minggu, dalam waktu tersebut tanaman telah dianggap mampu beradaptasi dengan media barunya. Aklimatisasi dilakukan dengan dengan menyiramkan air sumur dan secara bertahap diganti dengan lindi. 2. Melakukan pengaturan debit, pengaturan dilakukan dengan menyesuaikan bukaan kran, Untuk memastikan bahwa debit yang mengalir sesuai dilakukan pengecekan dan pengaturan ulang setiap hari. Pengukuran dilakukan dengan gelas ukur, di mana lindi ditampung dalam gelas ukur dan dicatat berapa waktu yang diperlukan untuk memenuhi volume yang ditentukan. Bukaan kran diatur sampai didapatkan kecepatan aliran yang sesuai, setelah itu air lindi ditampung pada bak penampung. 3. Air lindi mengalir dari bak penampung masuk ke dalam bak penstabil debit kemudian ke zona inlet, media dan zone outlet peralatan uji melalui pipa. reaktor. Sistem inlet dibuat dengan sistem pipa/selang berlubang yang berada di bagian awal reaktor, sedangkan sistem outlet terletak di bagian bawah reaktor pada ujung yang lain. Air limbah mengalir dari inlet melalui media tanam menuju pipa outlet secara horisontal. Pengaturan agar aliran dalam reaktor horisontal. Selanjutnya lindi ditampung dalam bak effluen sehingga memudahkan pengambilan sampel untuk analisa parameter. 4. Pada saat yang bersamaan dilakukan Pre Test sampel air lindi di zone inlet dan Post Test sampel air lindi di zone outlet. Analisis parameter dilakukan sesuai standart prosedur analisis : 1. COD dengan metode oksidasi K2Cr2O7. 2. BOD dengan menggunakan direct Method, yaitu dengan mengurangi nilai BOD hari ke0 dengan hari ke-5 yang telah diinkubasi selama 5 hari dengan suhu 20 oC. 3. Nitrit dengan metoda Kjedahl (Alaerts dan Sumestri, 1987)
Usman, Pengolahan Air Limbah Sampah 101
0,3 5
Debit = ( 0,8 m x = 0,042 m3/hari
0,3 0 0,35
0,3 0
m x 0,3 m ) / 2 hari
5. Volume tanah yang digunakan setiap reaktor dalam penelitian ini adalah : 0,15 m (tinggi tanah) x 0, 35 m x 0,8 m = 0,042 m3 6. Luas Lahan Luas setiap reaktor adalah : 0,8 m x 0,35 m = 0,28 m2 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian ini peneliti mendesain reaktor Constructed Wetland skala laboratorium, dengan tujuan mengetahui kemampuan menurunkan parameter beban pencemar yaitu BOD, COD dan Nitrit yang ada pada lindi TPA Bakung Bandar Lampung. Penelitian ini bersifat eksperimen, peneliti membuat atau mendesain sendiri reaktor pengolahan air lindi untuk skala laboratorium, dengan dua desain yaitu: (1) Reaktor aliran mengalir di atas permukaan media tanaman, (2) Reaktor aliran mengalir melewati media tanaman. Pengambilan sampel air baku lindi dilakukan langsung di saluran drainase yang mengalirkan air baku lindi dari TPA Bakung menuju badan air penerima. Tanaman Rumput Payung yang sudah diambil ditanam ke dua bak raeaktor, dan dilakukan proses aklimatisasi 1 minggu. Proses lakukan dengan cara mengalirkan air bersih ke kedua bak reaktor sedalam 20 cm dan mempertahankan pengaliran air tersebut 1 minggu. Setelah aklimatisasi selesai sampel lindi berasal dari TPA Bakung mulai dialirkan.
Untuk mengetahui kemampuan reaktor pengolahan Constructed Wetland dalam menurunkan parameter beban pencemar, maka dilakukan pemeriksaan kualitas air lindi di laboratorium, dalam penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Balai Riset dan Standarisasi Industri Bandar Lampung (Baristand). Reaktor Constructed Wetland dioperasikan dengan mengalirkan air lindi dengan debit = 0,042 m3/hari. Pengaliran dimulai dari bak penampung lindi ke dua buah bak raektor yang berisi media tanaman. Ke dua buah bak reaktor yang berisi media tanaman rumput payung (Cyperus alternifolius) dan mempunyai jumlah tanaman pada masingmasing bak berjumlah 30 batang, tinggi kurang lebih 1 m. Pada penelitian ini umur tanaman tidak diketahui, hal ini disebabkan peneliti langsung mengambil tanaman beserta media tanahnya langsung dari rawa di daerah Kecamatan Raja Basa Kota Bandar Lampung. Air baku Lindi sebelum dialirkan ke reaktor, dilakukan pemeriksaan laboratorium dengan pengulangan 2 kali dan setelah pengaliran selama 2 hari (waktu tinggal) air lindi hasil pengolahan diperiksa di laboratorium dengan pengulangan 2 kali. Adapun hasil pemeriksan laboratorium air baku lindi dan air lindi hasil pengolahan disajikan sebagai berikut. 1. Kualitas Air Baku Lindi TPA Bakung Pemeriksaan kualitas air baku lindi Tempat Pembuangan Akhir Sampah Bakung Bandar Lampung dilakukan untuk mengetahui kandungan kosentrasi dari lindi. Rata-rata kualitas air baku lindi BOD, COD, Nitrit dan pH, adalah 514 mg/l, 1279 mg/l, 0,035 mg/l dan 8,2 (lihat gambar 1): Kualitas Air Baku Lindi TPA Bakung 1500
Koseentrasi
4. Perhitungan debit menggunakan rumus Q = Volume / waktu tinggal lindi. Waktu tinggal Constructed Wetland = 2 s/d 7 hari
1000
500
0
Parameter
BOD (mg/l)
514
COD (mg/l)
1279
Nitrit (mg/l)
0,035
pH
8,51
Gambar 1. Grafik Kualitas Air Baku Lindi TPA Bakung
102 Jurnal Kesehatan, Volume V, Nomor 2,Oktober 2014, hlm 98-108
2. Kemampuan Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir Di atas Permukaan Media Tanaman Dari penelitian yang telah dilakukan, diketahui kemampuan Metoda constructed wetland dalam menurunkan kandungan COD, BOD dan N dari lindi dengan menggunakan aliran horizontal mengalir di atas permukaan media tanaman. Rata-rata kualitas air lindi olahan parameter BOD, COD, Nitrit dan pH, adalah 372 mg/l, 931 mg/l, 0,019 mg/l dan 8,2 (gambar 2):. Kualitas Air Lindi Olahan Menggunakan Aliran Mengalir Di atas permukaan Media Tanaman
BOD (mg/l)
46 %
d. Kadar pH mengalami penurunan sebesar : =
= 4% Berdasarkan perhitungan, parameter BOD mengalami penurunan sebesar 28%, parameter COD mengalami penurunan sebesar 27 %, parameter Nitrit mengalami penurunan sebesar 46 %, dan parameter pH mengalami penurunan sebesar 4 % (lihat Gambar 3):
Parameter
931 0,019 8,2
Gambar 2. Grafik Kualitas Air Olahan Menggunakan Aliran Mengalir di atas permukaan Media Tanaman Berdasarkan gambar 1 dan 2 terlihat air baku lindi setelah mengalami pengolahan terjadi penurunan kosentrasi, penurunan kosentrasi ini dihitung sebagai berikut : a. Kadar BOD mengalami penurunan sebesar :
514 mg / l 37 mg / l x 100 % 514 mg / l 28 %
b. Kadar COD mengalami penurunan sebesar :
1279 mg / l 931 mg / l x 100 % 1279 mg / l
46%
50%
372
Nitrit (mg/l)
= 27 %
8,5 8,2 x 100 % 8,5
Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir Di atas Permukaan Media Tanaman
COD (mg/l)
pH
=
=
500
0
=
0,035 mg / l 0,019 mg / l x 100 % 0,035 mg / l
40% Persentase
Kosntrasi
1000
c. Kadar Nitrit mengalami penurunan sebesar :
30%
28%
27%
20% 10%
4%
0% BOD (mg/l)
COD (mg/l)
Nitrit (mg/l)
pH
Parameter
Gambar 3. Grafik Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir di atas permukaan Media Tanaman 3. Kemampuan Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir Melewati Media Tanaman Dari penelitian yang telah dilakukan, diketahui kemampuan Metoda constructed wetland dalam menurunkan kandungan COD, BOD, Nitrit dan pH dari lindi dengan menggunakan aliran horizontal mengalir melewati media tanaman.
Usman, Pengolahan Air Limbah Sampah 103
Rata-rata kualitas air lindi olahan parameter BOD, COD, Nitrit dan pH, adalah 183 mg/l, 457 mg/l, 0,0025 mg/l dan 8,1 (lihat gambar 4):
Berdasarkan perhitungan di atas parameter-parameter mengalami penurunan : BOD 64 %, COD 64 %, Nitrit 93 %, dan pH 5 % (lihat gambar 5)
Kualitas Air Lindi Olahan Menggunakan Aliran Mengalir Melewati Media Tanaman
Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir Melewati Media Tanaman
500
200 100 Parameter
BOD (mg/l)
183
COD (mg/l)
457
Nitrit (mg/l)
0,0025
64%
Persentase
Kosentrasi
80%
300
0
Gambar 4. Grafik Kualitas Air Olahan Menggunakan Aliran Mengalir Melewati Media Tanaman Berdasarkan Gambar 1 dan 4 , terlihat parameter air baku lindi setelah mengalami pengolahan terjadi penurunan kosentrasi. Perhitungan penurunan kosentrasi: a. Kadar BOD mengalami penurunan sebesar :
514 mg / l 183 mg / l x 100 % 514 mg / l = 64 %
64%
60% 40% 20%
5%
0%
8,1
pH
93%
100%
400
BOD (mg/l)
COD (mg/l)
Nitrit (mg/l)
pH
Parameter
Gambar 5. Grafik Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir Melewati Media Tanaman 4. Perbandingan Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir Di atas Permukaan Media Tanaman dengan Menggunakan Aliran Mengalir Melewati Media Tanaman Perbandingan penurunan parameter tiap reaktor dimaksudkan melihat kemampuan penurunan kadar parameter terbesar.
b. Kadar COD mengalami penurunan sebesar :
1279 mg / l 457 mg / l x 100 % 1279 mg / l
Perbandingan Kemampuan Penurunan Parameter Tiap Reaktor 100%
0,035 mg / l 0,0025 mg / l x 100 % 0,035 mg / l = 93 % d. Kadar pH mengalami penurunan sebesar : =
8,51 8,1 x 100 % 8,51
= 5 %
80%
64%
70%
Persentase
c. Kadar Nitrit mengalami penurunan sebesar:
93%
90%
= 64 %
64%
60%
46%
50% 40% 30%
28%
27%
20%
4% 5%
10% 0% BOD (mg/l)
COD (mg/l)
Nitrit (mg/l)
pH
Param eter
Mengalir Di atas Permukaan Media Tanaman
Mengalir Melewati Media Tanaman
Gambar 6. Grafik Perbandingan Kemampuan Penurunan Parameter Setiap Reaktor
104 Jurnal Kesehatan, Volume V, Nomor 2,Oktober 2014, hlm 98-108
Berdasarkan grafik 6, terlihat bahwa kemampuan penurunan parameter terbesar terdapat pada reaktor yang menggunakan aliran yang melewati media tanaman. Pembahasan 1. Kualitas Air Baku Lindi TPA Bakung Lindi terdiri dari cairan yang merupakan hasil dekomposisi buangan dan cairan yang masuk ke landfill dari luar, misal air permukaan, air tanah, air hujan dan lain-lain. Masuknya cairan tersebut menambah volume lindi yang kemudian disimpan dalam rongga antar komponen sampah dan akan mengalir jika memungkinkan. Secara umum karakteristik lindi meliputi: warnanya bervariasi dari coklat muda sampai mendekati hitam, umumnya berbau busuk dan kadang-kadang menghasilkan warna pelangi pada permukaan air. Berdasarkan hasil penelitian pada Gambar 1 didapat komposisi kualitas air baku parameter BOD, COD, Nitrit dan pH, adalah 514 mg/l, 1279 mg/l, 0,035 mg/l dan 8,2. Dibandingan dengan tabel komposisi air baku lindi dari pendapat Tchobanoglous dkk, 1993 yaitu dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 1. Perbandingan Komposisi Kualitas Air Baku Lindi Kandungan
BOD (mg/l) COD (mg/l) Nitrit (mg/l) pH
Air Baku Lindi
514 1279 0,035 8,2
Landfill Baru (Kurang dari 2 Th) Range
Tipikal
Landfill Lama (Lebih dari 10 Th)
2.00030.000 300060.000 5-40 4,5-7,5
10.000 18.000 25 6
100-200 100-500 5-10 6,6-7,5
Diketahui air lindi yang sumbernya berasal dari TPA Bakung masuk kategori landfill yang umurnya sudah lebih 2 tahun. Selain itu dengan melihat tabel diatas parameter kualitas lindi air baku BOD dan COD sudah masuk dalam kategori air lindi yang berasal dari Tempat pembuangan akhir sampah. Namun pada parameter Nitrit dan pH masih mendekati nilai yang ada pada tabel diatas. Parameter pH 8,2 termasuk kisaran pH netral dan masih sesuai untuk pertumbuhan
tanaman Rumput Payung (yperus Alternifolius) membutuhkan pH 6-8.5, sesuai untuk pertumbuhan jenis tanaman tropis (Khiatuddin, 2003). Apabila kualitas air baku lindi dibandingkan dengan Peraturan Gubernur Lampung Nomor 7 Tahun 2010 tentang Baku Mutu Air Limbah bagi usaha dan/atau kegiatan di Provinsi Lampung maka, kadar air baku lindi sudah melampaui baku mutu air limbah untuk lindi, seperti yang disajikan tabel 2: Tabel 2. Perbandingan Baku Mutu Air Limbah Air Baku Lindi TPA Bakung
No
Parameter
Satuan
1 2 3 4
COD BOD Nitrit pH
mg/l mg/l mg/l
Baku Mutu Air Limbah
Kadar RataRata Air Baku Lindi
100 50 1 6-9
514 1279 0,035 8,2
Berdasarkan tabel 2, maka kualitas air baku lindi untuk kosentrasi COD dan BOD masih belum memenuhi standar baku mutu air limbah yang sudah ditetapkan pemerintah. 2. Kemampuan Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir di atas Permukaan Media Tanaman Kualitas air baku lindi yang telah didapat digunakan untuk mengetahui kemampuan penurunan parameter. Air baku lindi tersebut dialirkan ke reaktor yang berisi tanaman menggunakan aliran yang mengalir diatas permukaan, kemudian air lindi hasil olahan diperiksa di laboratorium. Adapun kualitas air lindi hasil olahan rata-rata parameter BOD, COD, Nitrit dan pH, adalah 372 mg/l, 931 mg/l, 0,019 mg/l dan 8,2. Sedangkan penurunan parameter menggunakan aliran mengalir di atas permukaan media tanaman parameter BOD, COD, Nitrit dan pH mengalami penurunan 28%, 27 %, 46 %, dan 4 %. a. Penurunan BOD Penurunan parameter BOD pada reaktor aliran mengalir di atas permukaan media tanaman terjadi melalui proses fisik dan
Usman, Pengolahan Air Limbah Sampah 105
biologis. Penyisihan fisik dari BOD terjadi melalui proses pengendapan dan penangkapan material partikulat di media tanaman. Penurunan ini terjadi oleh mikroorganisme memegang peranan sangat penting dalam penghilangan bahan organik yang proses penguraiannya membutuhkan oksigen (BOD). Mikroorganisme aerob dapat hidup dalam air dan tanah rawa yang berkondisi anaerob berkat aliran oksigen yang dilepaskan akar tanaman air dalam zona rhizosphere (Khiatuddin, 2003). b. Penurunan COD Penurunan COD pada reaktor aliran mengalir di atas permukaan media tanaman terjadi melalui proses masuknya air dan mineral (unsur anorganik yang berasal dari penguraian bahan organik oleh mikroorganisme) ke dalam tanaman melalui rhizoma (rambut akar). Perpanjangan sel-sel epidermis ini berdinding lengket dan melekat kuat ada partikel media tanah. Hal ini menjadikan rhizoma bersentuhan langsung dengan air yang juga melekat kuat pada partikel media tanah. Sedangkan masuknya mineral terjadi dengan adanya air yang diserap akar maupun tanpa air, karena mineral masuk akibat beda gradien konsentrasi yaitu dari konsentrasi rendah (media tanaman) ke konsentrasi tinggi (sel-sel akar). Selain itu Mekanisme penurunan bahan organik pada reaktor tersebuti terjadi melalui proses secara fisik dan biologis. Proses fisik yang terjadi melalui proses sedimentasi dan penangkapan bahan organik pada media tanaman.. c. Penurunan Nitrit Proses penghilangan senyawa nitrogen pada reaktor constructed wetland meliputi filtrasi, sedimentasi, pengambilan oleh tumbuhan (uptake) dan mikroorganisme, adsorbsi, nitrifikasi, denitrifikasi dan volatilisasi. Seperti halnya amonium dapat diadsorbsi oleh tumbuhan melalui akaratau dengan mikroorganisme anerobik dan dikonversi menjadi NH3. Sebagian besar penghilangan senyawa nitrogen dilakukan oleh bakteri melalui proses amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi. Tanaman mempunyai peran tidak langsung
tetapi sangat penting dalam proses, yaitu sebagai tempat mikroorganisme dan memasok oksigen sehingga mendukung pertumbuhan bakteri aerob. Sisa-sisa bagian tanaman yang mati menjadi sumber karbon organik yang dibutuhkan oleh bakteri sebagai sumber energi dalam proses denitrifikasi, yaitu perubahan nitrat menjadi gas N2. (Metcalf and Eddy, 1991) d. Penurunan pH Penurunan pH pada reaktor aliran mengalir di atas permukaan media tanaman, terjadi mekanisme proses degradasi zat organik yang akan menghasilkan CO2 dan H2O. Sebagian CO2 akan terlepas ke udara sedang sebagian yang lain tertahan dalam sistem dan terlarut menjadi H2CO3 (asam karbonat). Asam karbonat terdisosiasi menjadi bikarbonat (HCO3-) yang nantinya diserap oleh tanaman dan H+. Karena pH merupakan fungsi dari –log H+ maka dengan semakin besar H+ nilai pH akan turun. Penurunan pH reaktor menunjukkan bahwa tanaman memberi kontribusi menurunkan pH. Hal ini dimungkinkan karena kemampuan serap pada proses mikrobial mampu menurunkan menurunkan pH effluen. 3. Kemampuan Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Mengalir Melewati Media Tanaman Kualitas air baku lindi yang telah didapat pada tabel 2 digunakan untuk mengetahui kemampuan penurunan parameter. Air baku lindi dialirkan ke reaktor menggunakan aliran mengalir melewati media tanaman, kemudian air lindi hasil olahan diperiksa di laboratorium. Hasil rata-rata parameter BOD, COD, Nitrit dan pH, adalah 183 mg/l, 457 mg/l, 0,0025 mg/l dan 8,1. Sedangkan Penurunan parameter menggunakan aliran mengalir di atas permukaan media tanaman parameter BOD, COD, Nitrit dan pH mengalami penurunan sebesar 64%, 64 %, 93 %, dan 5 %. a.
Penurunan BOD
Penurunan parameter BOD pada reaktor aliran mengalir melewati permukaan media tanaman terjadi melalui proses fisik dan
106 Jurnal Kesehatan, Volume V, Nomor 2,Oktober 2014, hlm 98-108
biologis. Penyisihan fisik dari BOD terjadi melalui proses pengendapan dan penangkapan material partikulat pada media tanaman. Penurunan ini terjadi oleh mikroorganisme memegang peranan sangat penting dalam penghilangan bahan organik yang proses penguraiannya membutuhkan oksigen (BOD). Mikroorganisme aerob dapat hidup dalam air dan tanah rawa yang berkondisi anaerob berkat aliran oksigen yang dilepaskan oleh akar tanaman air dalam zona rhizosphere (Khiatuddin, 2003). Pengolahan secara aerob berlangsung di dalam zona akar dan bagian atas dari sedimen. Sedangkan pengolahan secara anaerob berlangsung pada bagian bawah sedimen atau terkadang berlangsung di dalam air apabila suplai oksigen telah habis terpakai. b.
Penurunan COD
Penurunan COD pada reaktor aliran mengalir di atas permukaan media tanaman Proses masuknya air dan mineral (unsur anorganik yang berasal dari penguraian bahan organik oleh mikroorganisme) ke dalam tanaman melalui rhizoma (rambut akar). Perpanjangan sel-sel epidermis ini berdinding lengket dan melekat kuat ada partikel media tanah. Hal ini menjadikan rhizoma bersentuhan langsung dengan air yang juga melekat kuat pada partikel media tanah. Sedangkan masuknya mineral terjadi dengan ada air yang diserap akar maupun tanpa air, karena mineral masuk akibat beda gradien konsentrasi yaitu dari konsentrasi rendah (media tanaman) ke konsentrasi tinggi (sel-sel akar). Air dan mineral tersebut akan diangkut hingga ke daun. Selanjutnya air dapat dipakai untuk fotosintesis dan transpirasi. Selain itu mekanisme penurunan bahan organik pada reaktor tersebut terjadi melalui proses fisik dan biologis. Proses fisik yang terjadi melalui proses sedimentasi dan penangkapan bahan organik pada media tanaman. c. Penurunan Nitrit Proses penghilangan senyawa nitrogen pada reaktor constructed wetland meliputi filtrasi, sedimentasi, pengambilan oleh tumbuhan (uptake) dan mikroorganisme, adsorbsi, nitrifikasi, denitrifikasi dan vola-
tilisasi.Seperti amonium dapat diadsorbsi oleh tumbuhan melalui akar atau dengan mikroorganisme anerobik dan dikonversi jadi NH3. Sebagian besar penghilangan senyawa nitrogen dilakukan oleh bakteri melalui proses amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi. Tanaman mempunyai peran yang tidak langsung tetapi sangat penting dalam proses tersebut yaitu sebagai tempat mikroorganisme dan memasasok oksigen sehingga mendukung pertumbuhan bakteri aerob. Sisa-sisa bagian tanaman yang mati menjadi sumber karbon organik yang dibutuhkan oleh bakteri sebagai sumber energi dalam proses denitrifikasi, yaitu perubahan nitrat menjadi gas N2. Selain peran makhluk hidup, proses penghilangan senyawa nitrogen dalam wetland juga terjadi melalui proses volatilisasi ion amonium (NH4) menjadi gas NH3 jika pH lebih besar dari 8, sedimentasi dan penyaringan partikel padat yang mengandung nitrogen, serta proses adsorbsi ion amonium ke dalam sedimen organik dan anorganik melalui pertukaran ion positif (Metcalf and Eddy, 1991). d. Penurunan pH Penurunan pH pada reaktor aliran mengalir melaui melewati media tanaman, terjadi mekanisme proses degradasi zat organik yang akan menghasilkan CO2 dan H2O. Sebagian CO2 akan terlepas ke udara sedang sebagian yang lain tertahan dalam sistem dan terlarut menjadi H2CO3 (asam karbonat). Asam karbonat terdisosiasi menjadi bikarbonat (HCO3-) yang nantinya diserap oleh tanaman dan H+. Karena pH merupakan fungsi dari –log H+ maka dengan semakin besar H+ nilai pH akan turun. Penurunan pH reaktor menunjukkan bahwa tanaman memberi kontribusi menurunkan pH. Hal ini dimungkinkan karena kemampuan serap pada proses mikrobial mampu menurunkan menurunkan pH effluen. 4. Perbandingan Penurunan Parameter Menggunakan Aliran Di atas Permukaan Media Tanaman dengan Menggunakan Aliran Melewati Media Tanaman Berdasarkan Gambar grafik 6, penurunan parameter terbesar terdapat pada reaktor yang menggunakan aliran melewati
Usman, Pengolahan Air Limbah Sampah 107
permukaan media. Menurut Metcalf and Eddy, 1991 fenomena tersebut dapat terjadi oleh sebab-sebab sebagai berikut : a. Secara umum prinsip pengolahan air limbah mengunakan tumbuhan air adalah pemanfaatan simbiosis mikroorganisme dalam tanah dan tumbuhan air. bakteri menguraikan bahan organik menjadi molekul atau ion yang dapat diserap oleh tumbuhan. Hal tersebut dapat dijelaskan pada reaksi kimia di bawah ini.
Tanaman dengan Peraturan Gubernur Lampung Nomor 7 Tahun 2010 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha Dan/Atau Kegiatan Di Provinsi Lampung, disajikan pada tabel 3: Tabel 3. Perbandingan Baku Mutu Air Limbah dengan Hasil Pengolahan Constructed Wetland Dengan Menggunakan Aliran Melewati Media Tanaman
No
b. Dalam sistem wetland bahan organik yang terendapakan dihilangkan dengan proses sedimentasi dan penguraian anaerobik di dasar wetland, kemudian terjadi proses absorpsi oleh tumbuhan air melalui akar setelah terbentuk ion oleh penguraian anaerobik. contohnya adalah ion asetat dan ion karbonat. Proses pembentukan ion-ion asetat dan karbonat adalah sebagai berikut:
Dari uraian diatas jelaslah penguraian parameter-parameter lindi terjadi pada akar dan media tanaman, sehingga lindi yang diatas permukaan media tanaman hanya mengalami sedikit penguraian dibandingkan lindi yang berada di akar tanaman rumput payung dan media tanamannya. Hal tersebut yang membuat mengapa penurunan pada reaktor Constructed Wetland yang menggunakan aliran melewati media tanaman lebih tinggi kemampuan penurunan BOD, COD, Nitrit dan pH. 5. Perbandingan Kualitas Air Baku Lindi Hasil Pengolahan Constructed Wetland Dengan Menggunakan Aliran Melewati Media Tanaman dengan Baku Mutu Perbandingan Kualitas Air Baku Lindi Hasil Pengolahan Constructed Wetland Dengan Menggunakan Aliran Melewati Media
1 2 3 4
Parameter
COD BOD Nitrit pH
Satuan
mg/l mg/l mg/l
Baku Mutu Air Limbah
Kadar RataRata Air Lindi Olahan
100 50 1 6-9
457 183 0,0025 8,1
Berdasarkan tabel penelitian diatas air lindi hasil pengolahan belum memenuhi baku mutu air limbah yang sudah ditetapkan pemerintah. Belum dipenuhinya baku mutu air limbah hasil pengolahan dengan menggunakan Metoda Constructed Wetland dapat ditanggulangi dengan beberapa cara, antara lain : a. Menggunakan sistem pengolahan pendahuluan sebelum masuk ke pengolahan dengan Metoda Constructed Wetland, seperti metoda kolam stabilisasi, kolam aerasi dan lain-lain. Dengan adanya pengolahan pendahuluan maka kadar konsentrasi air baku air lindi dapat turun lebih dari 50 %. Sehingga sisa dari kosentrasi air lindi dapat diolah dengan metoda Constructed Wetland. b. Tetap menggunakan metoda Constructed Wetland, akan tetapi menambah hari waktu tinggal air lindi yang tadinya digunakan hanya 2 hari di dalam kolam ditambah menjadi minimal 4 hari didalam kolam. SIMPULAN Kesimpulan penelitian sebagai berikut : 1. Penurunan kosentrasi COD, BOD, Nitrit dan pH air lindi dengan menggunakan aliran horizontal mengalir di atas permukaan
108 Jurnal Kesehatan, Volume V, Nomor 2,Oktober 2014, hlm 98-108
media tanaman dengan Metoda constructed wetland adalah 28 %, 27 %, 46 %, dan 4 %. 2. Penurunan kosentrasi COD, BOD, Nitrit dan pH air lindi dengan menggunakan aliran horizontal mengalir melewati media tanaman dengan Metoda constructed wetland adalah 64 %, 64 %, 93 %, dan 5 %. 3. Kemampuan penurunan kosentrasi COD, BOD, Nitrit dan pH pada reaktor Constructed Wetland yang menggunakan aliran melewati media tanaman lebih tinggi DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2004. Tambak Gagal Panen karena Lindi TPA Cilincing. Jakarta: Kompas Gramedia. 22 Januari 2004 Anonim, 2005, Sumur penduduk tercemar lindi Bantar Gebang. Jakarta. Republika.3 Juli 2005 Friedman, H. 2000, Leachate Treatment Using A Constructed Wetland. Anchorage, Alaska Gardner, P., Brent, P., Mitccell R., (1985). Physiology of crop plants. Jakarta: UI press. Headley TR , Davison L, D and A Yeoman, 2000, Constructed wetlands: ecotechnologies for removing nitrogen from sewage effluent, horticultural runoff and landfill leachate in Australia. Centre for Ecotechnology. NSW Australia: Southern Cross University, Lismore,
dibandingkan kemampuan penurunan reaktor Constructed Wetland yang menggunakan aliran mengalir di atas permukaan media tanaman. 4. Kualitas hasil pengolahan pada penelitian ini apabila dbandingkan dengan Peraturan Gubernur Lampung No. 7 Tahun 2010, kosentrasi COD, BOD dan Nitrit belum memenuhi nilai baku mutu air limbah yang ditetapkan.
Khiatuddin, M. 2003. Melestarikan Sumber Daya Air dengan Teknologi Rawa Buatan. Yogyakarta: Gajah Mada University Pers. Lin, X. , and Shu, W. (2003). Treatment of Landfill Leachate by SubsurfaceFlowConstructed Wetland: A Microcosm Test. School of Life Sciences. Guangzho Sun Yatsen (Zhongshan) University. Metcalf and Eddy. 1991. Wastewater Engineering Treatment Disposal and Reuse, 3rd edition. New York: McGrawHill. Muhimmah, I, 2006, Penurunan COD, BOD dan N Menggunakan Sub Surface Constructed Wetland. Surabaya: Tesis Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS,
