LAPORAN PENELITIAN Studi Alternatif Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga dengan Sistem Constructed Wetland menggunakan Tanaman Hias
Dra. Haryati Bawole Sutanto, Dipl. EST, MSc.
FAKULTAS BIOTEKNOLOGI UNIVERSITAS KRISTEN DUTA WACANA YOGYAKARTA
2015
HALAMAN PENGESAEAN : Studi
Altematif Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga
Dengan sistem Constructed Wetland Menggunakan Tanaman Hias ,,
Thema
Linglungan
: Pengelolaan
Pengusul: a-
NamaLengkap
Haryati Bawole Sutanto
b.
Jenis Kelamin
Percmpuan
c.
NIK
894E099
d.
Disiplin Iknu
Biologi Lingkungan
e.
Pangkar/golongan
Penata,
f.
Jabdan
AA
FakultaVJurusan
Bioteknologi
IIIld
IOO
h.
Alamal
:Jl.Dr.Wahidin25 Yoryakarta
i.
TpHP/Fax
:563929 pxtr454
j.
E Mail
:haryati
[email protected]
k.
Alamat Rumah
: Jl. Kaliurang km 21,3
TpHP/Fax
:OBl22723U0ll
;
5. Lokasi Kegiatan
: Universitas Kristen Duta Wacana
6. Lama Penelitian
: 6 bulan
30 November 2015,
'Y',"*
Peneliti,
Dm. Haryati Bawole Sutanto, Dipl. EST, MSc.
NIP:894E099
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .............................................................................................. HALAMAN PENGESAHAN................................................................................. DAFTAR ISI …………………………………………………………………...... RINGKASAN..........................................................................................................
i ii iii iv
BAB
I. PENDAHULUAN.................................................................................... 1.1. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1.2. Perumusan Masalah .............................................................................. 1.3. Tujuan Penelitian .................................................................................. 1.4. Manfaat Penelitian ................................................................................
1 1 4 4 4
BAB
II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 5 2.1. Limbah Cair Domestik ......................................................................... 5 2.2. Penanganan Limbah Cair ...................................................................... 6 2.3. Sistem Lahan Basah Buatan ………………......................................... 8 2.4. Tanaman Iris pseudacorus ………………... ………………………… 9 2.5. Tanaman Echinodorus palaefolius … ………………………………... 11
BAB
III. METODE PENELITIAN ................................................................... 3.1. Tempat Penelitian ................................................................................ 3.2. Waktu Penelitian.................................................................................... 3.3. Alat &Bahan Penelitian......................................................................... 3.4. Cara Pelaksanaan Penelitian .................................................................
BAB BAB BAB
IV.Hasil &Pembahasan ............................................................................. 16 V. Kesimpulan & Saran ........................................................................... 19 VI. Daftar Pustaka ……………………………………………………… 20
12 12 12 13 13
iii
RINGKASAN
proses
Air limbah dari suatu komunitas sering kali dibuang ke badan air tanpa melewati pengolahan terlebih dahulu.Hal ini akan menimbulkan dampak negatif yang tidak
diinginkan pada ekosistem perairan. Upaya mengolah limbah cair sebelum dibuang ke badan
air atau ke tempat lainnya adalah tindakan yang sangat perlu diperhatikan. Kendala yang
sering terjadi dalam sistem pengolahan limbah adalah besarnya biaya konstruksi, operasional maupun perawatan, dan kadang dibutuhkan keahlian tertentu untuk menjalankan sistem pengolahan limbah. Pencarian desain altematif suatu sistem pengolahan limbah yaag sederhana mudah diterapkan dalam skala rumah tangga atau individual dengan manfaatkan
sumber daya yang ada di negara Indonesia perlu ditingkatkan, sejalan dengan pentingnya peningkatan kesadaran masyarakat akan arti pentingnya lingkungan.
Untuk memecahkan masalah iru,Constructed Wetland dapat mewakili sebuah teknologi yang efisien dan hemat biaya untuk meningkatkan kualitas air limbah domestik. Constructed Wetland merupakan suatu tiruan dari lahn basah alami dengan menerapkan
kontrol pada sistem unhrk menghilangkan beberapa kontaminan. Penelitian ini dilakgkan dengan tujuan untuk menguji apakah kombinasi sistem constructed wetland derlgan menggunakan tanaman hias, Iris (Iris pseudacorus) dan Melati
dapat digunakan sebagai altematif pengolahan
ai
(Echinodorus pataefolius)
air limbah rumah tangga ditinjau
dari
penurunan kandtmgan BOD, COD, dan nutrien (nitrat dan phospat) dalam limbah.
Hasil yang diperoleh menunjukan bahwa tanaman kis dan melati air mempunyai kemampuan sebagai tanaman hias yang digunakan dalam system constructed wetland :rrrfi;Ir
mengolah limbah domestik, baik diterapkan sebagai single species maupun multi species. Tanaman iris lebih dapat bertahan dalam kondisi yang tersaturasikan dengan air limbah dan mencapai efisiensi penurunan BOD sebesar 30,15 %
.
Bab I. PENDAHULUAN Permasalahan lingkungan perairan dapat menjadi masalah yang serius jika dikaitkan dengan pertumbuhan penduduk di Indonesia yang berarti juga meningkatnya volume air limbah domestik yang berasal dari pemukiman . Jika tidak ditangani dengan baik, masalah air limbah domestik dapat menjadi ancaman potential terhadap kualitas suatu perairan dan menjadi ancaman yang serius sebagai penyebab pencemaran perairan. Salah satu penyebab timbulnya masalah pencemaran air di kota – kota besar adalah banyaknya limbah yang berasal dari rumah tangga maupun dari industri atau kegiatan lainnya yang dibuang ke badan air tanpa melewati sistem pengolahan limbah.
60 % - 70 % air yang digunakan akan terbuang sebagai air limbah yang pada umumnya akan masuk ke badan air tanpa upaya pengolahan terlebih dahulu, sehingga memberikan kontribusi pencemaran dalam badan air. Upaya mengolah limbah cair sebelum dibuang ke badan air atau ke tempat lainnya adalah tindakan yang sangat perlu diperhatikan. Kendala yang sering terjadi dalam sistem pengolahan limbah adalah besarnya biaya konstruksi, operasional maupun perawatan, dan kadang dibutuhkan keahlian tertentu untuk menjalankan sistem pengolahan limbah. Pencarian desain alternatif suatu sistem pengolahan limbah yang sederhana mudah diterapkan dalam skala rumah tangga atau individual dengan manfaatkan sumber daya yang ada di negara Indonesia perlu ditingkatkan, sejalan dengan pentingnya peningkatan kesadaran masyarakat akan arti pentingnya lingkungan.
Jika badan air menerima limbah melampaui daya dukung lingkungan dan mengganggu daya pemurnian diri secara alamiah, maka hal ini dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan yang dampaknya akan meluas terhadap lingkungan sekitarnya seiring berjalannya waktu. Secara traditional suatu perairan senantiasa dianggap sebagai tempat pembuangan limbah, sekaligus juga sebagai sumber utama kebutuhan air. Jika semakin banyak buangan yang dikeluarkan dan masuk ke 1
perairan tanpa diolah terlebih dahulu, pada akhirnya dapat diperkirakan bahwa suatu perairan tidak mungkin lagi dimanfaatkan untuk keperluan sesuai dengan peruntukannya karena sudah tercemar.
Semakin banyak ragam jenis kegiatan yang berkembang di daerah perkotaan sebagai akibat dari pertambahan penduduk di perkotaan dan tuntutan kenyamanan yang meningkat menyebabkan bertambah pula volume dan karakter air limbah yang dibuang ke badan air. Upaya untuk mengembangkan suatu desain pengolahan limbah yang dapat mengatasi kendala penerapan suatu sistem pengolahan limbah dari segi biaya dan ketersediaan lahan di daerah perkotaan khususnya di daerah padat penduduk menjadi suatu kebutuhan yang mendesak.
Perlindungan sumber-sumber air dari pencemaran merupakan salah satu aspek penting dalam pertumbuhan ekonomi. Peningkatan kesadaran masyarakat, termasuk para pengusaha dan industriwan, untuk menangani suatu buangan dengan baik juga erat kaitannya dengan usaha penanggulangan pencemaran. Proses pembenahan air buangan yang dikembangkan di negara-negara maju yang secara teknologi sudah maju menggunakan mekanisasi tinggi atau energi yang besar, bukan saja tidak cocok bila ditinjau dari segi keuangan, juga ada kemungkinan tidak cocok bagi negaranegara yang sedang berkembang. Pengembangan proses yang sederhana dan murah merupakan pemecahan paling cocok. Pemecahan demikian disamping memecahkan masalah pencemaran air juga pada waktu yang bersamaan melestarikan sumbersumber air (Mahida, 1984).
Penanganan air limbah yang akan dibuang dalam suatu perairan dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu secara fisik, kimia maupun secara biologi. Banyak penelitian yang sangat intensif dilakukan untuk meningkatkan proses-proses yang berlangsung dan penerapannya. Penerapan penanganan limbah secara biologi dipilih sebagai obyek pengamatan karena merupakan cara yang efektif dan murah dengan
2
memanfaatkan kemampuan mikrobia yang banyak terdapat di alam. (Insam, et al., 2010)
Salah satu upaya untuk mencari alternatif pengolahan limbah dengan aspek-aspek tersebut adalah dengan menggunakan sistem lahan basah buatan (Constructed Wetland) yang dapat menjadi sebuah alternatif solusi permasalahan. Dari mulai penyediaan bahan-bahan, keefektifan dan kecocokan sistem kerja dengan iklim yang ada di Indonesia, terjangkaunya biaya operasional yang dibutuhkan, serta mekanisme konsep yang dapat diterapkan dan dimengerti bagi setiap lapisan masyarakat karena teknologinya bersifat alami, menjadikan keunggulan tersendiri bagi sistem yang meniru konsep lahan basah alam tersebut. (Bawole, 1999; Bawole 2000; Bawole & Prihatmo 2011; Bawole & Prihatmo, 2012; Widianingsih, 1988)
Selain mikrobia, tumbuhan air juga dapat digunakan pada sistem pengolahan limbah secara biologi ini. Beberapa tanaman air sering diterapkan dalam sistem pengolahan lmbah memanfaatkan lahan basah baik yang alami maupun buatan. Komponen wetland dalam desain penelitian dapat mulai dipertimbangkan menggunakan tanaman hias dalam sistem pengolahannya untuk menampilkan faktor estetika dalam desain pengolahan limbah. Ada beberapa tanaman hias yang dapat tumbuh di lingkungan seperti wetland yaitu selalu dicirikan dengan kehadiran air dalam system. Kualitas limbah rumah tangga yang telah melalui proses bioremediasi dengan simulasi tanaman air, pada umumnya telah memenuhi syarat untuk dilepas ke lingkungan, baik ditinjau dari kualitas fisik dan kimia, maupun kualitas mikrobiologis (Yusuf, 2008)
Mempertimbangkan aspek ekonomis dan ketersediaan lahan di daerah pemukiman , dipandang perlu untuk mendesain suatu system
kombinasi wetland buatan dan
tanaman air yang sekaligus juga merupakan tanaman hias yang hidup dengan dengan prinsip mikroba tumbuh dan melekat pada media filter dan mendapat suply oksigen yang cukup dan dapat diterapkan untuk mengolah limbah skala individual.
3
1.2.PERUMUSAN MASALAH
Dari uraian tersebut diatas dapat dirumuskan masalah: bagaimana tingkat perbaikan kualitas air limbah rumah tangga ditinjau dari tingkat penghilangan kadar nutrien dan kandungan bahan organik, dengan menggunakan kombinasi sistem constructed wetland dan tanaman hias.
1.3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk menguji apakah kombinasi sistem constructed wetland dengan menggunakan tanaman hias dapat digunakan sebagai alternatif pengolahan air limbah rumah tangga ditinjau dari penurunan kandungan BOD, COD, dan nutrien (nitrat dan phospat) dalam limbah.
1.4. MANFAAT PENELITIAN Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat mengembangkan suatu bentuk alternative pengolahan air limbah rumah tangga yang sederhana, tidak membutuhkan biaya besar, dapat diterapkan pada skala individual, mudah pengoperasiannya tetapi tetap diharapkan mempunyai efektifitas perbaikan air limbah yang tinggi.
4
Bab II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Limbah Cair Domestik
Air limbah adalah cairan buangan dari rumah tangga, indutri maupun tempattempat umum lainnya yang mengandung bahan-bahan yang dapat membahayakan kehidupan manusia maupun makhluk hidup lainnya, sehingga dapat mengganggu kelestarian lingkungan. (Metcalf & Eddy, 1991)
Seperti diketahui air penting sekali bagi kehidupan manusia. Tanpa adanya air maka kehidupan tidak akan berlangsung. Dalam Kasmidjo (1991) dikatakan bahwa peran utama air bagi kehidupan manusia adalah untuk memenuhi kebutuhan tubuhnya, misalnya minum dan sebagai media segala macam kimiawi tubuh. Penggunaan air untuk keperluan domestik umumnya terdiri atas penggunaan untuk minum, mandi, mencuci, dan keperluan sanitasi. Pola pengunaan air untuk keperluan domestik berbeda-beda karena pengaruh taraf hidup, profesi masyarakat, adat istiadat dan kebiasaan lainnya.
Limbah cair merupakan salah satu bentuk limbah yang umumnya dihasilkan oleh industri yang dalam prosesnya banyak menggunakan air. Limbah cair yang dihasilkan dapat sebagai sumber pencemar lingkungan tergantung jumlah, jenis dan kualitas dari bahan pencemaran yang dikandungnya, baik yang bersifat fisik, kimia maupun biologi serta kualitas dan kuantitas lingkungan sebagai penerima (Ginting, 1995).
Air limbah rumah tangga pada dasarnya berasal dari ekskresi tubuh yaitu feses dan urine, maupun cairan lain yang berasal dari mandi, cuci, penyediaan makanan maupun pembersihan dapur. Limbah domestik biasanya mengandung bahanbahan yang terdiri dari berbagai bahan kimia deterjen, sabun, lemak, dan minyak, 5
sisa makanan dan lainnya. Dalam Mason (1991) dikatakan bahwa perubahan kualitas air yang disebabkan oleh pencemaran limbah dalam air akan mempengaruhi organisme yang hidup dalam peraiaran, baik secara langsung maupun tidak langsung melalui rendahnya kandungan oksigen terlarut, meningkatnya kekeruhan air yang menyebabkan intensitas cahaya yang masuk air turun, dan selanjutnya akan merubah kondisi substrat.
Sifat dan keadaan limbah cair tergantung atas macam bahan yang terkandung didalamnya. Hal ini erat hubungannya dengan asal limbah cair tersebut, yaitu sumber kegiatannya. Macam-macam bahan yang terkandung dalam limbah cair terdapat dalam bentuk larut dan tersuspensi. Bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh limbah cair sebenarnya sangat tergantung atas sifat dan keadaan limbah cair tersebut, yang berarti juga tergantung atas macam bahan pencemar yang tergantung di dalamnya. Pada prinsipnya timbulnya bahaya ini dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu timbulnya bahaya langsung dan bahaya tidak langsung oleh komponen pencemar yang dapat mengakibatkan gangguan lingkungan. (Kasmidjo, 1991)
Perubahan kualitas air yang disebabkan oleh pencemar limbah dalam air akan mempengaruhi organisme yang hidup dalam perairan tersebut baik secara langsung maupun tidak langsung melalui rendahnya kandungan O2 terlarut, meningkatnya kekeruhan air yang menyebabkan intensitas cahaya yang masuk dalam air turun dan selanjutnya akan merubah kondisi substrat (Mason, 1991)
2.2 Penanganan Limbah Cair
Sumber air limbah pada dasarnya berasal dari domestik, pertanian dan industry. Limbah dari rumah tangga disebut sebagai limbah domestik. Limbah dari restaurant dan hotel karena sifatnya menyerupai limbah rumah tangga sering juga disebut limbah domestik. Limbah, terutama limbah domestik sebenarnya merupakan sumber makanan bagi organisme tertentu. Di daerah pedesaan orang 6
sengaja menggunakan limbah untuk makanan ikan dan ternak lainnya. (Soemarwoto, 1989)
Limbah secara umum, baik itu limbah domestik maupun limbah non domestik, sebelum dibuang ke badan air harus diolah terlebih dahulu, karena jika langsung dibuang akan mengakibatkan timbulnya berbagai epidemi penyakit dan menyebabkan turunnya kualitas lingkungan khususnya perairan dan lebih jauh lagi akan mengakibatkan terganggunya proses-proses ekologi. Indonesia sebagai Negara berkembang menghasilkan banyak limbah domestik sehingga perlu pembangunan instalasi pengolahan air limbah. Metode pengolahan air limbah terdiri dari beberapa macam, secara umum proses yang digunakan yaitu fisik, kimia, biologi maupun kombinasi diantara ketiganya untuk meningkatkan efisiensi proses pengolahan limbah. Proses pengolahan air limbah dengan aktivitas mikroorganisme disebut sebagai proses biologis(Metcalf & Eddy, 1991)
Pengolahan air limbah secara biologis pada umumnya dapat dibagi menjadi tiga yaitu proses biologis dengan biakan tersuspensi. Beberapa contoh sistem ini antara lain lumpur aktiv dan kolam oksidasi. Proses biologis dengan biakan melekat dengan memanfaatkan media sebagai tempat perlekatan mikroorganisme. Proses ini juga disebut sebagai proses biofilm. Pengolahan air limbah dengan sistem trickling filter dan “Rotating Biological Contactor” (RBC) termasuk dalam proses ini. Proses biologis lainnya dengan menggunakan sistem lagoon atau kolam yang membutuhkan lahan yang luas dan waktu tinggal yang cukup lama dengan aktivitas mikroorganism yang alami. Untuk mempercepat proses penguraian senyawa polutan dan memperpendek waktu tinggal biasanya ditambahkan aerasi dalam sistem ini.Salah satu contoh proses pengolahan limbah dengan sistem ini adalah kolam aerasi atau kolam stabilisasi. Proses pengolahan limbah dengan sistem lagoon kadang dikategorikan sebagai proses biologis dengan biakan tersuspensi.(Metcalf & Eddy, 1991)
7
Cara lain yang dapat dilakukan untuk pengolahan air limbah menjadi air yang sesuai dengan baku mutu limbah cair adalah dengan menggunakan system lahan basah. Lahan basah dapat digunakan sebagai media pengolahan limbah cair yang berasal dari rumah tangga atau kegiatan domestik, serta limbah industri yang beban BOD nya rendah, yaitu dengan menggunakan tanaman air atau yang disebut
juga
tumbuhan
makrofit.
Tumbuhan
makrofit
ini
mempunyai
pertumbuhan yang sangat cepat untuk pengolahan limbah. Jenis-jenis tanaman air yang dapat tumbuh pada lahan basah ini adalah rumput bebek (Lemna sp.), teratai (Nymphaea nouchali), kayambang (Salvinia molesta). (Koottatep & Polpraset, 1997)
Pada umumnya tumbuhan akan menyerap unsure-unsur hara yang larut dalam air maupun dalam tanah melalui akarnya baik sebagai bahan nutrisi untuk pertumbuhannya maupun unsur lain yang merupakan bahan pencemar. Tumbuhan air memberi tempat sebagai medium bagi mikrobia untuk melekat dan tumbuh pada akar dan batangnya yang berfungsi mengurai senyawa organic yang terkandung dalam limbah cair. Secara alami mikrobia pathogen perusak akan terhambat pertumbuhannya karena adanya panas yang dihasilkan oleh tumbuhan air. (Green & Dhobie, 1996)
2.3.Sistem Lahan Basah Buatan (Constructed Wetland / CW) Lahan basah buatan
merupakan teknologi pengolahan, dirancang dengan meniru
proses yang ditemukan di ekosistem lahan basah alami, dibangun dengan biaya murah, air limbah diolah secara biologis. Sistem CW ini sekarang diterapkan sebagai alternatif pengolahan limbah yang sangat potensial atau dapat juga diterapkan sebagai sistem tambahan untuk pengolahan air limbah. Lahan basah buatan didefinisikan sebagai cekungan dangkal yang terisi dengan semacam substrat filter, biasanya pasir atau kerikil, dan ditanami dengan vegetasi yang toleran terhadap air limbah. Air limbah ini dimasukkan ke dalam CW dengan sistem aliran di atas permukaan (Free Water Surface / FWS) atau melalui substrat (Subsurface Flow Wetland / SSF), dan dibuang keluar dari sistem melalui struktur yang mengontrol 8
kedalaman air limbah di lahan basah yang tersaturasi dengan air limbah. Sebuah lahan basah buatan terdiri dari lima komponen utama berupa ruang cekungan, susbtrat, vegetasi, saluran dan system pengaturan inlet dan outlet (UN Habitat, 2008)
Gambar 2. Potongan desain CW dengan aliran horizontal
Gambar 3. Potongan desain CW dengan aliran vertical (UN Habitat, 2008)
2.4. Tanaman Iris pseudacorus Tanaman Iris termasuk tanaman bunga “perennial” yang dapat hidup lebih dari 2 tahun dan dapat tumbuh di darat maupun di air. Sehingga dimungkinkan untuk ditanam dalam system CW.
9
Gambar 4. Tanaman Iris (Iris pseudacorus)
Tanaman Iris termasuk kelompok tumbuhan dari family Iridaceae yang berasal dari Eropa dan Asia. Tumbuh di tanah yang lembap dan tak tahan kering. Dapat difungsikan sebagai pembatas maupun pengisi taman minimalis. Ada juga yang menanamnya dalam pot. (Kompas, 2011). Keunggulan dari bunga Iris adalah Bunga yang sangat cocok untuk taman rumah ini tahan terhadap penyakit. Sangat jarang terkena hama dan virus yang dapat mengganggu pertumbuhannya (Anonim, 2011).
Haimin Wu et al. (2006) dalam Suswati dkk., 2012 menyatakan bahwa dari beberapa data empiris hasil kinerja tanaman Iris p. dalam constructed wetland yang dilakukan di China Utara, menunjukan bahwa serapan hara oleh tanaman maksimum adalah 51,89% untuk penghapusan N dan 34,17% untuk penghapusan P selama percobaan. Tanaman Scirpus validus dan Iris pseudacorus memiliki kapasitas serapan hara lebih tinggi dibandingkan Typha orientalis, Phragmites australis. Suswati dkk. (2012) juga mengutip hasil penelitian Wibisono dan Masrevaniah (2008) yang menunjukan penurunan N sebesar 60% dan P 25% dengan hanya menggunakan tanaman Iris p. yang dilakukan di kabupaten Malang. Sementara dari Zhang Xiao –bin et al., 2007 dalam Suswati dkk (2012) menyatakan bahwa Iris p. juga merupakan pilihan yang baik untuk menurunkan BOD5, COD, TN, TP dan logam berat (Cr,Pb,Cd) dalam air limbah. 10
2.5. Tanaman Echinodorus palaefolius
(Perdana, 2015) Gambar 5. Tanaman Melati Air (Echinodorus palaefolius)
Salah satu tanaman hias yang rajin berbunga adalah Melati Air / Echinodorus palaefolius. Bunga tanaman melati air ini memiliki warna putih dan berbunga sepanjang waktu. Penempatan tanaman hias ini dapat di mana saja. Tanaman Melati Air ini dapat ditanam di seluruh areal rumah (Anonim, 2012). Kekurangan dari tanaman ini karena karat di daun atau munculnya bercak kuning karena tetesan air hujan. Tanaman ini juga tidak disarankan untuk dibongkar secara sembarangan karea memiliki tingkat stress yang tinggi. ( Anonim, 2010)
Dari beberapa penelitian, tanaman ini dalam system CW menunjukan kemampuan yang tinggi untuk menurunkan nilai BOD dan COD ( Prayitno, 2013; Sasono, 2013)
11
Bab III. METODE PENELITIAN
3.1. TEMPAT PENELITIAN Penelitian dilakukan di laboratorium Ekologi dan Kimia Fakultas Biologi Universitas Kristen Duta Wacana 3.2. WAKTU PENELITIAN Penelitian berlangung selama 4 bulan dan dilakukan dalam 3 tahapan yaitu : 1. Tahap persiapan dan pembuatan sistem biofilter skala laboratorium yang dikombinasikan dengan tanaman air dan mengkondisikannya sampai mencapai “steady state”. 2. Tahap analisis influen dan efluen dari sistem yang dilakukan secara kontinyu, tahap ini dilakukan di laboratorium 3. Tahap analisis data Kegiatan
Jan.
Feb.
Aprl. Mei
JuniJuliJ
Agst.
Sept.
Mrt. 1. Penyusunan
xx
xxxx
Proposal 2. Persiapan alat
xxxx
dan
bahan 3. Penelitian 4. Tahap I
xxxx
Tahap II 5. Olah
xxxxxx data
xxxx
dan Penulisan
xxxx
Laporan
12
3.3.ALAT DAN BAHAN PENELITIAN 1. Limbah cair rumah tangga yang berasal dari IPAL Sewon – Bantul 2. Tanaman hias melati air (Echinodorus palaefolius) dan Iris (Iris pseudacorus) 3. Reaktor constructed wetland dari
kaca dengan waktu tinggal 3 hari per
reaktor 4. Multi media penyanggah terdiri dari : pasir, kerikil kecil dengan ukuran diameter ± 3 mm, kerikil kasar diameter ± 5 mm dan batu zeolit 5. Timbangan 6. Termometer air raksa 7. Tabung digesti
3.4.CARA PELAKSANAAN PENELITIAN
1. Desain Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental, dengan memberikan perlakuan terhadap sampel dengan melewatkan ke dalam sistem CW dengan media : pasir, kerikil dan batu kecil dikombinasikan dengan tanaman hias : Iris dan melati air
Dalam penelitian ini media yang digunakan sebagai media penyanggah dan menumbuhkan tanaman bambu air terdiri atas batu zeolit dengan diameter± 1 cm, kerikil dengan diameter ± 4 cm, dan batu kecil berdiameter ± 8 cm, kerikil dan pasir dengan perbandingan 3 : 2 : 3 : 1, yang disesuaikan dengan volume reaktor, dengan waktu tinggal 3 hari. Konsep aliran pada sistem adalah aliran dibawah permukaan media (SSF).
13
2. Cara Kerja
Penyiapan Reaktor Biofilter Percobaan dilakukan dengan mengoperasikan reactor biofilter dari bak kaca dengan volume efektif 32 liter yang diisi dengan media penyanggah disusun dari bawah ke atas terdiri dari batu kecil dengan diameter 8 cm, kerikil berdiameter 4 cm, kerikil dengan diameter 1 cm dan lapisan atas terdiri dari pasir & tanah sawah. Bagian atas di tanami dengan Iris atau melati air. Air limbah yang digunakan berasal dari IPAL Sewon Bantul yang mewakili air limbah domestic. Air limbah yang diambil adalah air limbah yang telah melewati primary treatment. Aliran air limbah diatur supaya tercapai waktu tinggal 3 hari. Debit air yang keluar (efluent) juga diatur hingga memperoleh kecepatan sama dengan kecepatan influent. Diharapkan tanaman hias akan beradaptasi dengan system CW selama 5-7 hari. Efluent diukur nilai DO nya selama kurang lebih 2 minggu sampai mencapai kestabilan. Setelah 2 minggu, dilakukan sampling, tiap minggu dilakukan sebanyak 2 kali pengukuran. Masing-masing pengukuran dilakukan 2 kali ulangan.
14
Melati air (Echinodorus palaefolius)
pasir kerikilӨ 1 cm Kerikil Ө 4 cm Batu Ө 8 cm
Gambar 6. Desain CW menggunakan tanaman hias
Parameter-parameter yang diamati dan diukur sebagai karakteristik air limbah yang masuk dan keluar sistem meliputi BOD, COD, phospat dan Nitrat
15
Bab IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil efisiensi penurunan beberapa parameter terukur BOD, COD, Nitrat dan phospat pengolahan air limbah domestik dari IPAL sewon Bantul dengan teknologi pengolahan CW menggunakan tanaman hias : Iris dan / atau melati air dapat dilihat pada table 1 di bawah ini.
Tabel 1. Efisiensi penurunan parameter terukur (%) Parameter
Perlakuan Kontrol
Single species:
Single species:
I. pseudacorus
E. palaefolius
Multi species
BOD5
-5,05
30,15
-40,15
6,25
COD
32,73
-18,91
-27,8
50,76
Nitrat
-38,88
51,36
58,06
46,13
23,2
87
99,5
95,3
Phospat
Proses pengolahan air limbah dalam system CW dapat terjadi melalui proses kimia, fisika dan biologis yang merupakan hasil simbiosis antara tumbuhan dalam system CW dan mikroorganisme. Proses pengolahan dengan adanya komposisi media dalam CW memungkinkan adanya proses filtrasi dan sedimentasi. Proses adsorbsi dapat oleh media, mikroorganisme maupun system perakaran dimungkinkan terjadi.
Dibandingkan tanaman melati air, tanaman Iris lebih mampuh menurunkan parameter BOD. Tanaman Iris mempunyai daya tahan yang cukup kuat dan lebih tahan terhadap fluktuasi konsentrasi air limbah. Hal in ditunjukan dengan terjadinya efisiensi penurunan BOD mencapai 30,15%. Tetapi efisiensi penurunan ini lebih rendah dibandingkan kemampuan tanaman wetland lainnya dalam menurunkan BOD5. Kemungkinan
16
permasalahan ini terjadi karena untuk tanaman hias dibutuhkan waktu adaptasi untuk berada dalam system CW lebih lama dibandingkan tanaman lainnya.
Proses bioremidiasi dalam system CW tidak terjadi secara langsung melalui proses penyerapan oleh tanaman, tetapi melalui tahapan proses penguraian terlebih dahulu oleh mikroorganisme yang kemudian dilanjutkan dengan proses penyerapan oleh tanaman (Suriawira, 2003).
Melalui proses filtrasi, penguraian dan penyerapan ini, bahan-bahan organic sebagian akan mengalami bentuk yang lebih sederhana sementara yang lain akan diserap oleh tanaman. Tanaman memegang peranan dalam penyediaan oksigen yang secara prinsip terjadi karena adanya proses fotosintesis. Oksigen akan mengalir ke akar tumbuhan melalui batang setelah berdifusi melalui pori-pori daun sehingga akan terbentuk zona rizosfer yang kaya akan oksigen diseluruh permukaan akar. (Suprihatin, 2014)
Pelepasan oksigen oleh akar tanaman air mnyebabkan air atau media di sekitar rambut akar memiliki oksigen terlarut yang lebih tinggi, sehingga meungkinkan menjadi mikro habitat untuk mikroorganisme aerob melakukan aktivitas penguraian. Hal ini terlihat dengan adanya efisiensi penurunan parameter organic.
(Suprihatin,2014) Gambar 7. Zona aerob dan Anaerob pada system perakaran tanaman
Kemampuan masing-masing jenis tanaman menurunkan kadar polutan tidak sama. Daya tahan tanaman terhadap kondisi system CW yang tersaturasi dengan air limbah akan 17
mempengaruhi proses yang terjadi dalam system, karena tanaman selain berperan penyedia mikro habitat juga berperan sebagai penyuplai oksigen yang nantinya akan digunakan oleh mikroorganisme dalam proses penguraian bahan organik.
Tanaman Iris lebih toleran dibandingkan tanaman melati air yang mudah mati sehingga menambah beban organik dalam system, hal ini terlihat dari hasil persentasi efisiensi penghilangan BOD. Hal ini didukung oleh pernyataan Jacobs & Mangold (2010) bahwa tanaman Iris dapat tumbuh di berbagai jenis tanah misalnya pada tanah berkerikil di pantai dimana akar-akar menembus ke dasar tanah, hingga pada tanah liat yang tergenang. Biasanya, tanaman tersebut tumbuh di daerah-daerah yang memiliki kandungan air tanah yang cukup tinggi, tetapi tidak harus terendam, serta dapat tumbuh pada tanah berpasir yang kering. Keunggulan dari tanaman Iris adalah tahan terhadap penyakit,
sangat
jarang
terkena
hama
dan
virus
yang
dapat
mengganggu
pertumbuhannya.
Sebaliknya karena akar yang tumbuh sangat lebat pada tanaman melati air membuat unsure hara yang terserap oleh tanaman sangat besar pada system CW dengan menggunakan tanaman melati air. Lokasi penempatan CW juga perlu diperhatikan terkait dengan tanaman hias yang digunakan. Lokasi penempatan system ikut menentukan pemilihan jenis tanaman hias yang cocok untuk tunbuh dalam CW. Sebagai contoh, tanaman Iris dapat digunakan untuk lokasi yang teduh.
18
Bab V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Tanaman Iris dan melati air mempunyai kemampuan sebagai tanaman hias yang digunakan dalam system Constructed wetland untuk mengolah limbah domestik, baik diterapkan sebagai single species maupun multy species 2. Tanaman iris lebih dapat bertahan dalam kondisi yang tersaturasikan dengan air limbah dan mencapai efisiensi penurunan BOD sebesar 30,15 %
4.2.
Saran Perlu penelitian lanjutan untuk mengeksplorasi jenis tanaman hias yang tahan terhadap kondisi tersaturasi air limbah dengan mempertimbangan lokasi penempatan yang kaya atau miskin cahaya matahari. Sehingga kedepannya dapat diterapkan suatu desain CW indoor maupun outdoor
19
Bab VI. DAFTAR PUSTAKA 1. Anonim,2010.repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1135/3/tanahmukhlis.pdf .txt.Diakses 6Januari 2015 pada pukul 17.00 WIB 2. Anonim,2010.http://nasional.kompas.com/read/2011/09/02/18490483/Tanaman. Pemanis.di.Taman Minimalis.diakses 6 Januari 2015 pada pukul 17.15 WIB. 3. Anonim, 2012.http://plants.ifas.ufl.edu/node/205. Diakses 6 Januari 2014 pada pukul 19.15 WIB 4. Bawole, H., 2000. Lahan Basah Buatan, Suatu Alternatif Pengolahan Limbah Domestik. 3. Bawole, H. & Prihatmo, G. , 2011. Lahan Basah Buatan, Sebuah Alternatif Penerapan Pengolahan Limbah Pasar Ikan Pantai Depok, Parangtritis, Bantul DIY.
4. Ginting, P., 1995. Mencegah dan Mengendalikan Pencemaran Industri, Pustaka Sinar Harapan, Jakarta 5. Green, M.B., P.Griffin and D. Dhobie, 1996. Removal of Bacteria in Subsurface Flow Wetlands, Elsevier Science Ltd. Oxford, UK. 6. Hammer
& Hammer, 2012. Water and Wastewater Technology, Pearson
Education International, USA. 7. Insam, H., LF. Whittle, N. Goberna, 2010. Microbes at Work, Springer, Germany 8. Kasmidjo, R.B., 1991. Penanganan Limbah Pertanian, Perkebunan dan Industri Pangan, Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Proyek Peningkatan Perguruan Tinggi UGM 9. Komariyah S. & Sugito, 2011. Perencanaan IPAL Biofilter di UPTD Kesehatan Puskesmas Gondangwetan Kabupaten Pasuruan, Jurnal Teknik WAKTU Vol.9 No.2. 10. Koottatep, T. and C. Polpraset, 1997. Role of Plant uptake on Nitrogen Removal in Constructed Wetlands Located in the Tropics, Elsevier Science Ltd, Great Britain 11. Mahida. U.N.,1984. Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri. CV Rajawali, Jakarta 12.Mason, 1991. Biology of Fresh Water Pollution, Longman Inc., New York 20
13.Metcalf and Eddy, 1991. Waste Water Engineering Treatment, Disposal and Reuse, Mc. Graw-Hill, Inc., New York 14. Prayitno, 2013. Pengurangan COD dan BOD Limbah Cair Terolah Industri Penyamakan Kulit Menggunakan Tanaman Air dengan Tanaman Melati Air. Balai Besar Kulit, Karet,dan Plastik, Yogyakarta. 16. Said N., 2000. Teknologi Pengolahan Air Limbah dengan Proses Biofilm Tercelup. Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.1 No. 2 17. Sasono, Endro. 2013. Penurunan Kadar BOD dan COD Air Limbah UPT PUSKESMAS JANTI Kota Malang dengan Metode Constructed Wetland. 18. Suprihatin, H., 2014. Penurunan Konsentrasi BOD Limbah Domestik menggunakan Sistem Wetland dengan Tanaman Hias Bintang Air (Cyperus alternifolius). Dinamika Lngkungan Indonesia, Volume 1, Nomor2 19. Soemarwoto, 1989. Ekologi Lingkungan Hidup dan Pembangunan, Djambatan, Jakarta 20. Widianingsih, I. 1998,Alternatif Pengolahan Limbah Domestik dengan Sistem Lahan Basah Buatan.
21
PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS KRTSTEN DUTA WACANA Jl. Dr. Wahidin Sudirohusodo 5-25 yogyakarta - 55224 lndonesia Telp. +62 274563929 Ext.273-274 Fax. +62 2745L3235
E-mail : perpustakaan @staff.ukdw.ac.
id
URL :
http://libra ry.ukdw.ac.id
No :O42/ H.Ol / P erpus/ 2016
Kepala Perpustakaan Universitas Kristen Duta Wacana (UKDW) dengan ini menerangkan bahwa Laporan Penelitian yang ditulis oleh :
Nama
: Dra. Haryati Bawole Sutanto, Dipl. EST, MSc
Jabatan
: Dosen Program Studi Biologi
Fakultas : Bioteknologi Universitas Kristen Duta Wacana
telah diarsip*an dan menjadi koleksi Perpustakaan UKDW dengan deskripsi sebagai
berikut: I{o
Judul
Tahun
1
Studi Alternatif Pengolahan Air Limbah Rumah Tantga dengan Sistem Consfructed Wetldnd Men*unakan Tanaman Hias
2015
Demikian surat keterangan ini dibuat untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Yogyakarta, 13 Januari 2016
Rachmat Chrismanto, S,Kom.,
M.G
