PENGOLAHAN AIR LIMBAH KANTIN SECARA BIOLOGI : SUATU KAJIAN TERHADAP EFEKTIVITAS PENGGUNAAN Bacillus sp. DAN KANGKUNG AIR (Ipomoea aquatica)
WIDIA NUR ULFAH SKRIPSI
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul: PENGOLAHAN AIR LIMBAH KANTIN SECARA BIOLOGI : SUATU KAJIAN TERHADAP EFEKTIVITAS PENGGUNAAN Bacillus sp. DAN KANGKUNG AIR (Ipomoea aquatica) adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya-karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir Skripsi ini. Bogor, Januari 2009
Widia Nur Ulfah C24104014
Widia Nur Ulfah. Pengolahan Air Limbah Kantin Secara Biologi : Suatu Kajian terhadap Efektivitas Penggunaan Bacillus sp. dan Kangkung Air (Ipomoea aquatica). Dibimbing oleh I Nyoman N. Suryadiputra dan Hefni Effendi.
RINGKASAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas tingkat reduksi bahan organik yang terdapat dalam air limbah kantin yang diolah melalui penerapan sistem Sequential Batch Reactor (SBR). Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan empat perlakuan (kontrol, penambahan Bacillus sp., kangkung air serta kombinasi Bacillus sp. dan kangkung air) dan lima waktu aerasi (0, 12, 24, 48 dan 72 jam), masing-masing dilakukan sebanyak empat kali ulangan. Kisaran nilai TSS, BOD dan COD air limbah kantin sebelum diolah masing-masing sebesar 493,81 – 638,07 mg/l, 921,66 – 1.073,39 mg/l dan 1.296,32 – 1.782,81 mg/l. Setelah percobaan didapatkan hasil air limbah olahan dengan kualitas yang lebih baik. Perlakuan kombinasi Bacillus sp. dan kangkung air (Ipomoea aquatica) setelah dilakukan aerasi selama 12 jam memberikan penurunan TSS, BOD dan COD paling besar dibandingkan perlakuan lainnya, yaitu sebesar 98,07 %, 96,68 % dan 74,39 %. Hasil ini menunjukkan bahwa gabungan penambahan Bacillus sp. dan kangkung air serta pemberian aerasi selama 12 jam ternyata sangat efektif dan optimal dalam mengolah air limbah kantin. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi alternatif pengolahan air limbah domestik (kantin). Kata kunci : Aerasi, Bacillus sp., bahan organik, kangkung air, Sequential Bacth Reactor
PENGOLAHAN AIR LIMBAH KANTIN SECARA BIOLOGI : SUATU KAJIAN TERHADAP EFEKTIVITAS PENGGUNAAN Bacillus sp. DAN KANGKUNG AIR (Ipomoea aquatica)
Oleh : WIDIA NUR ULFAH C24104014
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
SKRIPSI Judul Penelitian
: Pengolahan Air Limbah Kantin Secara Biologi : Suatu Kajian terhadap Efektivitas Penggunaan Bacillus sp. dan Kangkung Air (Ipomoea aquatica)
Nama Mahasiswa
: Widia Nur Ulfah
Nomor Pokok
: C24104014
Program Studi
: Manajemen Sumberdaya Perairan
Menyetujui, I. Komisi Pembimbing
Ir. I Nyoman N. Suryadiputra NIP: 131 096 974
Dr. Ir. Hefni Effendi, M.Phil NIP: 131 841 731
Mengetahui, II. Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799
Tanggal lulus : 20 Januari 2009
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengolahan Air Limbah Kantin Secara Biologi : Suatu Kajian terhadap Efektivitas Penggunaan Bacillus sp. dan Kangkung Air (Ipomoea aquatica)”. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB. Semakin memburuknya kualitas perairan mendorong manusia untuk mengolah air limbah sebelum dibuang ke perairan bebas. Beberapa usaha telah dilakukan dalam rangka memperbaiki kondisi air limbah agar layak digunakan kembali atau minimal tidak mencemari perairan umum.
Seiring berjalannya
waktu dan berkembangnya teknologi, manusia mencari alternatif pengolahan air limbah yang lebih efektif, murah dan aman. Pengolahan air limbah secara biologi dinilai relatif lebih murah daripada pengolahan air limbah secara kimia. Beberapa penelitian yang menggunakan mikroorganisme (bakteri, alga, khamir, kapang) dan tumbuhan sebagai agen pengolah air limbah menunjukkan hasil bahwa ternyata agen – agen biologis tersebut mampu menurunkan bahan pencemar pada tingkatan tertentu. Adanya peranan yang saling mendukung antara bakteri dan tanaman air mendorong penulis untuk melakukan penelitian dengan tema ini. Hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat diterapkan sebagai salah satu alternatif pengolahan air limbah domestik (kantin). Semoga tulisan ini bermanfaat bagi pembaca.
Bogor, Januari 2009
Penulis
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir. I Nyoman N. Suryadiputra dan Dr. Ir. Hefni Effendi, M. Phil. yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama berlangsungnya penelitian dan penulisan skripsi.
Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada anggota penguji, yaitu Dr. Ir. Yunizar Ernawati, MS (mewakili Bidang Akademik dari Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan) dan Dr. Ir. Yusli Wardiyatno (sebagai penguji tamu). Ucapan terima kasih penulis ucapkan juga kepada Dr. Ir. M. F. Rahardjo, Dr. Ir. Niken T.M. Pratiwi dan Majariana Krisanti, S.Pi., M.Si. atas bimbingan dan motivasi yang diberikan selama penulis melaksanakan studi dan menyelesaikan skripsi. Terima kasih penulis ucapkan kepada keluarga tercinta, terutama kedua orang tua atas do’a, dukungan dan kasih sayangnya kepada penulis. Juga kepada staf dan pegawai Tata Usaha MSP atas bantuan, perhatian dan kerja samanya, serta semua pihak, terutama staf di bagian Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan / FPIK – IPB yang secara langsung maupun tak langsung telah mengarahkan, membantu dan mendukung penelitian ini.
DAFTAR ISTILAH Absorbsi
Proses penyerapan bahan organik terlarut ke dalam sel bakteri melalui dinding sel atau membran bakteri.
Adsorbsi
Proses penempelan bahan organik partikulat di permukaan dinding sel bakteri.
Aerasi
Proses pemberian udara (oksigen) ke dalam kolom air.
Aerator
Alat pemasok udara (oksigen).
Aerob
Kondisi dimana terdapat oksigen terlarut.
Anabolisme
Proses pembentukan sel-sel baru.
Anaerob/Anoksik Kondisi dimana tidak terdapat oksigen terlarut. Anion
Ion bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih elektron.
Anorganik
Senyawa kimia yang molekulnya tidak memiliki ikatan karbon-hidrogen.
Autoclave
Alat untuk mensterilkan media dan peralatan analisis mikrobiologi dengan suhu dan tekanan tertentu.
Badan Air
Daerah yang tergenang air, meliputi permukaan, kolom, dan dasar perairan.
Bakteri
Kelompok organisme hidup berukuran mikroskopis dan sebagian besar uniseluler (bersel tunggal) dengan struktur sel yang relatif sederhana.
Baku Mutu
Batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi, atau komponen lain yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemar yang dapat ditenggang dalam lingkungan tertentu, sesuai untuk peruntukkannya.
Bioaugmentasi
Penambahan satu atau beberapa jenis mikroorganisme baik alami maupun yang non alami dalam proses degradasi pencemar lingkungan.
Biodegradable
Limbah yang dapat/mudah terurai secara biologi.
Bioreaktor
Sistem pengolahan limbah secara biologi.
i
Bioremediasi
Proses degradasi bahan organik menjadi senyawa lain misalnya CO2, CH4, H2O, garam anorganik, biomassa, dan hasil samping yang sedikit lebih sederhana dari senyawa semula secara biologis.
Bioremediator
Makhluk hidup yang digunakan sebagai agen biologi dalam proses reduksi bahan organik.
Blooming
Peningkatan jumlah/kelimpahan individu organisme dengan jumlah yang besar dalam waktu yang singkat.
BOD
Biochemical Oxygen Demand Jumlah oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme untuk mendekomposisi bahan organik yang biodegradable.
Bulb
Alat bantu (biasanya berbahan karet) dalam penggunaan pipet untuk menghisap cairan.
Bunsen
Alat berupa wadah minyak/spirtus dengan sumbu untuk nyala api yang digunakan dalam analisis mikrobiologi untuk meminimalisasi kontaminan.
Buret
Alat gelas yang digunakan dalam proses titrasi.
C
Karbon
Cawan Petri
Alat gelas yang biasa digunakan sebagai tempat media dalam pembiakan mikroorganisme.
CH4
Metana
CO2
Karbondioksida
COD
Chemical Oxygen Demand Jumlah oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme untuk mendekomposisi bahan organik yang nonbiodegradable.
Debit
Volume air yang mengalir per satuan waktu.
Degradasi
Proses pengurangan/penghilangan jumlah/konsentrasi suatu zat.
Dekomposisi
Proses pengubahan bahan organik menjadi bahan anorganik.
DHL
Daya Hantar Listrik Gambaran numerik dari kemampuan air untuk meneruskan aliran listrik, dilihat dari banyaknya garam-garam terlarut yang dapat terionisasi.
ii
DO
Dissolved Oxygen Jumlah oksigen terlarut yang terkandung dalam perairan.
Domestik
Segala sesuatu yang berhubungan dengan kegiatan manusia, rumah tangga, maupun pemukiman.
Dosis
Rasio volume inokulan dan volume media uji.
Ekologi
Ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya dan yang lainnya.
Ekualisasi
Proses pencampuran (pengadukan) air limbah dalam suatu wadah sebelum proses aerasi dengan tujuan menghomogenkan karakter air limbah.
Eutrofikasi
Problem lingkungan hidup (pencemaran air) yang disebabkan oleh munculnya nutrien yang berlebihan ke dalam ekosistem air.
Fakultatif
Sifat dari organisme, yaitu dapat hidup pada kondisi aerob dan anaerob.
Flokulasi
Proses perubahan partikel-partikel warna, kekeruhan, dan bakteri yang berukuran sangat kecil menjadi lebih besar (flok).
Fotosintesis
Suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. 6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
H2S
Asam Sulfida
Heterotropik
Organisme yang tidak mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri.
Inokulan
Zat atau organisme dengan konsentrasi atau jumlah tertentu yang menjadi bahan yang digunakan/dimasukkan paling awal ke media uji dalam suatu perlakuan.
IPAL
Instalasi Pengolahan Air Limbah
Isolat
Kultur murni dari suatu organisme.
Jarum Ose
Alat berupa tangkai yang melingkar di salah satu ujungnya dan memiliki pegangan tahan panas di ujung yang lain, digunakan dalam teknik penggoresan analisis mikrobiologi.
iii
