PERENCANAAN SUBSURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLAND DALAM PENGOLAHAN EFLUEN TANGKI SEPTIK PADA DAERAH AIR TANAH DANGKAL (STUDI KASUS: PERUMAHAN ISTANA BESTARI KOTA PASURUAN) Diah Muslikha Ariani* dan Eddy Setiadi Soedjono** Teknik Lingkungan FTSP ITS Surabaya *email:
[email protected] **email:
[email protected]
Abstrak Saat ini, banyak pencemaran yang terjadi pada air tanah, khususnya pada air tanah dangkal. Pencemaran air tanah salah satunya bisa diakibatkan oleh penggunaan tangki septik. Pada daerah dengan muka air tanah yang dangkal dengan kualitas air tanah yang baik, meresapkan efluen tangki septik ke dalam tanah dapat menimbulkan permasalahan. Permasalahan yang timbul adalah pencemaran air tanah karena terkontaminasi oleh efluen dari tangki septik tersebut. Kota Pasuruan merupakan salah satu daerah yang mempunyai muka air tanah dangkal. Salah satu kawasan yang mewakili kondisi air tanah Kota Pasuruan adalah perumahan Istana Bestari. Subsurface flow constructed wetland (SSFCW) sangat cocok digunakan sebagai pengolahan efluen tangki septik karena operational dan maintenance sangat mudah dan murah, serta tidak membutuhkan lahan yang terlalu luas. Pengolahan efluen tangki septic pada perencanan ini meliputi
1
perencanaan secara individu dan secara komunal. Alternatif pengolahan secara individu pada perencanaan ini ada 2, alternatif 1 yaitu pengolahan dengan menggunakan system gravitasi. Pengolahan ini terdiri dari reactor SSFCW dan bak penampung yang menampung air hasil olahan dari reactor SSFCW agar dapat dimanfaatkan kembali. Sedangkan alternatif 2 yaitu pengolahan dengan menggunakan sistem pemompaan. Pengolahan ini terdiri dari bak pengumpul, reaktor SSFCW, dan bak penampung. Ditinjau dari aspek teknologi dan ekonomi, Alternatif pengolahan dengan menggunakan pemompaan adalah yang paling sesuai untuk pengolahan efluen tangki septik. Biaya konstruksi untuk alternatif 2 pada rumah tipe 54, 70, 126, 180 adalah sebesar Rp.404.677,00, Rp.460.472,00, Rp.547.138,00, dan Rp.614.201,00. Biaya O&M selama 1 tahun untuk rumah tipe 54, 70, 126, dan 180 adalah sebesar Rp 4.004,00, Rp 6.184,00, Rp 6.472,00, dan Rp 7.688,00. Biaya konstruksi untuk pengolahan efluen tangki septik secara komunal adalah Rp. 42.904.658,00. Biaya O&M selama 1 tahun Rp. 385.300,00. Kata kunci: efluen tangki septik, subsurface flow constructed wetland, air tanah dangkal, aspek teknologi, dan aspek ekonomi.
Nowadays, ground water has been contaminated, especially in shallow depth. The using of septic tank is the one that caused the contamination. In area, which has shallow and good quality of ground water, septic tank effluent penetrating can effect its contaminated. Pasuruan Region is the area which has shallow ground water. One of the area that represent the ground water condition in Pasuruan Region is Istana Bestari Regency. Subsurface flow constructed wetland (SSFCW) is the suitable treatment for septic tank effluent because its simply and cheap operational and maintenance, also it is needed small area for the construction. There is two alternative treatment in this plan, first alternative is treatment which using gravitation system. It is consist of SSFCW reactor, and reservoir which can 2
vbe used for garden watering. The second alternative is treatment which using pumping system. It is consists of SSFCW reactor, and reservoir which can be used for garden watering too. From the economic and technology aspect, the alternative treatment using pumping system is the most suitable for effluent septic tank. The construction cost for the second alternative in type 54, 70, 126, and 180 is Rp.404.677,00, Rp 460.472,00, Rp 547.138,00, and Rp. 614.201,00 For operational and maintenance costs in one year in type 54, 70, 126, and 180 is Rp 4.004,00, Rp 6.184,00, Rp 6.472,00, and Rp 7.688, . The construction cost for communal system isRp. 42.904.658,00, operational and maintenance costs in one year is Rp. 385.300,00. Keyword: efluen tangki septik, subsurface flow constructed wetland , shallow ground water, technological aspect, and economical aspect.
Pendahuluan Saat ini banyak pencemaran yang terjadi pada air tanah, khususnya pada air tanah dangkal. Pada kasus ini, Kota Pasuruan mempunyai muka air tanah dangkal dengan kualitas yang baik, sehingga air tanah Kota Pasuruan yang biasa dimanfaatkan sebagai sumber air baku untuk kegiatan sehari-hari berpotensi tercemar. Salah satu kawasan yang mewakili kondisi air tanah Kota Pasuruan adalah perumahan Istana Bestari. Perumahan ini menggunakan tangki septik dan sumur resapan sebagai pengolahan limbah domestik khususnya black water. Oleh karena permasalahan tersebut, perlu diterapkan alternatif pengolahan efluen tangki septik yang sederhana, ekonomis, mudah dalam pengoperasian dan perawatannya, sehingga dapat diaplikasikan pada masyarakat. Pengolahan yang dapat diaplikasikan pada efluen tangki septik adalah dengan sistem subsurface flow constructed wetland. Sistem ini sangat cocok untuk mengolah efluen tangki septik khususnya 3
untuk skala rumah tangga secara individu karena tidak membutuhkan lahan yang luas dan pengoperasian yang sederhana. Perencanaan ini didasarkan pada karakteristik air buangan, jumlah penghuni dan luas lahan. Studi kelayakan akan dilakukan pada mekanisme ini, yaitu untuk mengetahui apakah metode ini layak diterapkan dengan meninjau dari aspek teknologi dan ekonomi. Perumusan masalah dari perencanaan ini adalah: -
Bagaimana desain reactor subsurface flow constructed wetland sebagai pengolah efluen tangki septik pada daerah air tanah dangkal pada perumahan Istana Bestari Pasuruan.
-
Apakah sistem subsurface flow constructed wetland layak diterapkan sebagai pengolahan efluen tangki septik pada daerah air tanah dangkal jika ditinjau dari aspek teknologi dan ekonomi. Adapun tujuan dari perencanaan ini adalah:
-
Menentukan desain reactor subsurface flow constructed wetland sebagai pengolah efluen tangki septik pada daerah air tanah dangkal pada perumahan Istana Bestari Pasuruan.
-
Mengkaji apakah sistem subsurface flow constructed wetland layak diterapkan sebagai pengolahan efluen tangki septik pada daerah air tanah dangkal jika ditinjau dari aspek teknologi dan ekonomi. Menurut Mara (1976), efluen dari tangki septik dipandang dari sudut kesehatan masyarakat, sama
bahayanya dengan air limbah segar dan karenanya membutuhkan pengolahan lebih lanjut sebelum dibuang. Constructed wetland adalah wetland buatan yang dikelola dan dikontrol oleh manusia untuk keperluan filtrasi air buangan dengan penggunaan tanaman, aktifitas mikroba dan prose salami lainnya (Hesket dan Bartholomew, 2001 dalam Herumurti, 2005). Constructed wetland adalah pengolahan limbah secara alami yang terdiri atas tiga factor utama: a. Area yang digenangi air dan mendukung hidupnya aquatic plant jenis hydrophyta b. Media tumbuh berupa tanah yang selalu digenangi air
c. Media jenuh air
4
Salah satu tipe dar constructed wetland adaah subsurface flow constructed wetland. Sistem pengolahan air limbah ini terjadi karena mengalir melalui tanaman yang ditanam pada media berpori. Media yang biasa digunakan adalah tanah, kerikil dan gravel. Pada sistem ini tanaman melalui akar dan rhizoma yang mentransfer oksigen ke dalam media subsurface dan menciptakan kondisi aerobik. Proses pengolahan air limbah terjadi melalui proses filtrasi, sedimentasi, absorpsi oleh mikroorganisme dan adsorpsi polutan oleh tanah (Crites dalam Yuanita, 2003). Tabel 1. Kriteria Desain dan Kualitas Efluen yang Diharapkan dari SSF Constructed Wetland Parameter
Satuan
Nilai
BOD loading rate*
gr/m2.hari
<7,5
TSS entry loading rate*
gr/m2.hari
40,3
Kontrol nyamuk*
-
Waktu detensi**
hari
Kedalaman air**
m
Frekuensi pemanenan**
tahun
L:W** Hydrolic loading rate** Kedalaman media**
mm/hari m
Tidak perlu 2-7 0,1-1 3-5 3:1 – 5:1 2-30 0,45-0,75
Kualitas efluen yang diharapkan BOD5*
mg/L
<20
TSS*
mg/L
<20
Sumber:* Crites dan Tchobanoglous (1998) ** Wood (1990)
Didalam Metcalf and Eddy (1991) dijabarkan rumus perhitungan yang digunakan dalam desain subsurface flow constructed wetland (SSFCW) sebagai berikut:
1. Waktu detensi 5
Ce
e
……………………………...(2.1)
K t td
C0 Kt
K 20 (1,1)
T
Ce
ln(
C0
td
)
Kt
Ac
L
…………………………..(2.3)
Q
dxW
K s xS tdxQ
LxW
………………………... (2.4)
……………………………….(2.5)
Wxdx
As
………………………… (2.2)
20
………………………………… (2.6)
Keterangan: Q
= debit rata-rata ( m 3 / hari )
As = luas permukaan ( m 2 ) T
= temperature/suhu ( 0 C )
Ks = konduktivitas hidrolik (m/hari) α
= porositas media (desimal)
K 20 = koefisien standar pada suhu 20°C (per hari) C0
= BOD influen (mg/L)
Ce
= BOD efluen (mg/L)
S
= slope media
td
= waktu detensi (hari)
d
= kedalaman (m)
W = lebar (m) 6
L
= panjang media (m)
2.
Loading Rate Q
Lw
LxW
BOD
………………………………… (2.7) QxC
LR
A
……………………………. (2.8)
Dimana: Lw
= hydrolic loading rate (Mgal/acre-hari)
BOD
LR
C
= BOD loading rate (lb/acre-hari) = konsentrasi BOD (mg/L)
Jenis tanaman yang dapat digunakan dalam constructed wetland yaitu kana (Canna sp.) Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan, tanaman kana diklasifikasikan (Rukmana,1997) sebagai berikut: Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Sub-divisi
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledonae
Famili
: Cannaceae
Spesies : Canna coccinea
Gambaran Umum Wilayah Studi Perumahan Istana Bestari merupakan perumahan baru yang bernuansa modern di pusat Kota Pasuruan, tepatnya berada di Kelurahan Pakuncen, Kecamatan Bugul Kidul. Perumahan ini mulai dibangun pada tahun 2006 oleh PT. Pranata Bumi Permai. Lokasi dari perumahan ini cukup strategis karena berdekatan dengan kantor walikota daerah, stadion, dan berbatasan langsung dengan perumahan 7
Sunan Ampel. Lokasi dari Perumahan Istana Bestari ini dapat dilihat pada Gambar 3.1, sedangkan site plan dari perumahan ini dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 1. Lokasi Perumahan Istana Bestari Pasuruan Perumahan Istana Bestari dibangun di atas tanah seluas 70.160 m2. Rencananya perumahan ini terdiri dari 273 rumah dan 13 ruko. Pembangunan akan dilakukan dalam dua tahap, untuk tahap I akan dibangun 144 rumah dan 13 ruko sedangkan sisanya akan dibangun pada tahap II. Sampai saat ini pembangunan tahap I telah diselasaikan, sedangkan pembangunan tahap II belum dimulai
Gambar 2. Site Plan Perumahan Istana Bestari Pasuruan 8
Hasil dan Pembahasan 5.1 Kualitas Efluen Tangki Septik Berdasarkan dari hasil uji laboratorium yang dilakukan, didapatkan rata-rata konsentrasi efluen tangki septik seperti pada Tabel 5.1: Tabel 2. Kualitas Efluen Tangki Septik Perumahan Istana Bestari Pasuruan Tipe Rumah
PP No. 82
Parameter
Satuan
Tahun Tipe 54
Tipe 70
Tipe 126
Tipe 180
2002 (Kelas IV)
pH
Baku Mutu (Kepmen LH No. 112 Tahun 2003)
-
6,60
6,62
6,72
6,72
5-9
6-9
C
28,0
28,3
28,8
28,9
-
-
BOD
mg/L
86
182
212
328
12
100
TSS
mg/L
46
86
72
94
400
100
COD
mg/L
180
380
440
480
100
-
Total N
mg/L
329,08
140,19
512,14
537,62
-
-
Total P
mg/L
15,14
13,22
7,05
8,32
20
-
Suhu
o
Sumber: Hasil Analisa Laboratorium Teknik Lingkungan (2009) Dalam Noerbambang dan Morimura (2000) dijelaskan bahwa pemakaian air untuk satu kali penggunaan kloset dengan tangki gelontor adalah sebesar 13-15 L. Kemudian menurut hasil survey yang dilakukan pada penghuni rumah di Perumahan Istana Bestari, rata-rata mereka buang air besar (BAB) sebanyak satu kali sehari. Survey ini dilakukan dengan cara wawancara kepada setiap penghuni rumah yang diambil efluen tangki septiknya sebagai sampel.
9
Tabel 3. Kuantitas Efluen Tangki Septik Perumahan Istana Bestari Pasuruan Pada Beberapa Tipe Rumah Pemakaian air untuk Tipe Rumah
penggunaan satu kali (L)
Jumlah penghuni
Kuantitas efluen tangki
(orang)
septik (L/hari)
54
15
3
45
70
15
4
60
126
15
5
75
180
15
7
105
Sumber: Hasil perhitungan Tabel 4. Kuantitas Efluen Tangki Septik Komunal Perumahan Istana Bestari Pasuruan Luas Tipe Rumah
bangunan (m2)
Jumlah (unit)
jumlah penghuni/ rumah
Pemakaian air jumlah total
untuk
penghuni
penggunaan satu kali (L)
Kuantitas efluen (L/hari)
Grape
39
51
3
153
15
2295
Dubonnet
54
30
3
90
15
1350
Vermouth A
70
25
4
100
15
1500
Vermouth B
76
10
4
40
15
600
Calvados A
96
6
4
24
15
360
Calvados B
126
15
5
75
15
1125
Cordial
180
7
7
49
15
735
Total
7965
Sumber: Hasil perhitungan Alternatif perencanaan ini meliputi 2 alternatif, yaitu dengan ada atau tidaknya penggunaan bak pengumpul dan penggunaan pompa sebelum efluen dialirkan ke SSFCW. Adapun diagram alir dalam pemilihan alternatif sebagai berikut.
10
Tangki septik
Effluen tangki septik
Bak Pengumpul
ya
Bak pengumpul
pompa
tidak
SSFCW
Bak penampung
drainase
Gambar 3. Diagram Alir Pemilihan Alternatif Pengolahan Dimensi Pengolahan Komunal Tabel 5. Dimensi Pengolahan Efluen tangki septik Skala Komunal Perumahan Istana Bestari Pasuruan Bak pengumpul (m)
Reaktor SSFCW (m)
Bak Penampung (m)
Panjang (p)
1,3
6,8
2
Lebar (l)
0,7
3,4
1
Kedalaman (h)
0,5
0,7
1
Tipe
Alternatif 1 Tabel 6. Dimensi Pengolahan Efluen tangki septik Alternatif 1 SSFCW
Bak Penampung
L (m)
w (m)
d (m)
Vol (m3)
54
0,53
0,2
0,5
0,053
70
0,96
0,2
0,5
128
0,96
0,25
180
1,28
0,3
Tipe
L (m)
w (m)
d (m)
Vol (m3)
0,4
0,4
1,05
0,168
0,096
0,4
0,4
1,05
0,168
0,5
0,120
0,4
0,4
1,05
0,168
0,5
0,192
0,4
0,4
1,05
0,168
Alternatif 2 Tabel 7. Dimensi Pengolahan Efluen tangki septik Alternatif 2 Tipe 54 70 128 180
L (m) 0,5 0,5 0,5 0,6
Bak Pengumpul w d Vol (m) (m) (m3) 0,5 0,95 0,238 0,5 0,95 0,238 0,5 0,95 0,238 0,6 0,95 0,342
L (m) 0,53 0,96 0,96 1,28
SSFCW w d (m) (m) 0,2 0,5 0,2 0,5 0,25 0,5 0,3 0,5
Vol (m3) 0,053 0,096 0,120 0,192
L (m) 0,4 0,4 0,4 0,4
Bak Penampung w d Vol (m) (m) (m3) 0,4 0,7 0,112 0,4 0,7 0,112 0,4 0,7 0,112 0,4 0,7 0,112
11
Gambar 3. Diagram Alir Pemilihan Alternatif Pengolahan Rekapitulasi RAB
Tipe 54 70 126 180 komunal
Tabel 8. Rekapitulasi RAB RAB RAB aksesoris dan Alternatif konstruksi pompa 1 293.343 0 2 353.047 51.630 1 349.025 2 408.842 51.630 1 439.143 2 495.508 51.630 1 502.832 2 562.571 51.630 42.529.658
375.000
RAB total 293.343 404.677 349.025 460.472 439.143 547.138 502.832 614.201 42.904.658
Kesimpulan 1. Ditinjau dari aspek teknologi dan ekonomi, Alternatif pengolahan dengan menggunakan pemompaan adalah yang paling sesuai untuk pengolahan efluen tangki septik pada daerah air tanah dangkal secara individu. Pengolahan ini terdiri dari bak pengumpul, reaktor subsurface flow constructed wetland (SSFCW), dan bak penampung yang dapat dimanfaatkan untuk penyiraman tanaman. 2. Biaya konstruksi untuk alternatif 2 pada rumah tipe 54, 70, 126, dan 180 adalah sebesar Rp.404.677,00, Rp.460.472,00, Rp.547.138,00, dan Rp.614.201,00. Biaya O&M selama 1
12
tahun untuk rumah tipe 54, 70, 126, dan 180 adalah sebesar Rp 4.004,00, Rp 6.184,00, Rp 6.472,00, dan Rp 7.688,00. Manfaat air yang dihasilkan dapat menghemat air PDAM untuk rumah tipe 54, 70, 126 dan 180 sebesar 43,736%, 32,95%, dan 41,075%, 41,569%. Persentase sisa lahan untuk rumah tipe 54, 70, 126 dan 180 sebesar 99,109%, 99,187%., 99,429%, dan 99,330%. 3. Biaya konstruksi untuk pengolahan efluen tangki septic secara komunal adalah Rp. 42.904.658,00. Biaya O&M selama 1 tahun Rp. 385.300,00. Lahan yang digunakan sebagai pengolahan ini adalah lahan yang dalam site plan akan diperuntukkan sebagai taman.
Daftar Pustaka Crites, R., dan Tchobanoglous, G., (1998). Small and Desentralized Wastewater Management Systems, McGraw-Hill. Singapore. Herumurti, W., (2005). Studi Penurunan Senyawa Nitrogen dan Fosfor Air Limbah Domestik dengan Sistem Sub-Surface Flow (SSF) Constructed Wetland dengan Tanaman Kana (Canna sp) dalam (Studi Kasus Gedung TL-ITS Surabaya), Tugas Akhir. Teknik Lingkungan FTSPITS. Surabaya. Mara, Duncan. 1976. Sewage Treatment in Hot Climates. Scotland: A Wiley-Interscience Publication. Metcalf and Eddy, (1991). Wastewater Engineering Treatment Disposal Reuse. Mc Graw Hill Comp. Ningrum, A.V., (2008). Perencanaan subsurface flow constructed wetland dalam pengolahan grey water skala rumah tangga secara individu di perkotaan (studi kasus : perumahan puri mas surabaya). Tugas Akhir. Teknik Lingkungan FTSP-ITS. Surabaya.
13
Noerbambang, S., dan Morimura, T., (2000). Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plambing. PT Pradnya Paramita. Jakarta. Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 112 Tahun 2003 Tentang Baku Mutu Air Limbah. Wood, A., (1990). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment Engineering and Design Consideration, Proceeding of The International Conferencion The Use of Constructed Wetlands in Water Pollution Control. Pergamon Press. London.
.
14
