Teknologi Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Sistem Biofilter Anaerob-Aerob

Teknologi Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit
Dengan Sistem Biofilter Anaerob-Aerob

ABSTRAK  

           Air limbah rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemaran lingkungan yang sangat potensial. Oleh karena itu air limbah tersebut perlu diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke saluran umum. Masalah yang sering muncul dalam hal pengelolaan limbah rumah sakit adalah terbatasnya dana yang ada untuk membangun fasilitas pengolahan limbah serta operasinya, khususnya untuk rumah sakit tipe kecil dan menengah. Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu dikembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit yang murah, mudah operasinya serta harganya terjangkau, khususnya untuk rumah sakit dengan kapasitas kecil sampai sedang. Selain itu perlu menyebar-luaskan informasi teknologi khususnya untuk pengolahan air limbah rumah sakit, sehingga dalam memilih teknologi pihak pengelola rumah sakit mendapatkan hasil yang optimal.
           Makalah ini membahas tentang beberapa teknologi pengolahan air limbah secara biologis yang sesuai untuk pengolahan air limbah rumah sakit. Di dalam pemilihan teknologi pengolahan air limbah tersebut beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain yakni jumlah air limbah yang akan diolah, kualitas air limbah dan kualitas air olahan yang diharapkan, kemudahan dalam hal pengelolaan dan perawatan, ketersediaan lahan dan sumber energi, serta ketersediaan dana yang ada. Salah satu cara pengolahan air limbah rumah sakit yang murah, sederhana dan hemat energi adalah proses pengolahan dengan sistem biofilter anaerob-aerob. Dengan sistem kombinasi biofilter “Anaerob-Aerob” diperoleh hasil air olahan yang cukup baik, serta proses pengolahannya sangat stabil walaupun konsentrasi maupun debit air limbah berfluktuasi

KATA KUNCI : Biofilter, Anaerob, Aerob, Rumah Sakit
JENIS TEKNOLOGI : Teknologi Pengolahan Air Limbah
TARGET PENGGUNAAN : Rumah Sakit



I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

           Rumah sakit adalah merupakan fasilitas sosial yang tak mungkin dapat dipisahkan dengan masyarakat, dan keberadaannya sangat diharapkan oleh masyarakat, karena sebagai manusia atau masyarakat tentu menginginkan agar keseahatan tetap terjaga. Oleh karena itu rumah sakit mempunyai kaitan yang erat dengan keberadaan kumpulan manusia atau masyarakat tersebut. Di masa lalu, suatu rumah sakit dibangun di suatu wilayah yang jaraknya cukup jauh dari dareah pemukiman, dan biasanya dekat dengan sungai dengan pertimbangan agar pengelolaan limbah baik padat maupun cair tidak berdampak negatip terhadap penduduk, atau bila ada dampak negatip maka dampak tersebut dapat diperkecil.
           Sejalan dengan perkembangan penduduk yang sangat pesat, lokasi rumah sakit yang dulunya jauh dari daerah pemukiman penduduk tersebut sekarang umumnya telah berubah dan berada di tengah pemukiman penduduk yang cukup padat, sehingga masalah pencemaran akibat limbah rumah sakit baik limbah padat atau limbah cair sering menjadi pencetus konflik antara pihak rumah sakit dengan masyarakat yang ada di sekitarnya.
           Dengan pertimbangan alasan tersebut, maka rumah sakit yang dibangun setelah tahun 1980 an telah diwajibkan menyediakan sarana limbah padat maupun limbah cair. Namun dengan semakin mahalnya harga tanah, serta besarnya tuntutan masyarakat akan kebutuhan peningkatan sarana penunjang pelayanan kesehatan yang baik, dan di lain pihak peraturan pemerintah tentang pelestarian lingkungan juga semakin ketat, maka pihak rumah sakit umumnya menempatkan sarana pengolah limbah pada skala prioritas yang rendah. Akibatnya, sering terjadi benturan perbedaan kepentingan antar pihak rumah sakit dengan masyarakat atau pemerintah. Dengan adanya kebijakan legal yang mengharuskan pihak rumah sakit agar menyediakan fasilitas pengolahan limbah yang dihasilkan, mengakibatkan biaya investasi maupun biaya operasional menjadi lebih besar.
           Air limbah yang berasal dari limbah rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemaran air yang sangat potensial. Hal ini disebabkan karena air limbah rumah sakit mengandung senyawa organik yang cukup tinggi juga kemungkinan mengandung senyawa-senyawa kimia lain serta mikro-organisme patogen yang dapat menyebabkan penyakit terhadap masyarakat di sekitarnya. Oleh karena potensi dampak air limbah rumah sakit terhadap kesehatan masyarakat sangat besar, maka setiap rumah sakit diharuskan mengolah air limbahnya sampai memenuhi persyaratan standar yang berlaku.
           Dengan adanya peraturan yang mengharuskan bahwa setiap rumah sakit harus mengolah air limbah sampai standar yang diijinkan, maka kebutuhan akan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit khususnya yang murah dan hasilnya baik perlu dikembangkan. Hal ini mengingat bahwa kendala yang paling banyak dijumpai yakni teknologi yang ada saat ini masih cukup mahal, sedangkan di lain pihak dana yang tersedia untuk membangun unit alat pengolah air limbah tersebut sangat terbatas sekali. Untuk rumah sakit dengan kapasitas yang besar umumnya dapat membangun unit alat pengolah air limbahnya sendiri karena mereka mempunyai dana yang cukup. Tetapi untuk rumah sakit tipe kecil sampai dengan tipe sedang umumnya sampai saat ini masih membuang air limbahnya ke saluran umum tanpa pengolahan sama sekali.
           Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu dikembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit yang murah, mudah operasinya serta harganya terjangkau, khususnya untuk rumah sakit dengan kapasitas kecil sampai sedang. Untuk mencapai tujuan tersebut, terdapat kedala yang cukup besar yakni kurangnya tersedianya teknologi pengolahan yang baik dan harganya murah. Masalah ini menjadi kendala yang cukup besar terutama untuk rumah sakit kecil, yang mana pihak rumah sakit tidak/belum mampu untuk membangun unit alat pengilahan air limbah sendiri, sehingga sampai saat ini masih banyak sekali rumah sakit yang membuang air limbahnya ke saluran umum.
           Untuk pengolahan air limbah rumah sakit dengan kapasitas yang besar, umumnya menggunakan teknlogi pengolahan air limbah “Lumpur Aktif” atau Activated Sludge Process, tetapi untuk kapasitas kecil cara tersebut kurang ekonmis karena biaya operasinya cukup besar. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu menyebarluaskan informasi teknologi khususya teknologi pengolahan air limbah rumah sakit berserta aspek pemilihan teknologi serta keunggulan dan kekurangannya. Dengan adanya informasi yang jelas, maka pihak pengelola rumah sakit dapat memilih teknologi pengolahan limbah yang sesuai dengan kodisi maupun jumlah air limbah yang akan diolah, yang layak secara teknis, ekonomis dan memenuhi standar lingkungan.

1.2. Tujuan Dan Sasaran

           Tujuan kegiatan ini yakni mengkaji dan mengembangkan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit, khususnya untuk rumah sakit tipe kecil yang sesuai dengan kondisi di Indonesia misalnya dengan proses Biofilter Anaerob dan Aerob. Unit alat pengolah air limbah tersebut dapat di dalam bentuk paket sehingga pembangunan atau operasinya murah dan sederhana. Selain itu alat ini dirancang sedemikian rupa hingga hemat energi.
           Sasaran dari kegiatan ini adalah membangun prototipe unit pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem biofilter Anaerob dan Aerob, dengan kapasitas pengolahan 10 – 15 M3/hari, serta mengkaji karakteristik serta efisiensi pengolahan terhadap beberapa parameter kualitas air limbah.

1.3. Manfaat

           Teknologi pengolahan air limbah dengan sistem biofilter anaerob-aerob sangat cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan skala kecil sampai skala besar, tahan terhadap perubahan beban hidrolik maupun beban organik, dan biaya opersinya sangat murah.


II. METODOLOGI PEMBUATAN Survai Lapangan

           Survai ini dilakukan untuk mengetahui keadaan di lapangan mengenai jumlah dan kualitas air limbah, serta kondisi jaringan air limbah dan ketersediaan lahan.

Penentuan Lokasi

           Lokasi prototipe unit alat pengolah air limbah dipasang di rumah sakit terpilih, dan harus ditentukan sedemikian rupa agar didapatkan hasil yang memuaskan, baik ditinjau dari segi teknis maupun estetika. Sedapat mungkin lokasi ditentukan agar aliran air dapat berjalan secara gravitasi untuk penghematan energi.

Ketersediaan Bahan dan Peralatan

           Bahan dan peralatan yang diperlukan untuk pembangunan unit pengolahan air limbah diharapkan dapat dengan mudah didapat di pasaran, sehingga dapat memberikan kemudahan dalam pengerjaan pembangunan dan biaya konstruksi dapat ditekan serendah mungkin.

Rancangan dan Konstruksi

           Disain unit alat pengolah air limbah dirancang berdasarkan jumlah dan kualitas air limbah, serta sesuai dengan ketersediaan lahan yang ada. Prototipe alat pengolah air limbah rumah sakit tersebut akan dirancang dalam bentuk yang kompak agar pemasangan/pembangunan serta operasinya mudah, serta diusahakan menggunakan energi sekecil mungkin.

Pembangunan Prototipe dan Pengujian Karakteristik Alat

           Setelah prototipe alat pengolah air limbah rumah sakit selesai dibangun, dilakukan pengujian karakteristik alat dan pengujian efisiensi pengolahan terhadap beberapa parameter proses misalnya beban pengolahan, waktu tinggal, aerasi dll.


III. PENGELOLAAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT

           Air limbah rumah sakit adalah seluruh buangan cair yang berasal dari hasil proses seluruh kegiatan rumah sakit yang meliputi: limbah domistik cair yakni buangan kamar mandi, dapur, air bekas pencucian pakaian; limbah cair klinis yakni air limbah yang berasal dari kegiatan klinis rumah sakit misalnya air bekas cucian luka, cucian darah dll.; air limbah laboratorium; dan lainya. Air limbah rumah sakit yang berasal dari buangan domistik maupun buangan limbah cair klinis umumnya mengadung senaywa pulutan organik yang cukup tinggi, dan dapat diolah dengan proses pengolahan secara biologis, sedangkan untuk air limbah rumah sakit yang berasal dari laboratorium biasanya banyak mengandung logam berat yang mana bila air limbah tersebut dialirkan ke dalam proses pengolahan secara biologis, logam berat tersebut dapat menggagu proses pengolahannya. Oleh karena itu untuk pengelolaan air limbah rumah sakit, maka air limbah yang berasal dari laboratorium dipisahkan dan ditampung, kemudian diolah secara kimia-fisika, Selanjutnya air olahannya dialirkan bersama-sama dengan air limbah yang lain, dan selanjutnya diolah dengan proses pengolahan secara biologis. Diagram proses pengelolaan air limbah rumah sakit secara umum dapat dilihat seperti pada gambar1.
           Di dalam pengelolaan air limbah rumah sakit, maka yang perlu diperhatikan adalah sistem saluran pembuangan air. Saluran air limbah dan saluran air hujan harus dibuat secara terpisah. Air limbah rumah sakit baik yang berasal dari buangan kamar mandi, air bekas ccucian, air buangan dapur serta air limbah klinis dikumpulkan ke bak kontrol dengan saluran atau pipa tertutup, selanjutnya dialirkan ke unit pengolahan air limbah. Setelah dilakukan pengolahan, air hasil olahannya dibuang ke saluran umum. Untuk air hujan dapat langsung dibuang kesaluran umum melalui saluran terbuka.
           Dari hasil analisa kimia terhadap berberapa contoh air limbah rumah sakit yang ada di DKI Jakarta menunjukkan bahwa konsentrasi senywa pencemar sangat bervariasi misalnya, BOD 31,52 – 675,33 mg/l, ammoniak 10,79 – 158,73 mg/l, deterjen (MBAS) 1,66 – 9,79 mg/l. Hal ini mungkin disebabkan karena sumber air limbah juga bervarisi sehingga faktor waktu dan metoda pengambilan contoh sangat mempengaruhi besarnya konsentarsi. Secara lengkap karakteristik air limbah rumah sakit dapat dilihat pada tabel 1. Dari tabel tesebut terlihat bahwa air limbah rumah sakit jika tidak diolah sangat berpotensi untuk mencemari lingkungan. Selain pencemaran secara kimiawi, air limbah rumah sakit juga berpotensi untuk memcemari lingkungan secara bakteriologis.


Gambar 1 : Diagram pengelolaan air limbah rumah sakit

Tabel 1 : Karakteristik air limbah rumah rumah sakit di daerah DKI Jakarta.

No
Parameter
Minimum
Maksimum
Rata-Rata
1
BOD – mg/l
31,52
675,33
353,43
2
COD – mg/l
46,62
1183,4
615,01
3
Angka Permanganat (KMnO4) – mg/l
69,84
739,56
404,7
4
Ammoniak (NH3) – mg/l
10,79
158,73
84,76
5
Nitrit (NO2-) – mg/l
0,013
0,274
0,1435
6
Nitrat (NO3-) – mg/l
2,25
8,91
5,58
7
Khlorida (Cl-) – mg/l
29,74
103,73
66,735
8
Sulfat (SO4-) – mg/l
81,3
120,6
100,96
9
pH
4,92
8,99
6,96
10
Zat padat tersuspensi (SS) mg/l
27,5
211
119,25
11
Deterjen (MBAS) – mg/l
1,66
9,79
5,725
12
Minyal/lemak – mg/l
1
125
63
13
Cadmium (Cd) – mg/l
ttd
0,016
0,008
14
Timbal (Pb)
0,002
0,04
0,021
15
Tembaga (Cu) – mg/l
ttd
0,49
0,245
16
Besi (Fe) – mg/l
0,19
70
35,1
17
Warna – (Skala Pt-Co)
31
150
76
18
Phenol – mg/l
0,04
0,63
0,335


Sumber : PD PAL JAYA 1995.

IV. PEMILIHAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT

4.1. Teknologi Pengolahan Air Limbah

           Untuk mengolah air yang mengandung senyawa organik umumnya menggunakan teknologi pengolahan air limbah secara biologis atau gabungan antara proses biologis dengan proses kimia-fisika. Proses secara biologis tersebut dapat dilakukan pada kondisi aerobik (dengan udara), kondisi anaerobik (tanpa udara) atau kombinasi anaerobik dan aerobik.
           Proses biologis aeorobik biasanya digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang tidak terlalu besar, sedangkan proses biologis anaerobik digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang sangat tinggi. Dalam makalah ini uraian dititik beratkan pada proses pengolahan air limbah secara aerobik.
           Pengolahan air limbah secara biologis aerobik secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga yakni proses biologis dengan biakan tersuspensi (suspended culture), proses biologis dengan biakan melekat (attached culture) dan proses pengolahan dengan sistem lagoon atau kolam. Proses biologis dengan biakan tersuspensi adalah sistem pengolahan dengan menggunakan aktifitas mikro-organisme untuk menguraikan senyawa polutan yang ada dalam air dan mikro-organime yang digunakan dibiakkan secara tersuspesi di dalam suatu reaktor. Beberapa contoh proses pengolahan dengan sistem ini antara lain : proses lumpur aktif standar/konvesional (standard activated sludge), step aeration, contact stabilization, extended aeration, oxidation ditch (kolam oksidasi sistem parit) dan lainya.
           Proses biologis dengan biakan melekat yakni proses pengolahan limbah dimana mikro-organisme yang digunakan dibiakkan pada suatu media sehingga mikroorganisme tersebut melekat pada permukaan media. Beberapa contoh teknologi pengolahan air limbah dengan cara ini antara lain : trickling filter atau biofilter, rotating biological contactor (RBC), contact aeration/oxidation (aerasi kontak) dan lainnnya. Proses pengolahan air limbah secara biologis dengan lagoon atau kolam adalah dengan menampung air limbah pada suatu kolam yang luas dengan waktu tinggal yang cukup lama sehingga dengan aktifitas mikro-organisme yang tumbuh secara alami, senyawa polutan yang ada dalam air akan terurai.
           Untuk mempercepat proses penguraian senyawa polutan atau memperpendek waktu tinggal dapat juga dilakukam proses aerasi. Salah satu contoh proses pengolahan air limbah dengan cara ini adalah kolam aerasi atau kolam stabilisasi (stabilization pond). Proses dengan sistem lagoon tersebut kadang-kadang dikategorikan sebagai proses biologis dengan biakan tersuspensi.
           Secara garis besar klasifikasi proses pengolahan air limbah secara aerobik dapat dilihat seperti pada gambar 2, sedangkan karakteristik pengolahan, parameter perencanaan serta efisiensi pengolahan untuk tiap tiap jenis proses dapat dilihat pada tabel 2, dan tabel 3. Untuk memilih jenis teknologi atau proses yang akan digunakan untuk pengolahan air limbah, beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain : karakteristik air limbah, jumlah limbah serta standar kualitas air olahan yang diharapkan.

4.2. Teknologi Proses Pengoalahan Air Limbah Rumah Sakit

           Teknologi proses pengolagan air limbah yang digunakan untuk mengolah air limbah rumah sakit pada dasarnya hampir sama dengan teknologi proses pengolahan untuk air limbah yang mengandung polutan organik lainnya. Pemilihan jenis proses yang digunakan harus memperhatikan bebrapa faktor antara lain yakni kualitas limbah dan kualitas air hasil olahan yang diharapkan, jumlah air limbah, lahan yang tersedia dan yang tak kalah penting yakni sumber energi yang tersedia.

 

           Berapa teknologi proses pengolahan air limbah rumah sakit yang sering digunakan yakni antara lain: proses lumpur aktif (activated sludge process), reaktor putar biologis (rotating biological contactor, RBC), proses aerasi kontak (contact aeration process), proses pengolahan dengan biofilter “Up Flow”, serta proses pengolahan dengan sistem “biofilter anaerob-aerob”.


Gambar 2 : Klasifikasi proses pengolahan air limbah secara biologis aerobik.

Tabel 2 : Karakterisiti operasional proses pengolahan air limbah dengan proses biologis.


JENIS PROSES
EFISIENSI
PENGHILANGAN BOD
(%)

KETERANGAN
Lumpur Aktif Standar
85 – 95
-
Step Aeration
85 – 95
Digunakan untuk beban pengolahan yang besar.
Modified Aeration
60 – 75
Untuk pengolahan dengan kualitas air olahan sedang.
PPROSES BIOMASA TERSUSPENSI
Contact Stabilization
80 – 90
Digunakan untuk pengolahan paket. Untuk mereduksi ekses lumpur.
High Rate Aeration
75 – 90
Untuk pengolahan paket, bak aerasi dan bak pengendap akhir merupakan satu paket. Memerlukan area yang kecil.
Pure Oxygen Process
85 – 95
Untuk pengolahan air limbah yang sulit diuraikan secara bilogis. Luas area yang dibutuhkan kecil.
Oxidation Ditch
75 – 95
Konstruksinya mudah, tetapi memerlukan area yang luas.
Trickling Filter
80 – 95
Sering timbul lalat dan bau. Proses operasinya mudah.
PROSES BIOMASA MELEKAT
Rotating Biological Contactor
80 – 95
Konsumsi energi rendah, produksi lumpur kecil. Tidak memerlukan proses aerasi.
Contact Aeration Process
80 – 95
Memungkinkan untuk penghilangan nitrogen dan phospor.
Biofilter Unaerobic
65 – 85
memerlukan waktu tinggal yang lama, lumpur yang terjadi kecil.
LAGOON
Kolam stabilisai
60 – 80
memerlukan waktu tinggal yang cukup lama, dan area yang dibutukkan sangat luas

Tabel 3 : Parameter Perencanaan Proses Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biologis Aerobik.


Jenis Proses
Beban

BOD kg/kgSS.D

BOD

BOD Kg/M3.D

MLSS (Mg/Lt)

QA/Q

T (Jam)
Efisiensi Penghilangan BOD (%)
Lumpur Aktif Standar
0,2 – 0,4
0,3 – 0,8
1500 – 2000
3 -7
6 – 8
85 – 95
Step Aeration
0,2 – 0,4
0,4 – 1,4
1000 – 1500
3 – 7
4 – 6
85 – 95
PPROSES Modified Aeration
1,5 – 3,0
0,6 – 2,4
400 – 800
2 – 2,5
1,5 – 30
60 – 75
BIOMASA Contact Stabilization
0,2
0,8 – 1,4
2000 – 8000
> 12
> 5
80 – 90
TERSUSPENSI High Rate Aeration
0,2 – 0,4
0,6 – 2,4
3000 – 6000
5 – 8
2 – 3
75 – 90
Pure Oxygen Process
0,3 – 0,4
1,0 – 2,0
3000 – 4000
-
1 – 3
85 – 95
Oxidation Ditch
0,03 – 0,04
0,1 – 0,2
3000 – 4000
-
24 -48
75 – 95
Extended Aeration
0,03 – 0,05
0,15 – 0,25
3000 – 6000
> 15
16 – 24
75 – 95
PROSES Trickling Filter
-
0,08 – 0,4
-
-
-
80 – 95
BIOMASA Rotating Biological Contactor
-
0,01 – 0,3
-
-
-
80 – 95
MELEKAT Contact Aeration Process
-
-
-
-
-
80 – 95
Biofilter Unaerobic
-
-
-
-
-
65 – 85
CATATAN : Q : Debit Air Limbah (M3/day) Qr : Return Sludge (M3/day) QA : Laju Alir Suplai Udara (M3/day)

4.2.1. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Lumpur Aktif

           Pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif secara umum terdiri dari bak pengendap awal, bak aerasi dan bak pengendap akhir, serta bak khlorinasi untuk membunuh bakteri patogen. Secara umum proses pengolahannya adalah sebagai berikut. Air limbah yang berasal dari rumah sakit ditampung ke dalam bak penampung air limbah. Bak penampung ini berfungsi sebagai bak pengatur debit air limbah serta dilengkapi dengan saringan kasar untuk memisahkan kotoran yang besar. Kemudian, air limbah dalam bak penampung di pompa ke bak pengendap awal. Bak pengendap awal berfungsi untuk menurunkan padatan tersuspensi (Suspended Solids) sekitar 30 – 40 %, serta BOD sekitar 25 % . Air limpasan dari bak pengendap awal dialirkan ke bak aerasi secara gravitasi. Di dalam bak aerasi ini air limbah dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah. Energi yang didapatkan dari hasil penguraian zat organik tersebut digunakan oleh mikrorganisme untuk proses pertumbuhannya. Dengan demikian didalam bak aerasi tersebut akan tumbuh dan berkembang biomasa dalam jumlah yang besar. Biomasa atau mikroorganisme inilah yang akan menguaraikan senyawa polutan yang ada di dalam air limbah.

 

           Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-organisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Air limpasan(over flow) dari bak pengendap akhir dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh micro-organisme patogen. Air olahan, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan proses ini air limbah rumah sakit dengan konsentrasi BOD 250 -300 mg/lt dapat di turunkan kadar BOD nya menjadi 20 -30 mg/lt. Skema proses pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem aerasi kontak dapat dilihat pada gambar III.2. Surplus lumpur dari bak pengendap awal maupun akhir ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air resapannya ditampung kembali di bak penampung air limbah. Keunggulan proses lumpur aktif ini adalah dapat mengolah air limbah dengan beban BOD yang besar, sehingga tidak memerlukan tempat yang besar. Proses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dalam jumlah yang besar. Sedangkan beberapa kelemahannya antara lain yakni kemungkinan dapat terjadi bulking pada lumpur aktifnya, terjadi buih, serta jumlah lumpur yang dihasilkan cukup besar.


Gambar III.2 : Diagram proses pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif

 

4.2.2. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Reaktor Biologis Putar (Rotating Biological Contactor, Rbc)
           Reaktor biologis putar (rotating biological contactor) disingkat RBC adalah salah satu teknologi pengolahan air limbah yang mengandung polutan organik yang tinggi secara biologis dengan sistem biakan melekat (attached culture). Prinsip kerja pengolahan air limbah dengan RBC yakni air limbah yang mengandung polutan organik dikontakkan dengan lapisan mikro-organisme (microbial film) yang melekat pada permukaan media di dalam suatu reaktor.
           Media tempat melekatnya film biologis ini berupa piringan (disk) dari bahan polimer atau plastik yang ringan dan disusun dari berjajar-jajar pada suatu poros sehingga membentuk suatu modul atau paket, selanjutnya modul tersebut diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah yang mengalir secara kontinyu ke dalam reaktor tersebut.
           Dengan cara seperti ini mikro-organisme miaslanya bakteri, alga, protozoa, fungi, dan lainnya tumbuh melekat pada permukaan media yang berputar tersebut membentuk suatu lapisan yang terdiri dari mikro-organisme yang disebut biofilm (lapisan biologis). Mikro-organisme akan menguraikan atau mengambil senyawa organik yang ada dalam air serta mengambil oksigen yang larut dalam air atau dari udara untuk proses metabolismenya, sehingga kandungan senyawa organik dalam air limbah berkurang.
           Pada saat biofilm yang melekat pada media yang berupa piringan tipis tersebut tercelup kedalam air limbah, mikro-organisme menyerap senyawa organik yang ada dalam air limbah yang mengalir pada permukaan biofilm, dan pada saat biofilm berada di atas permuaan air, mikro-organisme menyerap okigen dari udara atau oksigen yang terlarut dalam air untuk menguraikan senyawa organik. Enegi hasil penguraian senyawa organik tersebut digunakan oleh mikro-organisme untuk proses perkembang-biakan atau metabolisme.
           Senyawa hasil proses metabolisme mikro-organisme tersebut akan keluar dari biofilm dan terbawa oleh aliran air atau yang berupa gas akan tersebar ke udara melalui rongga-rongga yang ada pada mediumnya, sedangkan untuk padatan tersuspensi (SS) akan tertahan pada pada permukaan lapisan biologis (biofilm) dan akan terurai menjadi bentuk yang larut dalam air.
           Pertumbuhan mikro-organisme atau biofilm tersebut makin lama semakin tebal, sampai akhirnya karena gaya beratnya sebagian akan mengelupas dari mediumnya dan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya, mikro-organisme pada permukaan medium akan tumbuh lagi dengan sedirinya hingga terjadi kesetimbangan sesuai dengan kandungan senyawa organik yang ada dalam air limbah. Secara sederhana proses penguraian senyawa organik oleh mikro-organisme di dalam RBC dapat digambarkan seperti pada gambar III.3.
           Keunggulan dari sistem RBC yakni proses operasi maupun konstruksinya sederhana, kebutuhan energi relatif lebih kecil, tidak memerlukan udara dalam jumlah yang besar, lumpur yang terjadi relatf kecil dibandingkan dengan proses lumpur aktif, serta relatif tidak menimbulkan buih. Sedangkan kekurangan dari sistem RBC yakni sensitif terhadap temperatur.


Gambar III.3 : Mekanisme proses penguraian senyawa organik oleh mikro-organisme di dalam RBC
4.2.2.A. Proses Pengolahan

           Secara garis besar proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC terdiri dari bak pemisah pasir, bak pengendap awal, bak kontrol aliran, reaktor/kontaktor biologis putar (RBC), Bak pengendap akhir, bak khlorinasi, serta unit pengolahan lumpur. Diagram proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC adalah seperti pada gambar III.4.


Gambar III.4 : Diagram proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC.
Bak Pemisah Pasir

           Air limbah dialirkan dengan tenang ke dalam bak pemisah pasir, sehingga kotoran yang berupa pasir atau lumpur kasar dapat diendapkan. Sedangkan kotoran yang mengambang misalnya sampah, plastik, sampah kain dan lainnya tertahan pada sarangan (screen) yang dipasang pada inlet kolam pemisah pasir tersebut.

Bak Pengendap Awal

           Dari bak pemisah/pengendap pasir, air limbah dialirkan ke bak pengedap awal. Di dalam bak pengendap awal ini lumpur atau padatan tersuspensi sebagian besar mengendap. Waktu tinggal di dalam bak pengedap awal adalah 2 – 4 jam, dan lumpur yang telah mengendap dikumpulkan daan dipompa ke bak pengendapan lumpur.

Bak Kontrol Aliran

           Jika debit aliran air limbah melebihi kapasitas perencanaan, kelebihan debit air limbah tersebut dialirkan ke bak kontrol aliran untuk disimpan sementara. Pada waktu debit aliran turun / kecil, maka air limbah yang ada di dalam bak kontrol dipompa ke bak pengendap awal bersama-sama air limbah yang baru sesuai dengan debit yang diinginkan.

Kontaktor (reaktor) Biologis Putar

           Di dalam bak kontaktor ini, media berupa piringan (disk) tipis dari bahan polimer atau plastik dengan jumlah banyak, yang dilekatkan atau dirakit pada suatu poros, diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah. Waktu tinggal di dalam bak kontaktor kira-kira 2,5 jam. Dalam kondisi demikian, mikro-organisme akan tumbuh pada permukaan media yang berputar tersebut, membentuk suatu lapisan (film) biologis. Film biologis tersebut terdiri dari berbagai jenis/spicies mikro-organisme misalnya bakteri, protozoa, fungi, dan lainnya. Mikro-organisme yang tumbuh pada permukaan media inilah yang akan menguraikan senaywa organik yang ada di dalam air limbah. Lapsian biologis tersebut makin lama makin tebal dan kerena gaya beratnya akan mengelupas dengan sedirinya dan lumpur orgnaik tersebut akan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya laisan biologis akan tumbuh dan berkembang lagi pada permukaan media dengan sendirinya.

Bak Pengendap Akhir

           Air limbah yang keluar dari bak kontaktor (reaktor) selanjutnya dialirkan ke bak pengendap akhir, dengan waktu pengendapan sekitar 3 jam. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, lumpur yang berasal dari RBC lebih mudah mengendap, karena ukurannya lebih besar dan lebih berat. Air limpasan (over flow) dari bak pengendap akhir relaitif sudah jernih, selanjutnya dialirkan ke bak khlorinasi. Sedangkan lumpur yang mengendap di dasar bak di pompa ke bak pemekat lumpur bersama-sama dengan lumpur yang berasal dari bak pengendap awal.

Bak Khlorinasi

           Air olahan atau air limpasan dari bak pengendap akhir masih mengandung bakteri coli, bakteri patogen, atau virus yang sangat berpotensi menginfeksi ke masyarakat sekitarnya. Untuk mengatasi hal tersebut, air limbah yang keluar dari bak pengendap akhir dialirkan ke bak khlorinasi untuk membunuh mikro-organisme patogen yang ada dalam air. Di dalam bak khlorinasi, air limbah dibubuhi dengan senyawa khlorine dengan dosis dan waktu kontak tertentu sehingga seluruh mikro-orgnisme patogennya dapat di matikan. Selanjutnya dari bak khlorinasi air limbah sudah boleh dibuang ke badan air.

Bak Pemekat Lumpur

           Lumpur yang berasal dari bak pengendap awal maupun bak pengendap akhir dikumpulkan di bak pemekat lumpur. Di dalam bak tersebut lumpur di aduk secara pelan kemudian di pekatkan dengan cara didiamkan sekitar 25 jam sehingga lumpurnya mengendap, selanjutnya air supernatant yang ada pada bagian atas dialirkan ke bak pengendap awal, sedangkan lumpur yang telah pekat dipompa ke bak pengering lumpur atau ditampung pada bak tersendiri dan secara periodik dikirim ke pusat pengolahan lumpur di tempat lain.

4.2.2.B. Keunggulan dan Kelemahan RBC

Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah denga sistem RBC antara lain :

  • Pengoperasian alat serta perawatannya mudah.
  • Untuk kapasitas kecil / paket, dibandingkan dengan proses lumpur aktif konsumsi energi lebih rendah.
  • Dapat dipasang beberapa tahap (multi stage), sehingga tahan terhadap fluktuasi beban pengoalahan.
  • Reaksi nitrifikasi lebih mudah terjadi, sehingga efisiensi penghilangan ammonium lebih besar.
  • Tidak terjadi bulking ataupun buih (foam) seperti pada proses lumpur aktif.
Sedangkan beberapa kelemahan dari proses pengolahan air limbah dengan sistem RBC antara lain yakni :
  • Pengontrolan jumlah mikro-organisme sulit dilakukan.
  • Sensitif terhadap perubahan temperatur.
  • Kadang-kadang konsentrasi BOD air olahan masih tinggi.
  • Dapat menimbulkan pertumbuhan cacing rambut, serta kadang-kadang timbul bau yang kurang sedap.

4.2.3. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Aerasi Kontak

           Proses ini merupakan pengembangan dari proses lumpur aktif dan proses biofilter. Pengolahan air limbah dengan proses aerasi kontak ini terdiri dari dua bagian yakni pengolahan primer dan pengolahan sekunder.

Pengolahan Primer

           Pada pengolahan primer ini, air limbah dialirkan melalui saringan kasar (bar screen) untuk menyaring sampah yang berukuran besar seperti sampah daun, kertas, plastik dll. Setelah melalui screen air limbah dialirkan ke bak pengendap awal, untuk mengendapkan partikel lumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan, juga berfungasi sebagai bak pengontrol aliran.

Pengolahan sekunder

           Proses pengolahan sekunder ini terdiri dari bak kontaktor anaerob (anoxic) dan bak kontaktor aerob. Air limpasan dari bak pengendap awal dipompa dan dialirkan ke bak penenang, kemudian dari bak penenang air limbah mengalir ke bak kontaktor anaerob dengan arah aliran dari bawah ke atas (Up Flow). Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut diisi dengan media dari bahan plastik atau kerikil/batu split. Jumlah bak kontaktor anaerob ini bisa dibuat lebih dari satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah. Air limpasan dari bak kontaktor anaerob dialirkan ke bak aerasi. Di dalam bak aerasi ini diisi dengan media dari bahan pasltik (polyethylene), batu apung atau bahan serat, sambil diaerasi atau dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah serta tumbuh dan menempel pada permukaan media. Dengan demikian air limbah akan kontak dengan mikro-orgainisme yang tersuspensi dalam air maupun yang menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut dapat meningkatkan efisiensi penguraian zat organik. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).
           Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-organisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air limpasan (over flow) dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh micro-organisme patogen. Air olahan, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan kombinasi proses anaerob dan aerob tersebut selain dapat menurunkan zat organik (BOD, COD), cara ini dapat menurunkan konsentrasi nutrient (nitrogen) yang ada dalam air limbah. Dengan proses ini air limbah rumah sakit dengan konsentrasi BOD 250 -300 mg/lt dapat di turunkan kadar BOD nya menjadi 20 -30 mg/lt. Skema proses pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem aerasi kontak dapat dilihat pada gambar III.5. Surplus lumpur dari bak pengendap awal maupun akhir ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air resapannya ditampung kembali di bak penampung air limbah.


Gambar III.5 : Diagram proses pengolahan air limbah dengan proses aerasi kontak.
Keunggulan Proses Aerasi Kontak

  • Pengelolaannya sangat mudah.
  • Biaya operasinya rendah.
  • Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan relatif sedikit.
  • Dapat menghilangkan nitrogen dan phospor yang dapat menyebabkan euthropikasi.
  • Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.
  • Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.

4.2.4. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biofilter “Up Flow”

           Proses pengolahan air limbah dengan biofilter “up flow” ini terdiri dari bak pengendap, ditambah dengan beberapa bak biofilter yang diisi dengan media kerikil atau batu pecah, plastik atau media lain. Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah dilakukan oleh bakteri anaerobik atau facultatif aerobik Bak pengendap terdiri atas 2 ruangan, yang pertama berfungsi sebagai bak pengendap pertama, sludge digestion (pengurai lumpur) dan penampung lumpur sedangkan ruang kedua berfungsi sebagai pengendap kedua dan penampung lumpur yang tidak terendapkan di bak pertama, dan air luapan dari bak pengendap dialirkan ke media filter dengan arah aliran dari bawah ke atas.
           Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan film mikro-organisme. Mikro-organisme inilah yang akan menguraikan zat organik yang belum sempat terurai pada bak pengendap. Air luapan dari biofilter kemudian dibubuhi dengan khlorine atau kaporit untuk membunuh mikroorganisme patogen, kemudian dibuang langsung ke sungai atau saluran umum. Skema proses pengolahan air limbah dengan biofilter “Up Flow” dapat dilihat seperti terlihat dalam Gambar III.6.
           Biofilter “Up Flow” ini mempunyai 2 fungsi yang menguntungkan dalam proses pengolahan air buangan yakni antara lain :
  • Adanya air buangan yang melalui media kerikil yang terdapat pada biofilter lama kelamaan mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang menyelimuti kerikil atau yang disebut juga biological film. Air limbah yang masih mengandung zat organik yang belum teruraikan pada bak pengendap bila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis. Efisiensi biofilter tergantung dari luas kontak antara air limbah dengan mikro-organisme yang menempel pada permukaan media filter tersebut. Makin luas bidang kontaknya maka efisiensi penurunan konsentrasi zat organiknya (BOD) makin besar. Selain menghilangkan atau mengurangi konsentrasi BOD cara ini dapat juga mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi atau suspended solids (SS) dan konsentrasi total nitrogen dan posphor.
  • Biofilter juga berfungsi sebagai media penyaring air limbah yang melalui media ini. Sebagai akibatnya, air limbah yang mengandung suspended solids dan bakteri E.coli setelah melalui filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efesiensi penyaringan akan sangat besar karena dengan adanya biofilter up flow yakni penyaringan dengan sistem aliran dari bawah ke atas akan mengurangi kecepatan partikel yang terdapat pada air buangan dan partikel yang tidak terbawa aliran ke atas akan mengendapkan di dasar bak filter. Sistem biofilter Up Flow ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta tanpa membutuhkan energi. Poses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan kapasitas yang tidak terlalu besar.


Gambar III.6. : Diagram proses pengolahan air limbah dengan sisten biofilter “Up Flow”.
4.2.5. Kriteria Perencanaan

Kriteria Perencanaan Bak Pengendap

Bak pengendap harus memenuhi persyaratan tertentu antara lain:

  • Bahan bangunan harus kuat terhadap tekanan atau gaya berat yang mungkin timbul dan harus tahan terhadap asam serta harus kedap air.
  • Jumlah ruangan disarankan minimal 2 (dua) buah.
  • Waktu tinggal (residence time) 1s/d 3 hari.
  • Bentuk Tangki empat persegi panjang dengan perbandingan panjang dan lebar 2 s/d 3 : 1.
  • Lebar Bak minimal 0,75 meter dan panjang bak minimal 1,5 meter.
  • Kedalaman air efektif 1-2 meter, tinggi ruang bebas air 0,2-0,4 meter dan tinggi ruang
  • Untuk penyimpanan lumpur 1/3 dari kedalaman air efektif (laju produksi lumpur sekitar 0,03 – 0,04 M3/orang /tahun ).
  • Dasar bak dapat dibuat horizontal atau dengan kemiringan tertentu untuk memudahkan pengurasan lumpur.
  • Pengurasan lumpur minimal dilakukan setiap 2 – 3 tahun.

Kriteria Perencanaan Biofilter “Up Flow”

Untuk merencanakan biofilter “Up Flow” harus memenuhi beberapa persyaratan, yakni :

  • Bak biofilter terdiri dari 1 (satu) ruangan atau lebih.
  • Media filter terdiri dari kerikil atau batu pecah atau bahan plastik dengan ukuran diameter rata-rata 20 -25 mm , dan ratio volume rongga 0,45.
  • Tinggi filter (lapisan kerikil) 0,9 -1,2 meter.
  • Beban hidrolik filter maksimum 3,4 M3/m2/hari.
  • Waktu tinggal dalam filter 6 -9 jam (didasarkan pada volume rongga filter).
           Salah satu contoh hasil uji coba pengolahan air limbah dengan proses air limbah dengan biofilter Up Flow ditunjukkan seperti pada Tabel III.1.

4.2.6. Proses Pengolahan Dengan Sistem Biofilter Anaerob-Aerob

           Proses ini pengolahan dengan biofilter anaerob-aerob ini merupakan pengembangan dari proses proses biofilter anaerob dengan proses aerasi kontak Pengolahan air limbah dengan proses biofilter anaerob-aerob terdiri dari beberapa bagian yakni bak pengendap awal, biofilter anaerob (anoxic), biofilter aerob, bak pengendap akhir, dan jika perlu dilengkapi dengan bak kontaktor khlor.
           Air limbah yang berasal dari rumah tangga dialirkan melalui saringan kasar (bar screen) untuk menyaring sampah yang berukuran besar seperti sampah daun, kertas, plastik dll. Setelah melalui screen air limbah dialirkan ke bak pengendap awal, untuk mengendapkan partikel lumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan, juga berfungasi sebagai bak pengontrol aliran, serta bak pengurai senyawa organik yang berbentuk padatan, sludge digestion (pengurai lumpur) dan penampung lumpur.
           Air limpasan dari bak pengendap awal selanjutnya dialirkan ke bak kontaktor anaerob dengan arah aliran dari atas ke dan bawah ke atas. Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut diisi dengan media dari bahan plastik atau kerikil/batu split. Jumlah bak kontaktor anaerob ini bisa dibuat lebih dari satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah. Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah dilakukan oleh bakteri anaerobik atau facultatif aerobik Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan film mikro-organisme. Mikro-organisme inilah yang akan menguraikan zat organik yang belum sempat terurai pada bak pengendap
           Air limpasan dari bak kontaktor anaerob dialirkan ke bak kontaktor aerob. Di dalam bak kontaktor aerob ini diisi dengan media dari bahan kerikil, pasltik (polyethylene), batu apung atau bahan serat, sambil diaerasi atau dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah serta tumbuh dan menempel pada permukaan media.
           Dengan demikian air limbah akan kontak dengan mikro-orgainisme yang tersuspensi dalam air maupun yang menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut dapat meningkatkan efisiensi penguraian zat organik, deterjen serta mempercepat proses nitrifikasi, sehingga efisiensi penghilangan ammonia menjadi lebih besar. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).
           Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-organisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air limpasan (over flow) dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh micro-organisme patogen.
           Air olahan, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan kombinasi proses anaerob dan aerob tersebut selain dapat menurunkan zat organik (BOD, COD), ammonia, deterjen, padatan tersuspensi (SS), phospat dan lainnya. Skema proses pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem biofilter anaerob-aerob dapat dilihat pada Gambar III.7.

Tabel III.1 : Efisiensi pengoalahan air limbah dengan proses biofilter “Up Flow”

CONTOH AIR
BOD
COD
SS
T-N
MBAS
COLI
   
mg/lt
%
mg/lt
%
mg/lt
%
mg/lt
%
mg/lt
%
MPN/
100 ml
%
Air

Limbah
(1)
235,93
 
483,43
 
249
 
68,87
 
11,52
 
17.670
 
 
(2)
76,73
67,48
173,38
64,14
79,75
67,97
49,90
27,54
9,45
17,97
11.500
34,92
Air
(3)
68,49
70,87
145,82
69,84
55,25
77,81
43,49
36,85
8,03
30,29
6.130
65,31
Olahan
(4)
62,54
73,49
137,97
71,47
44,06
82,33
39,79
42,22
6,66
42,19
4.500
74,53
 
(5)
45,01
80,92
108,61
77,53
33
86,75
32,2
53,24
5,26
54,33
3.100
82,46


Keterangan : (1), (2) … (5) adalah titik pengambilan contoh air seperti pada gambar (7).
Sumber : Said, N.I., “Sistem Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga Skala Individual Tangki
Septik Filter Up Flow”, Majalah Analisis Sistem Nomor 3, Tahun II, 1995.


Gambar III.7 : Diagram proses pengolahan air limbah rumah tangga (domistik)
dengan proses biofilter anaerob-aerob .

Peoses dengan Biofilter “Anaerob-Aerob” ini mempunyai beberapa keuntungan yakni :
  • Adanya air buangan yang melalui media kerikil yang terdapat pada biofilter mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang menyelimuti kerikil atau yang disebut juga biological film. Air limbah yang masih mengandung zat organik yang belum teruraikan pada bak pengendap bila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis. Efisiensi biofilter tergantung dari luas kontak antara air limbah dengan mikro-organisme yang menempel pada permukaan media filter tersebut. Makin luas bidang kontaknya maka efisiensi penurunan konsentrasi zat organiknya (BOD) makin besar. Selain menghilangkan atau mengurangi konsentrasi BODdan COD, cara ini dapat juga mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi atau suspended solids (SS) , deterjen (MBAS), ammonium dan posphor.
  • Biofilter juga berfungsi sebagai media penyaring air limbah yang melalui media ini. Sebagai akibatnya, air limbah yang mengandung suspended solids dan bakteri E.coli setelah melalui filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efesiensi penyaringan akan sangat besar karena dengan adanya biofilter up flow yakni penyaringan dengan sistem aliran dari bawah ke atas akan mengurangi kecepatan partikel yang terdapat pada air buangan dan partikel yang tidak terbawa aliran ke atas akan mengendapkan di dasar bak filter. Sistem biofilter anaerob-aerb ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta tanpa membutuhkan energi. Poses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan kapasitas yang tidak terlalu besar
  • Dengan kombinasi proses “Anaerob-Aerob”, efisiensi penghilangan senyawa phospor menjadi lebih besar bila dibandingankan dengan proses anaerob atau proses aerob saja. Phenomena proses penghilangan phosphor oleh mikroorganisne pada proses pengolahan anaerob-aerob dapat diterangkan seperti pada Gambar III.8. Selama berada pada kondisi anaerob, senyawa phospor anorganik yang ada dalam sel-sel mikrooragnisme akan keluar sebagi akibat hidrolosa senyawa phospor. Sedangkan energi yang dihasilkan digunakan untuk menyerap BOD (senyawa organik) yang ada di dalam air limbah. Efisiensi penghilangan BOD akan berjalan baik apabila perbandingan antara BOD dan phospor (P) lebih besar 10. (Metcalf and Eddy, 1991). Selama berada pada kondisi aerob, senyawa phospor terlarut akan diserap oleh bakteria/mikroorganisme dan akan sintesa menjadi polyphospat dengan menggunakan energi yang dihasik oleh proses oksidasi senyawa organik (BOD). Dengan demikian dengan kombinasi proses anaerob-aerob dapat menghilangkan BOD maupun phospor dengan baik. Proses ini dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban organik yang cukup besar.

Keunggulan Proses Biofilter “Anaerob-Aerob”

Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah dengan biofilter anaerb-aerob antara lain yakni :
  • Pengelolaannya sangat mudah.
  • Biaya operasinya rendah.
  • Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan relatif sedikit.
  • Dapat menghilangkan nitrogen dan phospor yang dapat menyebabkan euthropikasi.
  • Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.
  • Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.
  • Dapat menghilangan padatan tersuspensi (SS) dengan baik.


Gambar III.8 : Proses penghilangan phospor oleh mikroorganisme
di dalam proses pengolahan “Anaerob-Aerob”.

V. RANCANG BANGUN UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT DENGAN SISTEM BIOFILTER ANAEROB-AEROB

5.1.Proses Pengolahan

           Seluruh air limbah yang dihasilkan oleh kegiatan rumah sakit, yakni yang berasal dari limbah domistik maupun air limbah yang berasal dari kegiatan klinis rumah sakit dikumpulkan melalui saluran pipa pengumpul. Selanjutnya dialirkan ke bak kontrol. Fungsi bak kontrol adalah untuk mencegah sampah padat misalnya plastik, kaleng, kayu agar tidak masuk ke dalam unit pengolahan limbah, serta mencegah padatan yang tidak bisa terurai misalnya lumpur, pasir, abu gosok dan lainnya agar tidak masuk kedalam unit pengolahan limbah.
           Dari bak kontrol, air limbah dialirkan ke bak pengurai anaerob. Bak pengurai anaerob dibagi menjadi tiga buah ruangan yakni bak pengendapan atau bak pengurai awal, biofilter anaerob tercelup dengan aliran dari bawah ke atas (Up Flow), serta bak stabilisasi. Selanjutnya dari bak stabilisai, air limbah dialirkan ke unit pengolahan lanjut. Unit pengolahan lanjut tersebut terdiri dari beberapa buah ruangan yang berisi media untuk pembiakan mikro-organisme yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalan air limbah.
           Setelah melalui unit pengolahan lanjut , air hasil olahan dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak khlorinasi air limbah dikontakkan dengan khlor tablet agar seluruh mikroorganisme patogen dapat dimatikan. Dari bak khlorinasi air limbah sudah dapat dibuang langsung ke sungai atau saluran umum.

5.2. Bentuk Dan Prototipe Alat

           Rancangan prototipe alat dirancang yang digunakan untuk uji coba pegolahan air limbah rumah sakit ditunjukkan seperti pada Gambar IV.1. Prototipe alat ini secara garis besar terdiri dari bak pengendapan/pengurai anaerob dan unit pengolahan lanjut dengan sistem biofilter anaerob-aerob. Bak pengurai anaerob dibuat dari bahan beton cor atau dari bahan fiber glas (FRP), disesuaikan dengan kondisi yang ada. Ukuran bak pengurai anaerob yakni panjang 160 cm, lebar 160 cm, dan kedalaman efektif sekitar 200 cm, dengan waktu tinggal sekitar 8 jam.
           Unit pengolahan lanjut dibuat dari bahan fiber glas (FRP) dan dibuat dalam bentuk yang kompak dan langsung dapat dipasang dengan ukuran panjang 310 cm, lebar 100 cm dan tinggi 190 cm. Ruangan di dalam alat tersebut dibagi menjadi beberapa zona yakni rungan pengendapan awal, zona biofilter anaerob, zona biofilter aerob dan rungan pengendapan akhir.
           Media yang digunakan untuk biofilter adalah batu apung atau batu pecah dengan ukuran 1-2 cm, atau ari bahan lain misalnya zeolit, batubara (anthrasit), palstik dan lainnnya. Selain itu, air limbah yang ada di dalam rungan pengendapan akhir sebagian disirkulasi ke zona aerob dengan menggunakan pompa sirkulasi.

5.3. Kapasitas Alat

           Prototipe alat ini dirancang untuk dapat mengolah air limbah sebesar 10 -15 m3/hari, yang dapat melayani rumah sakit dengan 30 –50 bed.

5.4. Waktu Tinggal (Retention Time)

A. Bak Pengurai Anaerob

Debit Air Limbah = 15 m3/hari = 625 lt/jam = 0,625 m3/jam
Dimensi = 1,6 m X 1,6 X 2,2 m
Volume Efektif = 5 m3
Waktu Tinggal = 8 Jam
Gambar penampang bak pengurai awal ditunjukan seperti pada gambar IV.2.

B. Unit Pengolahan Lanjut

1. Ruang Pengendapan Awal

Debit Air Limbah (Q) = 15 m3/hari = 625 lt/jam = 0,625 m3/jam
Volume Efektif = 1,6 m x 1,0 m x 0,6 m = 0,96 M3
Waktu Tinggal di dalam ruang pengendapan awal (T1) = 0,96 m3/0,625 m3/jam
T1 = 1,5 jam

2. Zona Biofilter Anaerob

Volume Total Ruang efektif = 1,6 m x 1,0 m x 1,2 m = 1,92 m3
Volume Total Unggun Medium = 2 x [1,2 m x 1 m x 0,6 m] = 1,44 m3
Porositas Mediun = 0,45
Volume Medium tanpa rongga = 0,55 x 1,44 m3 = 0,79 m3
Total Volume Rongga dalam Medium = 0,45 x 1,44 m3 = 0,65 m3
Volume Air Limbah Efektif di dalam zona Anareob = 1,92 m3 – 0,79 m3 = 1,13 m3
Waktu Tinggal di dalam Zona Anaerob (T2) = 1,13 m3/0,625 m3/jam = 1,8 jam
Waktu Kontak di dalam medium zona Anaerob = 0,65 m3/0,625 m3/jam = 1.04 jam

3. Zona Aerob

Volume Efektif = 1,5 m x 1 m x 0,7 m = 1,05 m3
Volume Unggun Medium = 1,1 m x 0,6 m x 1 m = 0,66 m3
Porositas Medium = 0,45
Volume Rongga = 0,45 x 0,66 m3 = 0,3 m3
Volume Medium Tanpa Rongga = 0,66 m3- 0,3 m3 = 0,36 m3
Waktu Tinggal Total di dalam zona aerob (T3) = [1,05 - 0,36] m3/0,625 m3/jam = 1,1 jam
Waktu Kontak di dalam medium zona aerob = 0,3 m3/0,625 m3/jam = 0,48 jam

4. Ruangan Pengendapan Akhir

Volume Efektif = 1,5 m x 0,6 m x 1 m = 0,9 m3
Waktu Tinggal (T4) = 0,9 m3/0,625 m3/jam = 1,44 jam
Waktu Tinggal Total di dalam Unit Pengolahan Lanjut = [1,5+1,13+1,1+1,44] jam = 5,17 jam

Gambar penampang bak pengolahan lanjut ditunjukkan seperti pada gambar IV.3.

Gambar IV.1 : Diagram proses pengolahan air limbah rumah sakit.
5.5. Bak Kontaktor Khlorine

           Unit prototipe alat pengolahan air limbah rumah tangga tersebut dapat dilengkapi dengan bak khlorinasi (bak kontaktor) yang berfungsi untuk mengkontakan khlorine dengan air hasil pengolahan. Air limbah yang telah diolah sebelum dibuang ke saluran umum dikontakkan dengan khlorine agar mikroorganisme patogen yang ada di dalam air dapat dimatikan. Senyawa khlor yang digunakan adalah kaporit dalam bentuk tablet. Penampang bak kontaktor adalah seperti pada gambar IV.4. Bak kontaktor ini dipasang atau disambungkan pada pipa pengeluaran air olahan.

5.6. Lokasi Uji Coba

           Uji coba prototipe alat pengolah air limbah rumak sakit dilakukan Rumah Sakit “Makna”, Ciledug, Tangerang. Air yang diolah adalah seluruh limbah cair yang dihasilkan oleh kegiatan rumah sakit, yakni baik yang berasal dari limbah domistik maupun limbah yang berasal dari limbah klinis.


Gambar IV.2 : Penampang bak pengurai Anaerob.

PENAMPANG MELINTANG

Keterangan : gambar tidak menurut skala
Gambar IV.3 : Rancangan prototipe alat pengolahan air limbah domistik dengan sistem biofilter anaerob-aerob.

Gambar IV.4 : Penampang bak khlorinator.

VI. PEMBANGUNAN ALAT PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT DENGAN PROSES BIOFILTER ANAEROB-AEROB KAPASITAS 10 – 15 M3/HARI

Penggalian tanah untuk pemasangan unit alat pengolahan limbah

Konstruksi bak pengurai anaerobik

Lantai penyangga berlubang-lubang

Bak penenang pada bak pengurai anaerob

Unit alat pengolahan air limbah yang sedang dipasang.

Konstruksi reaktor alat pengolahan air limbah dari bahan fiber glass.

Konstruksi bak pengurai atau bak pengendapan awal pada proses pengolahan lanjut

Konstruksi bagian dalam reaktor pada proses pengolahan lanjut.

Konstruksi bagian dalam reaktor (sebelum diisi dengan media).

Konstruksi bagian dalam reaktor zona aerobik (sebelum diisi dengan media).

Konstruksi bagian dalam reaktor zona pengendapan akhir.

Konstruksi bak pengurai anaerob

Unit reaktor pengolahan lanjut yang telah dipasang.

Media plastik sarang tawon untuk pembiakan mikro-organisme untuk menguraikan zat organik.

Media plastik yang telah dipasang pada bak pengurai anaerob.

Media plastik yang telah dipasang pada bak pengolahan lanjut.

Blower dan pompa sirkulasi yang digunakan untuk proses pengolahan.

Konstruksi bak kontrol pertama.

Konstruksi bak kontrol kedua.

Air di bak penenang pada bak pengurai anaerob.

Unit pengolahan air limbah rumah sakit dengan proses Biofilter Anaerob-Aerob.

VII. UJI COBA ALAT PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT “KOMBINASI BIOFILTER ANAEROB-AEROB”

7.1. Hasil Pengamatan Fisik

           Berdasarkan pengamatan secara fisik (dengan mata), pada awal proses yakni pengamatan setelah dua hari operasi, proses pengolahan belum berjalan secara baik. Hal ini karena mikroorganisme yang ada di dalam reaktor belum tumbuh secara optimal, walupun demikian air yang keluar dari reaktor sudah relatif bersih dibandingkan dengan air limbah yang masuk. Setelah proses berjalan berjalan sekitar dua minggu, mikroorganisme sudah mulai tumbuh atau berkembang biak di dalam reaktor. Di dalam bak pengendapan awal sudah mulai terlihat lapisan mikro organisme yang menempel pada permukaan media. Mikro orgnisme tersebut sangat membantu menguraikan senyawa organik yang ada di dalam air limbah.
           Dengan berkembang-biaknya mikro orgnisme atau bakteri pada permukaan media maka proses penguraian senyawa polutan yang ada di dalam air limbah menjadi lebih efektif. Selain itu, setelah proses berjalan beberapa minggu pada permukaan media kontaktor (media plastik sarang tawon dan batu pecah) yang ada di dalam zona anaerob maupun zona aerob, telah diselimuti oleh lapisan mikroorganisme. Dengan tumbuhnya lapisan mikroorganisme tersebut maka proses penyaringan padatan tersuspensi (SS) maupun penguraian senyawa polutan yang ada di dalam air limbah menjadai lebih baik. Hal ini secara fisik dapat dilihat dari air limpasan yang keluar dari zona anaerob sudah cukup jernih, dan buih atau busa yang terjadi di zona aerob (bak aerasi) sudah sangat berkurang. Sedangkan air olahan yang keluar secara fisik sudah sangat jernih.

lapisan mikroorganisme yang telah tumbuh dan menempel pada permukaan media biofilter.

Air limbah sebelum diolah (kanan) dan air hasil olahan (kiri).

           Berdasarkan pengamatan secara fisik (dengan mata), dapat dilihat dari air limpasan yang keluar dari zona anaerob sudah cukup jernih, dan buih atau busa yang terjadi di zona aerob (bak aerasi) sudah sangat berkurang. Sedangkan air olahan yang keluar secara fisik sudah sangat jernih.

7.2. Hasil Analisa Kualitas Air

           Berdasarkan hasil analisa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan setelah proses berjalan selama 4 (empat) bulan menunjukkan bahwa konsentrasi BOD turun dari 419 mg/l menjadi 16,5 mg/l, konsentrasi COD di dalam air limbah 729 mg/l turun menjadi 52 mg/l, konsentrasi zat padat tersuspensi dari 825 mg/l turun menjadi 10 mg/l, konsentrasi ammonia dalam air limbah 33,86 mg/l turun menjadi 8 mg/l dan konsentrasi deterjen (MBAS) 12 mg/l turun menjadi 2,6 mg/l.
           Dengan demikian efisiensi penghilangan BOD 96 %, COD 92,8 %, Total zat padat tersuspensi (SS) 98,8 %, Ammonia 76,2 % dan deterjen (MBAS) 78 %. Hasil anailasa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan seperti terlihat pada tabel berikut.


Hasil analisa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan.


No

PARAMETER
KONSENTRASI AIR LIMBAH (mg/l)
KONSENTRASI AIR LOAHAN (mg/l)
EFISIENSI
PENGHILANGAN (%)
1
BOD
419
16,5
96
2
COD
729
52
92,8
3
Total SS
(suspended solids)
825
10
98,8
4
NH4-N
33,68
8
76,2
5
MBAS (deterjen)
12
2,6
78
6
pH
7,3
7,9
-


Catatan ; Setelah operasi berjalan 4 bulan.

VIII. PENUTUP

           Berdasarkan hasil pengamatan selama lebih dari empat bulan opersi, pengolahan air limbah rumah sakit dengan sistem kombinasi proses biofilter Anaerob-Aerob mempunyai beberapa keunggulan antara lain yakni :
  • Efisiensi pengolahan cukup tinggi.
  • Pengelolaannya sangat mudah.
  • Biaya operasinya rendah.
  • Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan relatif sedikit. (selama empat bulan operasi belum terjadi ekses lumpur.
  • Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.
  • Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.
  • Dapat menghilangan padatan tersuspensi (SS) dengan baik.
  • Tahan terhadap perubahan beban pengolahan secara mendadak. 

SumberArtikel : http://www.kelair.bppt.go.id

Alat Pengolah Air Limbah Rumah Tangga Semi Komunal "Kombinasi Biofilter Anaerob dan Aerob"

Alat Pengolah Air Limbah Rumah Tangga Semi Komunal “Kombinasi Biofilter Anaerob dan Aerob”

 

ABSTRAK
Masalah pencemaran air di kota besar khususnya di DKI Jakarta telah menunjukkan gejala yang cukup serius. Salah satu penyebab yang sangat potensial adalah air limbah rumah tangga, yakni air yang berasal dari buangan dapur, kamar mandi, air bekas cucian ataupun kotoran manusia (tinja).

Sehubungan dengan minimnya fasilitas pengolahan air limbah kota, ditambah lagi dengan buruknya sistem sanitasi yang ada, maka proses pencemaran air khususnys air sungai dan air tanah dangkal menjadi lebih cepat. Oleh karena perkembangan pembangunan sistem pengolahan air limbah rumah tangga /kota secara terpusat sangat lambat, maka salah satu cara untuk menanggulangi masalah tersebut yakni dengan cara melakukan pengolahan air limbah rumah tangga secara individual (On Site Treatment).

Makalah ini membahas tentang studi pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem kombinasi biofilter anaerob dan aerob secara kontinyu. Dari hasil percobaan pengolahan air limbah rumah tangga dengan proses biofilter “Anaerob-Aerob” untuk skala rumah tangga (kapasitas 3 M3/hari dengan waktu tinggal antara 1 – 3 hari secara fisik air hasil olahannya sudah jernih, dan dari hasil a nalisa kimia, didapatkan hasil efisiensi penghilangan yang cukup baik yakni masing-masing efisiensi penghilangan BOD 84,7 – 91 %; COD 79,6 – 95,3 %; dan SS 94,1 – 95%., NH4-N 89,3- 89,8 %, deterjen (MBAS) 83 – 87 %, dan PO4 44,4 – 47,3 %. Proses pengolahan air limbah rumah tangga dengan proses “Biofilter Anaerob-Aerob” cukup stabil walaupun konsentrasi air limbah berfluktuasi.



KATA KUNCI :  Biofileter, Aerob, Anaerob, Komunal
JENIS TEKNOLOGI : Teknologi Pengolahan Air Limbah
TARGET PENGGUNAAN : Rumah Tangga, Komunal (kelompok)



I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

            Masalah pencemaran lingkungan di kota besar, khususnya di Jakarta telah menunjukkan gejala yang cukup serius, terutama masalah pencemaran air. Penyebab dari pencemaran tersebut tidak hanya berasal dari buangan industri atau pabrik-pabrik yang membuang begitu saja air limbahnya tanpa pengolahan lebih dahulu ke sungai atau ke laut, tetapi juga yang tidak kalah memegang andil baik secara sengaja atau tidak adalah masyarakat Jakarta itu sendiri, yakni akibat air buangan rumah tangga yang jumlahnya makin hari makin besar sesuai dengan perkembangan penduduk maupun perkembangan kota Jakarta. Ditambah lagi rendahnya kesadaran sebagian masyarakat yang langsung membuang kotoran/tinja maupun sampah ke dalam sungai, menyebabkan proses pencemaran sungai-sungai yang ada di Jakarta bertambah cepat.

Dengan semakin besarnya laju perkembangan penduduk dan industrialisasi di Jakarta, telah mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas lingkungan. Padatnya pemukiman dan kondisi sanitasi lingkungan yang buruk serta buangan industri yang langsung dibuang ke badan air tanpa proses pengolahan telah menyebabkan pencemaran sungai-sungai yang ada di Jakarta, dan air tanah dangkal di sebagian besar daerah di wilayah DKI Jakarta. Bahkan kualitas air di perairan teluk Jakartapun sudah menjadi semakin buruk.

Air limbah kota-kota besar di Indonesia khususnya Jakarta secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga yaitu air limbah industri dan air limbah domistik yakni yang berasal dari buangan rumah tangga dan yang ke tiga yakni air limbah dari perkantoran dan pertokoan (derah kemersial). Saat ini selain pencemaran akibat limbah industri, pencemaran akibat limbah domistikpun telah menunjukkan tingkat yang cukup serius.

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Tim JICA (1990), jumlah unit air limbah dari buangan rumah tangga di jakarta rata-rata per orang per hari adalah 118 liter, dengan konsentrasi BOD rata-rata 236 mg/lt dan pada tahun 2010 nanti diperkirakan akan meningkat menjadi 147 liter dengan konsetrasi BOD rata-rata 224 mg/lt. Sedangkan Jumlah air limbah secara keseluruhan 1.316.113 M3/hari yakni untuk air buangan domistik 1.038.205 M3/hari, buangan perkantoran dan daerah komersial 448.933 M3/hari, dan buangan industri 105.437 M3/hari.

Dari studi tersebut juga diketahui bahwa untuk wilayah Jakarta, dilihat dari segi jumlah, air limbah domistik (rumah tangga) memberikan kontribusi terhadap pencemaran air sekitar 75 %, air limbah perkantoran dan daerah komersial 15 %, dan air limbah industri hanya sekitar 10 %. Sedangkan dilihat dari beban polutan organiknya, air limbah rumah tangga sekitar 70 %, air limbah perkantoran 14 %, dan air limbah industri memberikan kontribusi 16 %. Dengan demikian air limbah rumah tangga dan air limbah perkantoran adalah penyumbang yang terbesar terhadap pencemaran air di wilayah DKI Jakarta.

Di lain pihak fasilitas pengolahan limbah rumah tangga secara terpusat yang ada masih sangat minim sekali yakni hanya melayani 3 % dari seluruh wilayah Jakarta. Sebagai akibatnya, banyak sungai atau badan air di wilayah DKI Jakarta yang tercemar berat oleh air limbah rumah tangga, air limbah perkantoran maupun air limbah yang berasal dari daerah komersial.

Oleh karena itu perlu dilakukan upaya untuk mengatasi masalah tersebut. Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah pencemaran oleh air limbah rumah tangga adalah dengan cara mengolah air limbah rumah tangga tersebut secara individal (on Site Treatment) sebelum dibuang ke saluran umum. Makalah ini membahas tentang hasil rancang banngun dan pengujian pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem ” Kombinasi Biofilter anaerob-Aerob”, untuk menghilangkan polutan organik yang ada di dalam air limbah.

1.2. Tujuan Dan Sasaran

            Kegiatan ini bertujuan untuk mengkaji cara pengolahan air limbah rumah tangga individual (On Site Treatment) atau semi komunal dengan sistem “Kombinasi Biofilter Anaerob dan Aerob”. Sedangkan sasarannya adalah membuat prototipe alat pengolahan air limbah rumah tangga skala rumah tangga yang kompak (dalam bentuk paket), yang dapat dipakai untuk daerah yang padat penduduk maupun daerah yang muka air tanahnya tinggi misalnya daerah rawa atau pantai, serta mengkaji efisiensi pengolahannya, serta menyebar luaskan teknologi tersebut kepada masyarakat.

1.3. Manfaat

            Teknologi pengolahan air dengan sistem biofilter anaerob-aerob tersebut dapat digunakan untuk mengolah air limbah rumah tangga atau buangan organik. Aplikasi teknologi tersebut antara lain : untuk perumahan kumuh, pengolahan air limbah septik tank komunal atau MCK, untuk pengolahan air limbah asrama dan lain-lain.

 

II. BAHAN DAN PERALATAN

2.1. Bahan Utama

            Unit reaktor dapat dibuat dari bahan fiberglas atau dari bahan beton cor, tergantung dari situasi, kondisi, harga serta kemudahan instalisi/pemasangannya. Untuk percontohan ini unit reaktor dibuat dari bahan fiberglas.


Gambar 1 Unit Reaktor

            Bentuk reaktor alat pengolahan air limbah rumah tangga yang terbuat dari bahan fiberglas Medium biofilter yang digunakan untuk melekatkan mikroorganisme dapat menggunakan batu pecah (gravel) atau batu apung ukuran 3-5 cm, atau dari bahan plastik/PVC bentuk sarang tawon atau media lain yang sesuai.

Gambar 3 Media dari bahan batu pecah

Gambar 4 Media Palstik tipe sarng tawon


2.2. Rancang Bangun Bentuk Dan Prototipe Alat

            Prototipe alat ini dibuat dari bahan fiber glas (FRP) dan dibuat dalam bentuk yang kompak dan langsung dapat dipasang dengan ukuran panjang 310 cm, lebar 100 cm dan tinggi 190 cm. Ruangan di dalam alat tersebut dibagi menjadi beberapa zona yakni rungan pengendapan awal, zona biofilter anaerob, zona biofilter aerob dan rungan pengendapan akhir. Media yang digunakan untuk biofilter adalah batu pecah dengan ukuran 1-2 cm.
            Selain itu, air limbah yang ada di dalam ruangan pengendapan akhir sebagian disirkulasi ke zona aerob dengan menggunakan pompa sirkulasi. Gambar penampang alat ditunjukkan seperti pada gambar 5 dan 6.

2.3. Kapasitas Alat

            Prototipe alat ini dirancang untuk dapat mengolah air limbah sebesar 3 m3/hari, atau untuk melayani sekitar 20-25 orang.

2.4. Waktu Tinggal (Retention Time)

a. Ruang Pengendapan Awal

Debit Air Limbah (Q) = 3 m3/hari = 125 lt/jam = 0,125 m3/jam
Volume Efektif = 1,6 m x 1,0 m x 0,6 m = 0,96 M3
Waktu Tinggal di dalam ruang pengendapan awal (T1) = 0,96 m3/0,125 m3/jam
T1 = 7,68 jam

b. Zona Biofilter Anaerob

Volume Total Ruang efektif = 1,6 m x 1,0 m x 1,2 m = 1,92 m3
Volume Total Unggun Medium = 2 x [1,2 m x 1 m x 0,6 m] = 1,44 m3
Porositas Mediun = 0,45
Volume Medium tanpa rongga = 0,55 x 1,44 m3 = 0,79 m3
Total Volume Rongga dalam Medium = 0,45 x 1,44 m3 = 0,65 m3
Volume Air Limbah Efektif di dalam zona Anareob = 1,92 m3 – 0,79 m3 = 1,13 m3
Waktu Tinggal di dalam Zona Anaerob (T2) = 1,13 m3/0,125 m3/jam = 9,04 jam
Waktu Kontak di dalam medium zona Anaerob = 0,65 m3/0,125 m3/jam = 0,52 jam

c. Zona Aerob

Volume Efektif = 1,5 m x 1 m x 0,7 m = 1,05 m3
Volume Unggun Medium = 1,1 m x 0,6 m x 1 m = 0,66 m3
Porositas Medium = 0,45
Volume Rongga = 0,45 x 0,66 m3 = 0,3 m3
Volume Medium Tanpa Rongga = 0,66 m3- 0,3 m3 = 0,36 m3
Waktu Tinggal Total di dalam zona aerob (T3) = [1,05 - 0,36] m3/0,125 m3 = 5,52 jam
Waktu Kontak di dalam medium zona aerob = 0,3 m3/0,125 m3/jam = 2,4 jam

d. Ruangan Pengendapan Akhir

Volume Efektif = 1,5 m x 0,6 m x 1 m = 0,9 m3
Waktu Tinggal (T4) = 0,9 m3/0,125 m3/jam = 7,2 jam
Waktu Tinggal Total = [7,68 + 9,04 + 5,52 + 7,2 ] jam = 29,44 jam

2.5. Bak Kontaktor Khlorine

            Unit prototipe alat pengolahan air limbah rumah tangga tersebut dapat dilengkapi dengan bak khlorinasi (bak kontaktor) yang berfungsi untuk mengkontakan khlorine dengan air hasil pengolahan. Air limbah yang telah diolah sebelum dibuang ke saluran umum dikontakkan dengan khlorine agar mikroorganisme patogen yang ada di dalam air dapat dimatikan. Senyawa khlor yang digunakan adalah kaporit dalam bentuk tablet.
            Penampang bak kontaktor adalah seperti pada gambar 7. Bak kontaktor ini dipasang atau disambungkan pada pipa pengeluaran air olahan.


Gambar 5 Penampang Melintang

Keterangan : gambar tidak menurut skala
Gambar 6 : Rancangan prototipe alat pengolahan air limbah domistik
dengan sistem biofilter anaerob-aerob.

Gambar 7 Penampang bak khlorinator.

2.6. Bahan Tambahan


Gambar 8 Bentuk Blower Udara.

Blower Udara

Tipe : Hi Blow 40
Listrik : 40 watt
Total Head : 200 Cm air


Gambar 9 Pompa sirkulasi

Pompa Sirkulasi

Tipe : pompa celup
Listrik : 25 watt.

III. TAHAPAN DAN CARA PEMBUATAN

3.1. Karakteristik Air Limbah Domistik

            Air limbah domistik adalah air limbah yang berasal dari rumah tangga, hotel, rumah sakit, losmen, apartemen, pasar, perkantoran , sekolah, fasilitas sosial serta daerah komersial, yang umumnya mengandung senyawa polutan oraganik yang cukup tinggi. Salah satu contoh karakteristik air limbah domistik dapat dilihat pada Tabel 1. Dari tabel tersebut, terlihat bahwa konsentrasi parameter senyawa pencemar sangat bervariasi tergantung pada jenis sumber air limbahnya.


Tabel 1 : Karakteristik air limbah rumah tangga di daerah Jakarta.

NO PARAMETER KONSENTRASI
1
BOD – mg/l
27,61 – 190,59
2
COD – mg/l
138,68 – 591,24
3
Angka Permanganat (KMnO4) – mg/l
64,6 – 256,49
4
Ammoniak (NH3) mg/l
12,5 – 63,62
5
Nitrit (NO2-) – mg/l
0,017 – 0,031
6
Nitrat (NO3-) – mg/l
3,27 – 27,64
7
Khlorida (Cl-) – mg/l
32,52 – 57,94
8
Sulfat (SO4-) – mg/l
65,04 – 144,99
9
pH
6,06 – 6,99
10
Zat padat tersuspensi (SS) mg/l
17 – 239,5
11
Deterjen (MBAS) – mg/l
0,18 – 29,99
12
Minyak/lemak – mg/l
0,8 – 12,7
13
Cadmium (Cd) – mg/l
nil
14
Timbal (Pb)
nil – 0,01
15
Tembaga (Cu) – mg/l
nil
16
Besi (Fe) – mg/l
0,29 – 1,15
17
Warna – (Skala Pt-Co)
40 – 500
18
Phenol – mg/l
0,11 – 1,84


Sumber : Disesuaikan dari PD PAL JAYA 1995.
3.2. Proses Pengolahan Air Limbah Dengan Sistem “Kombinasi Biofilter Anaerob-Aerob”

            Proses pengolahan air limbah rumah tangga dengan biofilter anaerob-aerob ini merupakan pengembangan dari proses proses biofilter anaerob dengan proses aerasi kontak Pengolahan air limbah dengan proses biofilter anaerob-aerob terdiri dari beberapa bagian yakni bak pengendap awal, biofilter anaerob (anoxic), biofilter aerob, bak pengendap akhir, dan jika perlu dilengkapi dengan bak kontaktor khlor.
            Air limbah yang berasal dari rumah tangga dialirkan melalui saringan kasar (bar screen) untuk menyaring sampah yang berukuran besar seperti sampah daun, kertas, plastik dll. Setelah melalui screen air limbah dialirkan ke bak pengendap awal, untuk mengendapkan partikel lumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan, juga berfungasi sebagai bak pengontrol aliran, serta bak pengurai senyawa organik yang berbentuk padatan, sludge digestion (pengurai lumpur) dan penampung lumpur.
            Air limpasan dari bak pengendap awal selanjutnya dialirkan ke bak kontaktor anaerob dengan arah aliran dari atas ke dan bawah ke atas. Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut diisi dengan media dari bahan plastik atau kerikil/batu split. Jumlah bak kontaktor anaerob ini bisa dibuat lebih dari satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah.
            Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah dilakukan oleh bakteri anaerobik atau fakultatif aerobik Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan film mikro-organisme. Mikro-organisme inilah yang akan menguraikan zat organik yang belum sempat terurai pada bak pengendap.
            Air limpasan dari bak kontaktor (biofilter) anaerob dialirkan ke bak kontaktor (biofilter) aerob. Di dalam bak kontaktor aerob ini diisi dengan media kerikil, atau dapat juga dari bahan pasltik (polyethylene), batu apung atau bahan serat, sambil diaerasi atau dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah serta tumbuh dan menempel pada permukaan media.
            Dengan demikian air limbah akan kontak dengan mikro-orgainisme yang tersuspensi dalam air maupun yang menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut dapat meningkatkan efisiensi penguraian zat organik, deterjen serta mempercepat proses nitrifikasi, sehingga efisiensi penghilangan ammonia menjadi lebih besar. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).
            Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa mikro-organisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air limpasan (over flow) dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh micro-organisme patogen.
            Air olahan, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan kombinasi proses anaerob dan aerob tersebut selain dapat menurunkan zat organik (BOD, COD), juga dapat menurunkan konsentrasi ammonia, deterjen, padatan tersuspensi (SS), phospat dan lainnya. Skema proses pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem biofilter anaerob-aerob dapat dilihat pada Gambar 10.
Peoses Biofilter “Anaerob-Aerob” ini mempunyai beberapa keuntungan yakni :
            Adanya air buangan yang melalui media kerikil yang terdapat pada biofilter mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang menyelimuti kerikil atau yang disebut juga biological film. Air limbah yang masih mengandung zat organik yang belum teruraikan pada bak pengendap bila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis.
            Efisiensi biofilter tergantung dari luas kontak antara air limbah dengan mikro-organisme yang menempel pada permukaan media filter tersebut. Makin luas bidang kontaknya maka efisiensi penurunan konsentrasi zat organiknya (BOD) makin besar. Selain menghilangkan atau mengurangi konsentrasi BOD dan COD, cara ini dapat juga mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi atau suspended solids (SS), deterjen (MBAS), ammonium dan posphor.


Gambar 10 Diagram proses pengolahan air limbah rumah tangga (domistik) dengan proses biofilter anaerob-aerob.

            Biofilter juga berfungsi sebagai media penyaring air limbah yang melalui media ini. Sebagai akibatnya, air limbah yang mengandung suspended solids dan bakteri E.coli setelah melalui filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efesiensi penyaringan akan sangat besar karena dengan adanya biofilter up flow yakni penyaringan dengan sistem aliran dari bawah ke atas akan mengurangi kecepatan partikel yang terdapat pada air buangan dan partikel yang tidak terbawa aliran ke atas akan mengendapkan di dasar bak filter. Sistem biofilter anaerob-aerob ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta sedikit membutuhkan energi. Poses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah rumah tangga dengan kapasitas yang tidak terlalu besar.
            Dengan kombinasi proses “Anaerob-Aerob”, efisiensi penghilangan senyawa phospor menjadi lebih besar bila dibandingankan dengan proses anaerob atau proses aerob saja. Selama berada pada kondisi anaerob, senyawa phospor anorganik yang ada dalam sel-sel mikrooragnisme akan keluar sebagi akibat hidrolosa senyawa phospor, sedangkan energi yang dihasilkan digunakan untuk menyerap BOD (senyawa organik) yang ada di dalam air limbah. Efisiensi penghilangan BOD akan berjalan baik apabila perbandingan antara BOD dan phospor (P) lebih besar 10. (Metcalf and Eddy, 1991).
            Selama berada pada kondisi aerob, senyawa phospor terlarut akan diserap oleh bakteria atau mikroorganisme dan akan disintesa menjadi polyphospat dengan menggunakan energi yang dihasilkan oleh proses oksidasi senywa organik (BOD). Dengan demikian dengan kombinasi proses anaerob-aerob dapat menghilangkan BOD maupun phospor dengan baik. Proses ini dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban organik yang cukup besar.
Keunggulan Proses Biofilter “Anaerob-Aerob”
Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah dengan biofilter anaerb-aerob antara lain yakni :
  • Pengelolaannya sangat mudah.
  • Biaya operasinya rendah.
  • Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan relatif sedikit.
  • Dapat menurunkan konsentrasi senyawa nitrogen atau phospor yang dapat menyebabkan euthropikasi.
  • Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.
  • Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.
  • Dapat menghilangan padatan tersuspensi (SS) dengan baik.
  • Tahan terhadap perubahan beban pengolahan atau beban hidrolik secara mendadak

IV. HASIL YANG PERNAH DICAPAI

4.1. Percobaan

            Air limbah rumah tangga yang akan diolah dikumpulkan dari beberapa rumah dengan cara mengalirkannya melalui pipa PVC. Jenis air limbah yang diolah yakni seluruh air limbah rumah tangga yang berasal dari air bekas cucian, buangan dapur, buangan kamar mandi dan buangan (limbah) tinya.
            Air limbah dialirkan ke alat pengolahan melalui lubang pemasukan (inlet) masuk ke ruang (bak) pengendapan awal. Selanjutnya air limpasan dari bak pengendapan awal air dialirkan ke zona anaerob. Zona anaerob tersebut terdiri dari dua ruangan yang diisi dengan batu pecah dengan ukuran 2-3 cm. Pada zona anaerob pertama air limbah mengalir dengan arah aliran dari atas ke bawah, sedangkan pada zona anaerob ke dua air limbah mengalir dengan arah aliran dari bawah ke atas. Selanjutnya air limpasan dari zona anaerob ke dua mengalir ke ke zona aerob melalui lubang (weir).
            Di dalan zona aerob tersebut air limbah dialirkan ke unggun kerkil (batu pecah) ukuran 2-5 cm dengan arah aliran dari bawah ke atas, sambil dihembus dengan udara. Air limbah dari zona aerob masuk ke bak pengendapan akhir melalui saluran yang ada di bagian bawah. Air limbah yang ada di dalam bak pengendapan akhir tersebut disirkulasikan ke zona anaerob pertama, sedangkan air limpasan dari bak pengendapan akhir tersebut merupakan air hasil olahan dan keluar melalui lubang pengeluaran, selanjutnya masuk ke bak kontaktor khlor. Selanjutnya air limpasan dari bak kontaktor dibuang ke saluran umum.
            Setelah proses berjalan selama dua minggu pada permukaan media (batu pecah) akan tumbuh lapisan mikro-organisme, yang akan menguaraikan senyawa polutan yang ada dalam air limbah. Analisa kualitas air limbah dilakukan secara periodik dengan cara mengambil contoh air limbah yang masuk, air limbah pada tiap-tiap zona dan air olahan, sedangkan perameter yang akan diperiksa yakni BOD, COD, padatan tersuspensi (SS), ammonium nitrogen (NH4-N), deterjen (MBAS), dan phospat (PO4). Skema proses pengolahannya ditunjukkan seperti pada gambar 4.
Kondisi Operasi :

Waktu Tinggal Total = 1-3 hari.
Air yang ada di dalam bak pengendapan akhir sebagian disirkulasikan ke zona anaerob pertama dengan menggunakan pompa sirkulasi.
Ratio Sirkulasi Hidrolis (hydraulic Recycle Ratio, HRR) = 1
Pengambilan contoh dilakukan setelah 4 minggu (satu bulan) operasi, dan setelah 5 (lima) minggu operasi.

4.2. Lokasi Uji Coba

            Uji coba prototipe alat dilakukan di desa Benda Baru, Kecamatan Pamulang, Tangerang, Jawa Barat. Unit prototipe alat tersebut dipasang di pemukiman penduduk (kampung).

4.3. Hasil Uji Coba

            Berdasarkan pengamatan secara fisik (dengan mata), pada awal proses yakni pengamatan setelah dua hari operasi, proses pengolahan belum berjalan secara baik. Hal ini karena mikroorganisme yang ada di dalam reaktor belum tumbuh secara optimal. Kotoran tinja yang masuk ke dalam bak pengendapan awal masih berupa padatan dan masih menimbulkan bau. Proses yang ada terlihat masih merupakan proses pengendapan dan penyaringan secara fisik. Di dalam bak aerasi buih yang terjadi cukup banyak. Hal ini menunjukkan bahwa penguraian senyawa deterjen belum berjalan secara baik. Air yang keluar dari reaktor sudah relatif bersih dibandingkan dengan air limbah yang masuk.
            Setelah proses berjalan berjalan sekitar dua minggu, mikroorganisme sudah mulai tumbuh atau berkembang iak di dalam reaktor. Di dalam bak pengendapan awal sudah mulai terlihat cacing kecil yang mengambang pada permukaan air. Cacing-cacing tersebut sangat membantu menguraikan kotoran padat misalnya tinja, sehingga jika ada tinja yang masuk ke dalam bak pengendap awal maka kotoran padat tersebut segera dimakan atau di uraikan oleh cacing-cacing tersebut atau oleh mikroorganisme yang lain. Dengan berkembang-biaknya cacing tersebut maka kotoran padat yang masuk kedalam bak pengendap awal menjadi lebih cepat terurai.
            Selain itu, setelah proses berjalan dua minggu pada permukaan media kontaktor (batu pecah atau kerikil) yang ada di dalam zona anaerob maupun zona aerob, telah diselimuti oleh lapisan mikroorganisme. Dengan tumbuhnya lapisan mikroorganisme tersebut maka proses penyaringan padatan tersuspensi (SS) maupun penguraian senyawa polutan yang ada di dalam air limbah menjadai lebih baik. Hal ini secara fisik dapat dilihat dari air limpasan yang keluar dari zona anaerob sudah cukup jernih, dan buih atau busa yang terjadi di zona aerob (bak aerasi) sudah sangat berkurang. Sedangkan air olahan yang keluar secara fisik sudah sangat jernih.
Hasil Pengolahan Setelah 4 minggu Operasi :
            Pengambilan contoh air dilakukan setelah proses pengolahan berjalan dengan stabil, yakni setelah proses berjalan satu bulan. Contoh air yang dianalisa yakni air limbah yang masuk ke bak pengendapan awal, air limbah yang masuk ke zona anaerob, air limbah yang masuk ke zona aerob, dan air hasil olahan, sedangkan parameter polutan yang diperiksa yakni BOD, COD, padatan tersuspensi (SS), ammonia (NH4-N), deterjen (MBAS), dan phospat (PO4).
            Hasil analisa terhadap contoh air tesebut ditunjukkan seperti pada tabel 2. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa konsentrasi BOD dalam air limbah adalah 150 mg/l turun menjadi 23 mg/l, konsentarsi COD 310 mg/l turun menjadi 63,26 mg/l, konsentrasi total padatan tersuspensi (SS) 100 mg/l turun menjadi 5 mg/l, konsentrasi Ammonium-nitrogen (NH4-N) 15,75 mg/l turun menjadi 1,69 mg/l, konsentrasi deterjen (MBAS) 16,8 mg/l turun menjadi 2,18 mg/l, dan konsentrasi phospat (PO4) di dalam air limbah 1,33 mg/l turun menjadi 0,74 mg/l. Dengan demikian maka efisiensi penghilangan BOD 84,7 %, COD 79,6 %, suspended solids (SS) 95 %, (NH4-N) 89,3 %, deterjen (MBAS) 87 %, dan efisiensi penghilangan phospat (PO4) yakni 44,4 %.


Tabel 2 : Kualitas air limbah dan kualitas air olahan pada tiap titik pengambilan contoh,
serta efisiensi penghilangan. Setelah proses pengolahan berjalan satu bulan (4 minggu).

Lokasi
Konsentrasi Polutan Pada Air Limbah Dan Air Olahan dan Efisisensi Penghilangan
Sampling
BOD
COD
TSS
NH4-N
MBAS
PO4
pH
 
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
mg/l
(%)
-
1
150
-
310
-
100
-
15,75
-
16,8
-
1.33
-
-
2
80
46,7
152,05
51
20
80
10,39
34
9,34
44,4
1.33
0
-
3
36
76
73,47
76,3
5
95
5,18
67,1
3,18
68,8
1.43
- 7,5
-
4
23
84,7
63,26
79,6
5
95
1,69
89,3
2,18
87
0,74
44,4
-

 

Keterangan :
1. Air Baku Limbah,
2. Setelah Bak Pengendap Awal,
3. Setelah zona Anaerob,
4. Air Olahan

Hasil Pengolahan Setelah 5 minggu Operasi :

 

            Hasil analisa kimia terhadap contoh air yang diambil setelah proses pengolahan berjalan 5 (lima) minggu ditunjukkan seperti pada Tabel 3. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa konsentarsi senyawa polutan yang masuk ke unit alat pengolahan (reaktor), khususnya BOD, COD, SS dan Ammonium (NH4-N) berbeda cukup jauh dibandingkan dengan air limbah yang masuk setelah 4 (empat) minggu operasi. Hal ini disebabkan karena jenis polutan yang ada di dalam air limbah berbeda tergantung dari waktu dan jenis kegiatan yang ada di dalam rumah tangga tersebut, sedangkan pengambilan contoh air dilakukan secara sesaat.



Tabel 3 : Kualitas air limbah dan kualitas air olahan pada tiap titik pengambilan contoh ,
serta efisiensi penghilangan. Setelah proses pengolahan berjalan 5 minggu.

Lokasi
Konsentrasi Polutan Pada Air Limbah Dan Air Olahan dan Efisisensi Penghilangan
Sampling
BOD
COD
TSS
NH4-N
MBAS
PO4
pH
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
(mg/l)
(%)
mg/l
(%)
-
1
212
-
937
-
322
-
37,23
-
16,64
-
2,41
-
6,6
2
89
58
162,26
82,17
83
74,2
15,7
57,8
12,83
22,9
1.35
44
7,0
3
34
84
97
89,6
20
93,8
13,83
68,9
3,8
77,2
1.47
39
7,0
4
19
91
44,34
95,3
18
94,1
3,79
89,8
2,83
83
1,27
47,3
7,5

 

Keterangan :
1. Air Baku Limbah,
2. Setelah Bak Pengendap Awal,
3. Setelah zona Anaerob,
4. Air Olahan

 

            Dari tabel tabel 3 tersebut dapat diketahui bahwa konsentrasi BOD dalam air limbah adalah 212 mg/l, sedangkan konsentrasi BOD dalam air olahan turun menjadi 19 mg/l. Konsentrasi COD dalam air limbah adalah 937 mg/l, sedangkan konsentrasi COD dalam air olahan turun menjadi 44.34 mg/l. Konsentrasi padatan tersuspensi (SS) dalam air limbah 322 mg/l, sedangkan konsentrasi SS dalam air olahan turun menjadi 18 mg/l. Konsentrasi NH4-N dalam air limbah 37.23 mg/l, sedangkan konsentrasi Ammonia (NH4-N) dalam air olahan turun menjadi 3.79 mg/l. Konsentrasi deterjen (MBAS) dalam air limbah 16.64 mg/l, sedangkan konsentrasi MBAS dalam air olahan turun menjadi 2,83 mg/l. Untuk konsentrasi phospat (PO4) dari 2,41 mg/l di dalam air limbah turun menjadi 1,27 mg/l. Untuk pH air limbah mempunyai kecenderungan naik yakni dari pH 6,0 naik menjadi pH 7,5.
            Dengan demikian maka efisiensi pengolahan yakni BOD 91 %, COD 95,3 %, suspended solids (SS) 94,1 %, (NH4-N) 89,8 %, deterjen (MBAS) 83 %, dan efisiensi penghilangan phospat (PO4) yakni 47,3 %. Grafik penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan BOD, COD, SS, Ammonia (NH4-N), deterjen (MBAS) dan phospat (PO4) setelah 4 (empat) minggu dan 5 (lima) minggu operasi , di tiap titik pengambilan contoh ditunjukkan seperti pada Gambar 11 sampai dengan Gambar 16.

 

 
Kebutuhan Tenaga Listrik
            Untuk proses pengolahan air limbah rumah tangga dengan alat tersebut diperlukan tenaga listrik sebesar 65 watt, yakni 40 watt untuk blower udara dan 25 watt untuk pompa sirkulasi. Jika alat tersebut dioperasikan secara terus-menerus maka kebutuhan daya litrik adalah sebesar 0,065 KW X 24 Jam/hari X 30 hari/bulan = 54 KWh per bulan. Jika harga listrik adalah Rp. 150,- per KWh maka biaya listrik per bulan adalah Rp. 7020,-.


4.4. Kesimpulan

Dari hasil uji coba prototipe alat pengolah air limbah rumah tangga “Kombinasi Biofilter Anaerob-Aerob” tersebut diatas dapat disimpulkan bahwa :
  • Dengan waktu tinggal antara 1- 3 hari didapatkan efisisensi pengolahan yang cukup tinggi yakni BOD 84,7 – 91 %, COD 79,6 – 95,3 %, SS 94,1 – 95 %, Ammonia (NH4-N) 89,3 – 89,8 %, Deterjen (MBAS) 83 – 87 % dan Phospat (PO4) 44,4 – 47,3 %.
  • Efisiensi pengolahan khususnya penghilangan senyawa organik (BOD, COD) dan SS cukup stabil meskipun debit dan konsentrasi polutan dalam air limbah sangat berfluktuasi.
  • Unit alat pengolah air limbah rumah tangga dengan sistem kombinasi biofilter anaerob-aerob ini dapat dibuat dengan skala kecil ataupun skala besar sesuai dengan kebutuhan.
  • Untuk pengolahan air limbah rumah tangga dengan kapasitas 20 -25 orang (2-3 M3 per hari) memerlukan energi listrik sekitar 65 watt.


DAFTAR PUSTAKA

  1. —– ” The Study OnUrban Drainage And Waste Water Disposal Project In The City Of Jakarta”, , JICA, December 1990.
  2. —–, ” Gesuidou Shissetsu Sekkei Shisin to Kaisetsu “, Nihon Gesuidou Kyoukai, 1984.
  3. —–, “Pekerjaan Penentuan Standard Kualitas Air Limbah Yang Boleh Masuk Ke Dalam Sistem Sewerage PD PAL JAYA”, Dwikarasa Envacotama-PD PAL JAYA, 1995.
  4. Fair, Gordon Maskew et.al., ” Eements Of Water Supply And Waste Water Disposal”, John Willey And Sons Inc., 1971.
  5. Gouda T., ” Suisitsu Kougaku – Ouyouben”, Maruzen kabushiki Kaisha, Tokyo, 1979.
  6. MetCalf And Eddy, ” Waste Water Engineering”, Mc Graw Hill 1978.
  7. Said, N.I., “Sistem Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga Skala Individual Tangki Septik Filter Up Flow“, Majalah Analisis Sistem Nomor 3, Tahun II, 1995.
  8. Sueishi T., Sumitomo H., Yamada K., dan Wada Y., ” Eisei Kougaku ” (Sanitary Engineering), Kajima Shuppan Kai, Tokyo, 1987.
  9. Viessman W, Jr., Hamer M.J., ” Water Supply And Polution Control “, Harper & Row, New York, 1985.


LAMPIRAN

Gambar 11 : Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan BOD pada tiap titik pengambilan contoh.
Waktu Tinggal di dalam reaktor = 1-3 hari. Dengan proses sirkulasi, HRR = 1

Keterangan : 1. Air Baku Limbah, 2. Setelah Bak Pengendap Awal, 3. Setelah zona Anaerob, dan 4. Air Olahan

Gambar 12 : Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan COD pada tiap titik pengambilan contoh.
Waktu Tinggal di dalam reaktor = 1-3 hari. Dengan proses sirkulasi, HRR = 1

Keterangan : 1. Air Baku Limbah, 2. Setelah Bak Pengendap Awal, 3. Setelah zona Anaerob, dan 4. Air Olahan

Gambar 13 : Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan SS pada tiap titik pengambilan contoh.
Waktu Tinggal di dalam reaktor = 1-3 hari. Dengan proses sirkulasi, HRR = 1

Keterangan : 1. Air Baku Limbah, 2. Setelah Bak Pengendap Awal, 3. Setelah zona Anaerob, dan 4. Air Olahan

Gambar 14 : Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan Ammonia (NH4) pada tiap titik pengambilan contoh.
Waktu Tinggal di dalam reaktor = 1-3 hari. Dengan proses sirkulasi, HRR = 1

Keterangan : 1. Air Baku Limbah, 2. Setelah Bak Pengendap Awal, 3. Setelah zona Anaerob, dan 4. Air Olahan

Gambar 15 : Penurunan konsentrasi dan efisiensi penghilangan Deterjen (MBAS) pada tiap titik pengambilan contoh.
Waktu Tinggal di dalam reaktor = 1-3 hari. Dengan proses sirkulasi, HRR = 1

Keterangan : 1. Air Baku Limbah, 2. Setelah Bak Pengendap Awal, 3. Setelah zona Anaerob, dan 4. Air Olahan

Gambar 16 : Perubahan konsentrasi dan efisiensi penghilangan Phospat (PO4) pada tiap titik pengambilan contoh.
Waktu Tinggal di dalam reaktor = 1-3 hari. Dengan proses sirkulasi, HRR = 1

Keterangan : 1. Air Baku Limbah, 2. Setelah Bak Pengendap Awal, 3. Setelah zona Anaerob, dan 4. Air Olahan

Bentuk reaktor alat pengolah air limbah rumah tangga (dari bahan fiberglas)

Pengangkutan ke lokasi

Penggalian tanah untuk pemasangan alat.

 

Pemasangan alat.

Unit alat pengolahan air limbah rumah tangga semi komunal yang telah terpasang

Pipa pemasukan air limbah.

Konstruksi bak pengurai awal.

Bagian dalam reaktor sebelum diisi dengan media.

 

Konstruk zona aerobik sebelum diisi dengan media.

Bagian pengeluaran pada bak pengendapan akhir.

Unit reaktor alat pengolahan air limbah yang telah diisi dengan media batu pecah

Unit reaktor alat pengolahan air limbah yang telah diisi dengan media batu pecah (split) ukuran 3-5 cm.

Bak pengedapan akhir.

Bak kontrol pertama untuk memisahkan padatan yang tidak dapat terurai secara biologis,

Air limbah di dalam bak pengurai awal.

Air limbah di dalam bak pengurai awal (kanan) dan air limbah di dalam bak anaerob I (kiri).

Air limbah di dalan bak anaerob I (kanan) dan bak anaerob II (kiri).

Air limbah di dalam bak aerobik.

Air limbah di dalam bak pengendapan akhir.

Air limbah di dalam bak kontor air olahan.

 

Air limbah sebelum diolah (kiri) dan air hasil olahan (kanan).

Gambar di bawa ini adalah disain alat pengolah air limbah rumah tangga semi k omunal dengan konstruksi beton, kapasitas 3-6 M3/hari.

Gambar Penampang melintang

Gambar Tampak atas


Sumber Artikel : http://www.kelair.bppt.go.id