TINJAUAN PUSTAKA
2. Chemical Oxygen Demand (COD)
2.4 Constructed Wetland
Constructed wetland (Lahan Basah Buatan) merupakan sistem pengolahan terencana atau terkontrol yang telah didesain dan dibangun menggunakan proses alami yang melibatkan vegetasi, media, dan mikroorganisme untuk mengolah air limbah (Risnawati dan Damanhuri, 2009). Secara umum sistem pengolahan limbah dengan lahan basah buatan (Constructed Wetland) ada 2 (dua) tipe, yaitu sistem aliran permukaan (Surface FlowConstructed Wetland) atau FWS (Free Water System) dan sistem aliran bawah permukaan (Sub-Surface Flow Constructed Wetland) atau sering dikenal dengan sistem SSF-Wetlands (Leady, 1997 dalam Mika, 2013). Media yang digunakan pada constructed wetland berupa tanah, pasir, batuan atau bahan lainnya. Constructed wetland memiliki berbagai macam fungsi, diantaranya untuk filtrasi air. Menurut Tangahu dan Warmadewanthi (2001), pengolahan air limbah dengan sistem wetland lebih dianjurkan karena beberapa alasan sebagai berikut :
Dapat mengolah limbah domestik, pertanian dan sebagian limbah industri termasuk logam berat.
Efisiensi pengolahan tinggi (80 %).
Biaya perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaan murah dan tidak membutuhkan ketrampilan yang tinggi.
18
Ketika aliran air melewati lahan basah, air akan berjalan perlahan dan sebagian besar bahan pencemar akan terjerab oleh vegetasi untuk kemudian terangkat atau tingkat bahaya pada air dapat berkurang. Tumbuhan yang hidup dalam lahan basah membutuhkan unsur hara yang terkandung dalam air. Jika yang tertahan adalah air yang mengandung bahan pencemar berbahaya bagi lingkungan namun bermanfaat bagi tumbuhan maka bahan itu akan diserap (Wong, 1997 dalam Kusumastuti, 2009).
Menurut Lim et al (2002) dalam Kamariah (2006), Constructed Wetland memiliki potensi besar untuk mengolah air limbah. Dengan perencanaan yang baik, efisiensi lahan basah buatan dapat menghilangkan berbagai kontaminan. Ada enam reaksi biologis yang penting karena performa contructed wetland mecangkup proses biologis seperti aktivitas metabolism memikroba dan serapan tanaman serta fisik – kimia, proses seperti sedimentasi, adsorpsi dan presipitasi.
2.4.1 Horizontal Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland
Horizontal Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland merupakan jenis constructed wetland yang memanfaatkan kerikil halus atau pasir sebagai bahan untuk menyaring air limbah yang masuk. Alur masuk air limbah pada Horizontal Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland yaitu mengalir secara horizontal, diawali dengan masuknya air limbah melalui saluran influent kemudian mengalir pada permukaan air. Selanjutnya air dari zona distribusi mengalir secara horizontal menuju kerikil halus atau pasir untuk difiltrasi dan diolah oleh tanaman air hingga air mengalir mencapai saluran effluent. Jenis tanaman yang digunakan untuk Horizontal Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland hanya berupa jenis tanaman air yang muncul ke atas permukaan air dikarenakan terdapat lapisan kerikil
19
halus atau pasir pada constructed wetland yang tidak memungkinkan tumbuhnya tanaman air yang mengapung dan yang tidak muncul ke permukaan air (Gauss. 2008; Vymazal dan Kropfelova. 2008, dalam padmanabha 2015).
Gambar 2.1. HorizontalFlowSub-surfaceFlowConstructedWetland
Pada penelitian Hidayah dan Aditya dalam Padmanbha, 2015 menunjukkan bahwa pengolahan air limbah domestik dengan Horizontal Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland menggunakan tanaman Lembang atau Narrowleaf Cattail (Thypa angustifilia) dalam 15 hari mampu mengurangi COD sebesar 91,8%, BOD 91,6%, dan TSS 83,3%.
2.4.2 Vertical Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland
Vertical Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland merupakan jenis constructed wetland yang mengolah air limbah dengan aliran vertical. Vertical
Bahan Penyaring (Kerikil Halus) Zona pengumpulan (Kerikil Kasar) Permukaan Air Tanaman Air Aliran Masuk Air Limbah (Influent) Zona distribusi (Kerikil Kasar) Saluran Keluaran
20
Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland terdiri dari tanaman air dan bahan filter dengan jenis yang sama yang digunakan pada Horizontal Flow Sub-surface Flow Constructed Wetland, air, kemudian bahan filter yang terdiri dari berbagai macam bahan mulai dari pasir, kerikil, maupun bebatuan. Pada instalasi ini, Tanaman air berfungsi sebagai pendukung proses penyerapan vertical air limbah menuju lapisan penyaring. Pada susunan lapisan penyaring, terjadi proses pengolahan serta adanya penambahan hidrolik yang berselang-seling sehingga lapisan filter terisi dengan air yang meningkatkan proses nitrifikasi air limbah (Gauss. 2008, dalam Padmanabha 2015). Alur pengolahan limbah dengan Vertical Sub-surface Flow Constructed Wetland diawali dengan masuknya air limbah melalui aliran influent mengalir secara vertical kemudian masuk ke dalam lapisan filter dengan bantuan tanaman air. Selanjutnya air mengalami proses pengolahan dari lapisan filter pertama hingga lapisan filter terakhir. Setelah proses tersebut, air hasil pengolahan mengalir secara perlahan keluar melalui saluran keluaran (effluent) (Padmanabha, 2015).
21
Gambar 2.2. Vertikal FlowSub-surfaceFlowConstructedWetland
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Padmanabha, 2015 dalam pengolahan air limbah secara Vertical Sub-surface Flow Constructed Wetland persentase efektivitas pengurangan nilai TDS sebesar 14,94%, TSS sebesar 53,13%, BOD sebesar 76,31%, COD sebesar 67,41%, dan Total Fosfat sebesar 57,53%.
2.4.3 Hybrid Constructed Wetland
Hybrid Constructed Wetland merupakan salah satu system yang dapat digunakan untuk meminimalkan dampak limbah laundry. Hybrid Constructed Wetland merupakan kombinasi antara system Vertical Flow Sub-Surface Flow Constructed Wetland dan Horizontal Flow Sub-Surface Flow Constructed Wetland.
Tanaman
Air Aliran masuk Air limbah (Influent) Pipa Aerasi Lapisan penyaring/filtrasi Saluran Keluaran (Effluent) Tempat Media
22
Hybrid Constructed Wetland substrat batu vulkanik yang akan digunakan dalam penelitian ini, karena batu vulkanik merupakan jenis substrat yang paling baik digunakan dalam Sub-Surface Flow Constructed Wetland baik untuk Vertical Flow Sub-Surface Flow Constructed Wetland maupun Horizontal Flow Sub-Surface Flow Constructed Wetland dibandingkan jenis batuan lainnya (WasteWater Garden. 2012). Jenis tanaman yang digunakan untuk membantu filtrasi dalam system ini yaitu tanaman air. Alur pengolahan limbah dengan Hybrid Constructed Wetland melalui dua tahap diawali dengan masuknya air limbah melalui aliran influent mengalir secara vertical (Vertical Sub-surface Flow Constructed Wetland) kemudian masuk ke dalam lapisan filter dengan bantuan tanaman air. Selanjutnya air mengalami proses pengolahan secara horizontal (Horizontal Sub-surface Flow Constructed Wetland) dan masuk ke saluran filter oleh bantuan tanaman air. Setelah proses tersebut, air hasil pengolahan mengalir secara perlahan keluar melalui saluran keluaran.
Gambar 2.3. Hybrid Constructed Wetland
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Abidi et al. (2009) dalam Sayadi et al. (2012) dalam pengolahan air limbah secara Hybrid Constructed Wetland persentase efektivitas pengurangan nilai TSS sebesar 81%, BOD sebesar 83%, dan COD sebesar 77%.