BAB 5. HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI
5.3 Perhitungan Laju Deoksigenasi
5.3.1 Perhitungan Laju Deoksigenasi Menggunakan Analisis Laboratorium
5.3.1.1 Perhitungan Laju Deoksigenasi dengan Menggunakan Metode Slope atau Metode Thomas
Metode Slope atau Metode Thomas menggunakan hasil dari perhitungan akumulasi DO Loss yang selanjutnya dimasukkan ke dalam grafik. Dapat dilihat akumulasi jumlah oksigen terlarut yang digunakan mikroorganisme dalam menguraikan materi organik (DO Loss) di setiap harinya yang menyebabkan konsentrasi DO menjadi turun secara kontinyu dari hari ke-0 hingga hari ke-10.
Jumlah oksigen terlarut yang digunakan mikroorganisme dalam menguraikan materi organik (DO Loss) di setiap hari pada setiap sampelnya digunakan dalam perhitungan laju deoksigenasi.
Dari tabel dibawah ini, dapat ditentukan nilai y', y'y, dan y2 untuk setiap nilai y (y adalah akumulasi DO Loss). Jumlah dari nilai tersebut akan menghasilkan y', y'y, dan y2 yang akan digunakan untuk mengetahui nilai laju deoksigenasi dan BOD ultimate setiap sampelnya. Perhitungan laju deoksigenasi dengan menggunakan analisis laboratorium, yaitu Metode Thomas atau Metode Slope dapat dilihat sebagai berikut.
Tabel 7 Akumulasi Penurunan DO Loss Hulu ( Jl. Siliwangi) t
(hari) Metode Winkler DO Setelah
Aerasi DO Loss Akumulasi DO
Tabel 8 Laju Deoksigenasi Hulu (Jl. Siliwangi) No. t
Gambar 10 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Ke-1 Hulu (Jl. Siliwangi) 0
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2 = 5.40 – 4.16 = 1.24
• y = DO Loss Hari 1 + DO Loss Hari 2 = 0 + 1.24 = 1.24
• y1 = . 0.83
• y'1.y = y'1 × y = 0.83 × 1.24 = 1.03
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• na + b y - y' = 0 9a + 44.04b - 7.09 = 0
a + 4.89 b - 0.78 = 0………(1)
• a y + b y² - y'y = 0 44.04a + 263.23b - 29.69 = 0
a + 5.98b - 0.67 = 0………..(2)
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 4.89b - 0.78 = 0
a + 5.98b - 0.67 = 0 - 1.09b - 0.11 = 0 - 1.09b = 0.11 b = - 0.10 Masuk ke persamaan (1) a + 4.89b - 0.78 = 0 a + 4.89(-0.10) - 0.78 = 0 a - 0.49 - 0.78 = 0
a - 1.27 = 0 a = 1.27
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b = -(-0.10) = 0.10 per hari La = - a/b
= .. = 12.7 mg/L
Tabel 9 Akumulasi Penurunan DO Loss Hulu Jl. Siliwangi
Tabel 10 Laju Deoksigenasi Hulu (Jl. Siliwangi) No. t
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2 = 5.62 – 4.16 = 1.46
• y = DO Loss Hari 1 + DO Loss Hari 2 = 0 + 1.46 = 1.46
• y1 = . 1.14
• y'1.y = y'1 × y = 1.46 × 1.14 = 1.67
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• na + b y - y' = 0 9a + 53.44b – 8.42 = 0
a + 5.94 b - 0.93 = 0………(1)
• a y + b y² - y'y = 0 53.44a + 388.38b – 41.84 = 0
a + 7.26b - 0.78 = 0………..(2)
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 5.94b – 0.93 = 0
a + 7.26b - 0.78 = 0 - 1.32b - 0.15 = 0 - 1.32b = 0.15 b = - 0.11 Masuk ke persamaan (1) a + 5.94b - 0.93 = 0 a + 5.94(-0.11) - 0.93 = 0 a – 0.65 - 0.93 = 0 a - 1.58 = 0 a = 1.58
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b = -(-0.11) = 0.11 per hari La = - a/b
= ..
= 14.46 mg/L
Tabel 11 Akumulasi Penurunan DO Loss Hulu Jl. Siliwangi t
(hari) Metode Winkler DO Setelah
Aerasi DO Loss Akumulasi DO Loss (y)
1 6.24 0
2 5.41 0.83 0.83
3 3.95 1.46 2.29
4 2.50 1.46 3.74
5 1.66 8.1 0.83 4.58
6 5.82 2.28 6.85
7 4.78 1.04 7.89
8 4.58 0.21 8.10
9 3.95 0.62 8.72
10 3.54 0.42 9.14
Tabel 12 Laju Deoksigenasi Hulu (Jl. Siliwangi) No. t
(hari) y y' y'y y²
1 0 0 0 0 0
2 1 0.83 1.14 0.95 0.69 3 2 2.29 1.46 3.33 5.23 4 3 3.74 1.14 4.28 14.02 5 4 4.58 1.55 7.11 20.94 6 5 6.85 1.66 11.36 46.95 7 6 7.89 0.62 4.92 62.28 8 7 8.10 0.42 3.37 65.61 9 8 8.72 0.52 4.54 76.11
10 9 9.14 83.54
Jumlah 52.15 8.52 39.87 375.38
Gambar 12 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Ke-1 Hulu (Jl. Siliwangi)
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 5.79b – 0.95 = 0
a + 7.19b - 0.76 = 0 - 1.40b - 0.19 = 0 - 1.40b = 0.19 b = - 0.13 Masuk ke persamaan (1) a + 5.79b - 0.95 = 0
a + 5.79(-0.13) - 0.95 = 0 a – 0.75 - 0.95 = 0 a - 1.7 = 0 a = 1.7
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b
Tabel 13 Akumulasi Penurunan DO Loss Tengah (Jl. Asia Afrika) t
(hari) Metode Winkler DO Setelah
Aerasi DO Loss Akumulasi DO
Tabel 14 Laju Deoksigenasi Tengah (Jl. Asia Afrika) No. t
Gambar 13 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Tengah (Jl. Asia Afrika)
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 12.89b – 1.90 = 0
a + 14.80b – 1.51 = 0 - 1.91b – 0.39 = 0 - 1.40b = 0.39 b = - 0.20 Masuk ke persamaan (1) a + 12.89b – 1.90 = 0
a + 12.89(-0.20) – 1.90 = 0 a – 2.58 – 1.90 = 0
a – 4.48 = 0 a = 4.48
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b
Tabel 15 Akumulasi Penurunan DO Loss Tengah (Jl. Asia Afrika) t
Tabel 16 Laju Deoksigenasi Tengah (Jl. Asia Afrika) No. t
Gambar 14 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Tengah (Jl. Asia Afrika)
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2 = 3.95 – 2.08 = 1.87
• y = DO Loss Hari 1 + DO Loss Hari 2 = 0 + 1.87 = 1.87
• y1 = . 3.68
• y'1.y = y'1 × y = 3.68 × 1.87 = 6.87
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• na + b y - y' = 0 9a + 117.58b – 18.81 = 0
a + 12.06b – 2.09 = 0………(1)
• a y + b y² - y'y = 0
117.58a + 1843.75b – 194.85 = 0
a + 15.68b – 1.65 = 0………..(2)
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 12.06b – 2.09 = 0
a + 15.68b – 1.65 = 0 - 3.62b – 0.44 = 0 - 3.62b = 0.44 b = - 0.12
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Waktu (hari) DO Loss (y)
(Mg/L)
Masuk ke persamaan (1) a + 12.06b – 2.09 = 0 a + 12.06(-0.12) – 2.09 = 0 a – 1.45 – 2.09 = 0
a – 3.54 = 0 a = 3.54
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b = -(-0.12) = 0.12 per hari La = - a/b
= ..
= 29.50 mg/L
Tabel 17 Akumulasi Penurunan DO Loss Tengah (Jl. Asia Afrika) t
(hari) Metode Winkler DO Setelah
Aerasi DO Loss Akumulasi DO Loss (y)
1 3.12 0.00
2 0.83 8.40 2.29 1.87
3 3.54 4.86 7.15
4 2.08 7.50 1.46 8.61
5 5.62 1.88 10.49
6 4.16 1.46 11.95
7 2.70 7.70 1.46 13.40
8 4.58 3.12 16.53
9 4.16 0.42 16.94
10 3.74 0.42 17.36
Tabel 18 Laju Deoksigenasi Tengah (Jl. Asia Afrika) No. t
(hari) y y' y'y y²
1 0 0 0 0 0
2 1 1.87 3.58 6.69 3.50 3 2 7.15 3.37 24.10 51.15 4 3 8.61 1.67 14.38 74.10 5 4 10.49 1.67 17.52 110.08 6 5 11.95 1.46 17.40 142.75
No. t
(hari) y y' y'y y²
9 8 16.94 0.42 7.05 287.10
10 9 17.36 301.37
Jumlah 104.31 16.22 147.07 1422.89
Gambar 15 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Tengah (Jl. Asia Afrika)
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 11.59b – 1.80 = 0
- 2.05b – 0.39 = 0 - 2.05b = 0.39 b = - 0.19 Masuk ke persamaan (1) a + 11.59b – 1.80 = 0 a + 11.59(-0.19) – 1.80 = 0 a – 2.20 – 1.80 = 0
a – 4 = 0 a = 4
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b = -(-0.19) = 0.19 per hari La = - a/b
= .
= 21.05 mg/L
Tabel 19 Akumulasi Penurunan DO Loss Hilir (Jl. Soekarno Hatta) t
(hari) Metode Winkler DO Setelah
Aerasi DO Loss Akumulasi DO Loss (y)
1 5.41 0
2 1.46 8.80 3.95 3.95
3 5.20 3.60 7.55
4 3.74 1.46 9.01
5 2.70 8.40 1.04 10.05
6 6.24 2.16 12.21
7 3.74 2.50 14.70
8 1.66 7.30 2.08 16.78
9 4.58 2.72 19.50
10 2.74 1.84 21.34
Tabel 20 Laju Deoksigenasi Hilir (Jl. Soekarno Hatta) No. t
(hari) y y' y'y y²
1 0 0 0 0 0
2 1 3.95 3.78 14.92 15.62 3 2 7.55 2.53 19.09 57.03 4 3 9.01 1.25 11.24 81.14
No. t
(hari) y y' y'y y²
7 6 14.70 2.29 33.64 216.21 8 7 16.78 2.40 40.28 281.70 9 8 19.50 2.28 44.47 380.41
10 9 21.34 455.57
Jumlah 115.10 18.45 208.15 1737.68
Gambar 16 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Hilir (Jl. Soekarno Hatta)
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2 = 5.41 – 1.46 = 3.95
• y = DO Loss Hari 1 + DO Loss Hari 2 = 0 + 3.95 = 3.95
• y1 = . 3.78
• y'1.y = y'1 × y = 3.78 × 3.95 = 14.92
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• na + b y - y' = 0 9a + 115.10b – 18.45 = 0
a + 12.78b – 2.05 = 0………(1)
• a y + b y² - y'y = 0
115.10a + 1737.68b – 208.15 = 0
a + 15.10b – 1.80 = 0………..(2)
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 12.78b – 2.05 = 0
a + 15.10b – 1.80 = 0
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Waktu (hari) DO Loss (y)
(Mg/L)
- 2.32b – 0.25 = 0 - 2.32b = 0.25 b = - 0.10 Masuk ke persamaan (1) a + 12.78b – 2.05 = 0 a + 12.78(-0.10) – 2.05 = 0 a – 1.28 – 2.05 = 0
a – 3.33 = 0 a = 3.33
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b = -(-0.10) = 0.10 per hari La = - a/b
= ..
= 33.30 mg/L
Tabel 21 Akumulasi Penurunan DO Loss Hilir (Jl. Soekarno Hatta) t
(hari) Metode Winkler DO Setelah
Aerasi DO Loss Akumulasi DO Loss (y)
1 2.91 0
2 0.83 7.50 2.08 2.08
3 4.16 3.34 5.42
4 3.12 1.04 6.46
5 1.46 8.20 1.66 8.12
6 6.03 2.17 10.29
7 2.50 3.54 13.83
8 1.46 7.40 1.04 14.87
9 4.78 2.62 17.48
10 3.95 0.83 18.32
Tabel 22 Laju Deoksigenasi Hilir (Jl. Soekarno Hatta) No. t
(hari) y y' y'y y²
1 0 0 0 0 0
2 1 2.08 2.71 5.64 4.33 3 2 5.42 2.19 11.87 29.38
No. t
(hari) y y' y'y y²
5 4 8.12 1.92 15.57 66.00 6 5 10.29 2.85 29.35 105.93 7 6 13.83 2.29 31.64 191.21 8 7 14.87 1.83 27.18 221.06 9 8 17.48 1.72 30.14 305.69
10 9 18.32 335.48
Jumlah 96.87 16.86 160.12 1300.80
Gambar 17 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Hilir (Jl. Soekarno Hatta)
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2 = 2.91 – 0.83 = 2.08
• y = DO Loss Hari 1 + DO Loss Hari 2 = 0 + 2.08 = 2.08
• y'1 = . 2.71
• y'1.y = y'1 × y = 2.71 × 2.08 = 5.64
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• na + b y - y' = 0 9a + 96.87b – 16.86 = 0
a + 10.76b – 1.87 = 0………(1)
• a y + b y² - y'y = 0
96.87a + 1300.80b – 160.12 = 0
a + 14.43b – 1.65 = 0………..(2)
• Substitusi persamaan (1) dan (2)
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Waktu (hari) DO Loss (y)
(Mg/L)
a + 10.76b – 1.87 = 0 a + 14.43b – 1.65 = 0 - 3.67b – 0.22 = 0 - 3.67b = 0.22 b = - 0.06 Masuk ke persamaan (1) a + 10.76b – 1.87 = 0 a + 10.76(-0.06) – 1.87 = 0 a – 0.65 – 1.87 = 0
a – 2.52 = 0 a = 2.52
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b = -(-0.06) = 0.06 per hari La = - a/b
= .. = 42 mg/L
Tabel 23 Akumulasi Penurunan DO Loss Hilir (Jl. Soekarno Hatta) t
(hari) Metode Winkler DO Setelah
Aerasi DO Loss Akumulasi DO Loss (y)
1 2.50 0.00
2 0.62 8.40 1.87 1.87
3 4.16 4.24 6.11
4 2.70 1.46 7.57
5 2.29 8.50 0.42 7.98
6 6.24 2.26 10.24
7 3.33 2.91 13.16
8 2.29 7.80 1.04 14.20
9 5.82 1.98 16.17
10 4.58 1.24 17.42
Tabel 24 Laju Deoksigenasi Hilir (Jl. Soekarno Hatta) No. t
y y' y'y y²
No. t
(hari) y y' y'y y²
2 1 1.87 3.06 5.72 3.50 3 2 6.11 2.85 17.41 37.36 4 3 7.57 0.94 7.08 57.27 5 4 7.98 1.34 10.68 63.74 6 5 10.24 2.59 26.49 104.94 7 6 13.16 1.98 26.00 173.08 8 7 14.20 1.51 21.41 201.53 9 8 16.17 1.61 26.04 261.53
10 9 17.42 303.32
Jumlah 94.72 15.86 140.83 1206.28
Gambar 18 Akumulasi DO Loss Terhadap Waktu Untuk Segmen Hilir (Jl. Soekarno Hatta)
¾ Contoh Perhitungan:
• DO Loss = Metode Winkler Hari 1 – Metode Winkler Hari 2 = 2.50 – 0.62 = 1.88
• y = DO Loss Hari 1 + DO Loss Hari 2 = 0 + 1.88 = 1.88
• y'1 = . 3.06
• y'1.y = y'1 × y = 3.06 × 1.88 = 5.75
Setelah didapat jumlah dari nilai y', y'y, dan y2, selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan berikut:
• na + b y - y' = 0 9a + 94.72b – 15.86 = 0
a + 10.52b – 1.76 = 0………(1)
• a y + b y² - y'y = 0
94.72a + 1206.28b – 140.83 = 0
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Waktu (hari) DO Loss (y)
(Mg/L)
a + 12.74b – 1.49 = 0………..(2)
• Substitusi persamaan (1) dan (2) a + 10.42b – 1.76 = 0
a + 12.74b – 1.49 = 0 - 2.32b – 0.27 = 0 - 2.32b = 0.27 b = -0.12 Masuk ke persamaan (1) a + 10.52b – 1.76 = 0 a + 10.52(-0.12) – 1.76 = 0 a – 1.26 – 1.76 = 0
a – 3.02 = 0 a = 3.02
Jadi, nilai Laju Deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimatenya (La) adalah:
K1 = - b = -(-0.12) = 0.12 per hari
La = - a/b = ..
= 25.17 mg/L
Setelah dilakukan perhitungan maka didapat nilai laju deoksigenasi (K1) dan nilai BOD Ultimate dengan menggunakan analisis laboratorium untuk setiap sampel adalah sebagai berikut.
Tabel 25 Nilai Laju Deoksigenasi dan BOD Ultimate dengan Menggunakan Metode Slope atau Metode Thomas
Titik Sampling
Laju Deoksigenasi K1 (per hari) BOD Ultimate La (mg/L) Percobaan
Rata-rata Percobaan
Rata-rata
1 2 3 1 2 3
Hulu (Jl. Siliwangi) 0.11 0.11 0.13 0.12 12 14.46 13.07 13.18
Titik Sampling
Laju Deoksigenasi K1 (per hari) BOD Ultimate La (mg/L) Percobaan
Rata-rata Percobaan
Rata-rata
1 2 3 1 2 3
Hilir (Jl. Soekarno
Hatta) 0.1 0.06 0.12 0.09 33.3 42 25.17 33.49
Jadi secara keseluruhan apabila digabungkan dan diambil nilai rentang laju deoksigenasi (K1) pada Sungai Cikapundung untuk titik hulu berkisar antara 0.11 hingga 0.13 per hari, nilai laju deoksigenasi (K1) untuk titik tengah berkisar antara 0.12 hingga 0.20 per hari dan nilai laju deoksigenasi untuk titik hilir berkisar antara 0.06 hingga 0.12 per hari.
Nilai laju deoksigenasi pada setiap titik memiliki nilai yang berbeda, hal tersebut disebabkan karena aktivitas mikroorganisme pada setiap titik sampling yang berbeda dalam pemakaian oksigen untuk mendegradasikan materi organik.
Sedangkan untuk nilai rentang BOD ultimate (La) pada Sungai Cikapundung untuk titik hulu berkisar antara 12 hingga 14.46 mg/L, nilai BOD ultimate (La) untuk titik tengah berkisar antara 21.05 hingga 29.5 mg/L, dan nilai BOD ultimate (La) untuk titik hilir beriksar antara 25.17 hingga 42 mg/L. sehingga apabila digabungkan secara keseluruhan nilai rentang BOD ultimate (La) yaitu sebesar 12 hingga 42 mg/L.
Dari hasil dapat dilihat bahwa nilai BOD ultimate (La) pada titik hilir lebih besar dibandingkan dengan nilai pada titik hulu dan tengah. Hal tersebut menunjukkan bahwa pertumbuhan mikroorganisme terganggu sehingga kebutuhan pemakaian oksigen oleh mikroorganisme untuk menguraikan materi organik sedikit. Hasil tersebut sesuai dengan hasil analisis kualitas air Sungai Cikapundung yang telah dilakukan bahwa terdapat zat-zat inhibitor yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Zat-zat inhibitor tersebut yaitu nitrat, nitrit, besi, mangan, dan detergen. Zat-zat inhibitor tersebut berasal dari limbah domestik yang dihasilkan dari daerah sekitar Sungai Cikapundung dari hulu hingga ke hilir.
5.3.1.2 Perhitungan Laju Deoksigenasi dengan Menggunakan Metode Grafik Thomas