IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.5. Teknik Pengolahan Limbah Cair dengan Media Penyaring dan
adalah suatu teknik yang idenya peniruan rawa alam, yang secara alami mampu mengurangi bahan pencemar yang masuk ke dalam rawa tersebut. Belajar dari proses pembersihan air yang terjadi di rawa alami para ahli lingkungan membuat ide penciptaan rawa buatan yang dapat dimanfaatkan sebagai pengendali limbah cair.
Proses-proses yang terjadi di alam ditiru dalam upaya penghematan penggunaan energi, sehingga pembangunan bisa berkelanjutan. Rawa buatan dapat dibagun di mana saja dalam skala besar, menengah, dan kecil sehingga proses pembersihan air limbah dapat dilakukan secara langsung. Upton (1997), dalam Khiatuddin (2003), melaporkan bahwa dari hasil kajiannya menunjukkan bahwa kinerja rawa buatan sangat memuaskan bukan saja untuk membersihkan senyawa kimia tetapi juga untuk menghilangkan bibit penyakit menular. Berbagai substrat dapat digunakan sebagai tempat tumbuh tanaman air, yang mudah dirembesi atau dilewati air seperti tanah, pasir, kerikil, abu sisa pembakaran
batu bara, zeolit, dan media lainnya. Dalam sistem pengaliran dibawah tanah, mikroorganisme sangat berperan dalam menghilangkan bahan pencemar karena kondisi substrat yang aerob berkat adanya pori-pori yang berisi udara dan pasokan oksigen dari akar tanaman.
Percobaan yang dilakukan dalam skala laboratorium mengunakan tanah aluvial dan kombinasi tanah aluvial-zeolit sebagai media dengan menggunakan tumbuhan tunggal wlingen (Scirpus grossus), melati air (Echinodorus paleafoliu), genjer (Limnocharis
flava), kiapu (Pistia strationes), dan gabungan tumbuhan wlingen-kiapu, gabungan
tumbuhan melati air-kiapu, dan gabungan tumbuhan genjer-kiapu. Percobaan dilakukan mengunakan wadah terbuat dari drum plastik dilengkapi kran sebagai tempat keluarnya air limbah yang telah mengalami perlakuan. Wadah diisi media yang terdiri dari tanah aluvial, tumbuhan tunggal, gabungan tumbuhan, dan diisi media gabungan tanah aluvial- zeolit, tumbuhan tunggal, gabungan tumbuhan. Selanjutnya dialirkan limbah cair, seperti yang disajikan pada Gambar 43.
Keterangan ganbar : Media tanah aluvial Media zeolit
Gambar 43. Disain pengolah limbah yang digunakan dalam percobaan A = tanah aluvial, B = tanah aluvial-zeolit
Hasil percobaan menunjukan bahwa masing-masing media menunjukkan hasil yang berbeda nyata terhadap kadar bahan pencemar yang terdapat dalam limbah cair. Dari dua media yang digunakan media gabungan tanah aluvial-zeolit merupakan media yang mampu menurunkan kadar bahan pencemar lebih tinggi dari media tanah aluvial. Dari 19 parameter yang dianalisis, 9 parameter rata-rata mampu menurunkan kadar bahan
A B Kiapu Wlingen limbah masuk limbah keluar limbah keluar
pencemar dengan nilai keefektivan berkisar antara 75-100% seperti yang disajikan pada Tabel 49.
Tabel 49. Rata-rata nilai keefektivan media penyaring menurunkan kadar bahan pencemar dalam limbah cair
Media Penyaring
Aluvial Aluvial-Zeolit
Parameter Satuan Limbah awal
limbah akhir efektivitas (%) limbah akhir efektivitas (%) 1. Parameter dasar dan penunjang
pH skala 4.10 6.33a 54.39 6.44ba 57.70
TSS mg/l 132.00 35.44a 73.15 24.94b 81.10
TDS mg/l 630.00 205.03a 67.46 160.36b 75.00
DHL mhos/cm 1290.00 562.98a 56.36 461.41b 64.23
Kekeruhan NTU 78.48 18.81a 76.03 16.11b 79.47
CO2-bebas mg/l 35.89 18.84a 47.51 15.61a 56.51
Kalsium mg/l 40.00 48.98a -22.45 57.37b -30.93
Magnesium mg/l 18.09 9.65a 46.66 7.74b 57.21
Sulfat mg/l 27.00 10.73a 60.26 6.5b 76.9
Ksad. total mg/l 180.00 187.35a -4.08 191.71a -6.5
Klorida mg/l 46.75 47.19a -0.94 16.62b 64.45 2. Parameter penyubur NH3-N mg/l 1.79 0.69a 61.45 0.57b 68.16 NO3-N mg/l 2.50 0.98a 60.80 0.79b 68.40 NO2-N mg/l 0.03 0.008a 73.33 0.005a 83.33 Orto-PO4 mg/l 1.76 0.26a 85.23 0.16b 90.01
3. Parameter bahan organik
COD mg/l 132.00 34.42a 73.92 24.70b 81.29
Mk & Lmk mg/l 3.00 0.63a 79.00 0.35b 88.33
4. Parameter logam
Besi mg/l 2.97 1.65a 44.44 1.43a 51.82
Timbal mg/l 0.17 0.08a 54.71 0.04b 76.5
Keterngan : Angka-angka dalam baris diikuti oleh huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata pada taraf
ά= 0.05 (Duncan)
Kombinasi media aluvial dan zeolit merupakan media yang terbaik jika dibandingkan dengan media aluvial. Zeolit merupakan media yang mempunyai kemampuan sebagai adsorben, penukar kation, dan katalis. Zat-zat pencemar yang ada pada limbah cair akan dijerap oleh zeolit. Media aluvial yang mengandung pasir dan liat juga mempunyai kemampuan untuk menyaring zat-zat pencemar yang ada dalam limbah cair, sehingga kombinasi kedua media dalam penelitian ini mampu menurunkan kandungan bahan pencemar yang terdapat dalam limbah cair seperti TSS, TDS, kekeruhan, sulfat, nitrit, ortofosfat, COD, minyak dan lemak, serta timbal dengan nilai keefektivan antara 75-100%. Adanya akar tumbuhan air yang menancap pada media dan mengapung pada permukaan air zat-zat pencemar yang ada pada permukaan zeolit maupun pada media aluvial akan diserap oleh tumbuhan melalui akar dengan bantuan
mikroorganisme yang berada disekitar akar bahan-bahan pencemar akan mengalami proses dekomposisi, sehingga akar tumbuhan akan lebih mudah menyerap unsur-unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhannya ((Guntenspergen et al., 1989; Wetzel, 2001).
Tumbuhan air yang digunakan baik tunggal maupun kombinasi menunjukkan perbedaan nyata terhadap kadar bahan pencemar. Uji berpasangan nilai tengah dari parameter yang dianalisis menunjukkan gabungan tumbuhan air wlingen-kiapu (v5), merupakan tumbuhan air yang mampu menurunkan bahan pencemar lebih tinngi dari perlakuan lainnya. Dari 19 parameter yang dianalisis perlakuan v5 mampu menurunkan kadar bahan pencemar 11 parameter dengan nilai keefektivan berkisar antara 75-100% dibandingkan dengan perlakuan lainnya, seperti yang disajikan pada Tabel 50.
Kombinasi perlakuan wlingen-kiapu (v5) mampu menurunkan kandungan bahan pencemar dalam limbah cair seperti TSS, TDS, DHL, kekeruhan, sulfat, amonia, nitrit, ortofosfat, COD, minyak dan lemak, serta timbal dengan nilai keefktivan berkisar antara 75-100%. Wlingen merupakan tumbuhan air dimana akarnya menancap pada media tanah dan daunnya muncul dipermukaan air, tumbuhan air ini mempunyai akar serabut dan rimpang yang cukup lebat dan diikuti oleh pertumbuhan yang sangat pesat. Tumbuhan wlingen mampu mencapai tinggi 100-120 cm, sehingga tumbuhan ini mempunyai kemampuan menyerap unsur hara atau bahan pencemar yang terdapat dalam limbah cair lebih baik dibanding dengan tumbuhan air seperti melati air dan genjer yang pertumbahannya tidak secepat wlingen.
Kiapu merupakan tumbuhan air yang mengapung pada permukaan air, yang mempunyai akar serabut yang lebat. Pertumbuhan kiapu berkembang dengan roset sangat cepat, setiap pertambahan roset akan diikuti oleh pertumbuhan akar. Sehingga tumbuhan air kiapu ini juga mempunyai kemampuan yang cukup baik dalam menyerap unsur hara atau bahan pencemar yang terdapat dalam air limbah. Kombinasi kedua tumbuhan air ini merupakan perlakuan yang terbaik dalam mengurangi bahan pencemar dari percobaan yang dilakukan dalam penelitian ini dibandingkan dengan perlakuan tumbuhan air tunggal wlingen, melati air, genjer, kiapu dan tumbuhan air gabungan antara melati air-kiapu dan genjer-kiapu.
Interaksi antara media tanah aluvial, aluvial-zeolit dan tumbuhan air tunggal maupun gabungan menunjukkan perbedaan nyata dalam menurunkan bahan pencemar yang terdapat dalam air limbah. Perlakuan gabungan tumbuhan wlingen-kiapu dengan media tanah aluvial-zeolit (m2v5), merupakan perlakuan yang mampu menurunkan bahan pencemar lebih baik dibandingkan perlakuan lainnya. Dari 19 parameter yang dianalisis, 13 parameter mampu menurun kadar bahan pencemarnya seperti TSS, TDS, DHL, kekeruhan, sulfat, klorida, amonia, nitrat, nitrit, ortofosfat, COD, minyak dan lemak, serta besi dengan nilai keefektivan berkisar antara 75-100%, dan diikuti berturut- turut perlakuan m2v6, m2v7 masing-masing 11 parameter, dibandingkan perlakuan lainnya seperti yang disajikan pada Tabel 51. Hasil percobaan menunjukkan bahwa disain gabungan kombinasi antara media tanah aluvial-zeolit dan gabungan tumbuhan wlingen-kiapu (m2v5), merupakan disain yang memberikan hasil lebih baik dari perlakuan lainnya.
Tabel 51. Jumlah parameter yang mampu berkurang kadar bahan pencemarnya dikelompokkan berdasarkan nilai keefektivan (%)
Kelompok nilai keefektivan No. Perlakuan > 75 - 100% > 50 - 75% 0 - 50% 1 m2v5 13 (68.42) 4 (21.05) 2 (10.53) 2 m2v6 11 (57.89) 6 (31.58) 2 (10.53) 3 m2v7 11 (57.89) 6 (31.58) 2 (10.53) 4 m2v2 8 (42.11) 8 (42.11) 3 (15.78) 5 m2v1 8 (42.11) 7 (36.84) 4 (21.05) 6 m1v5 8 (42.11) 8 (42.11) 3 (15.78) 7 m1v1 8 (42.11) 8 (42.11) 5 (26.31) 8 m2v4 7 (36.84) 10 (52.63) 2 (10.53) 9 m2v3 7 (36.84) 9 (47.37) 3 (15.78) 10 m1v7 7 (36.84) 9 (47.37) 3 (15.78) 11 m1v6 6 (31.58) 10 (52.63) 3 (15.78) 12 m1v2 6 (31.58) 11 (57.89) 3 (15.78) 13 m1v4 6 (31.58) 9 (47.37) 4 (21.05) 14 m1v3 5 (26.31) 8 (42.11) 6 (31.58)
Keterangan : Angka-angka dalam kurung menunjukkan % dari jumlah 19 parameter yang dianalisis
m1v2 = Media tanah aluvial, tumbuhan air wlingen (Scirpus grossus)
m1v2 = Media tanah aluvial, tumbuhan air melati air (Enchinodorus paleafolius)
m1v3 = Media tanah aluvial, tumbuhan genjer (Limnocharis flava)
m1v4 = Media tanah aluvial, tumbuhan air kiapu (Pistia strationes)
m1v5= Media tanah aluvial, gabungan tumbuhan wlingen-kiapu (Scirpus grossus-Pistia stratione)
m1v6= Media tanah aluvial, gabungan tumbuhan air melati air-kiapu (Enchinodorus paleafolius-Pistia strationes)
m1v7 = Media tanah aluvial, gabungan tumbuhan air genjer-kiapu (Limnocharis flava-Pistia strationes)
m2v1 = Gabungan media tanah alluvial-zeolit, tumbuhan air wlingen (Scirpus grossus)
m2v2= Gabungan media tanah aluvial-zeolit, tumbuhan air melati air (Enchinodorus paleafolius)
m2v3 = Gabungan media tanah aluvial-zeolit, tumbuhan air genjer (Limnocharis flava) m2v4 = Gabungan media tanah aluvia-zeolit, tumbuhan air kiapu (Pistia strationes) m2v5 = Gabungan media tanah aluvial-zeolit, gabungan tumbuhan air wlingen -kiapu (Scirpus
grossus-Pistia strationes)
m2v6 = Gabungan media tanah aluvial-zeolit, gabungan tumbuhan air melati air-kiapu (Enchinodorus paleafolius- Pistia strationes)
m2v7 = Gabungan media tanah aluvial-zeolit, gabungan tumbuhan air genjer -kiapu (Limnocharis flava-Pistia strationes)
Watson et al. (1989), melaporkan dari hasil kajiannya bahwa kinerja rawa buatan dengan aliran air limbah masuk secara vertikal merupakan sistem aliran air yang dialirkan dipermukaan. Sistem kemudian merembes melalui substrat yang dipenuhi oleh akar tanaman hingga mencapai dasar rawa atau media untuk keluar dari sistem lainnya. Penggunaan beberapa substrat seperti kerikil, pasir, tanah liat mampu menurunkan bahan pencemar BOD5 (62-92%), TSS (45-94%), N-NH3 (9-75%), N-total (61%), P-total
(60%), dan bakteri koliform (100%).
Wildeman dan Laudon (1989), menyatakan bahwa kinerja rawa buatan untuk mengurangi bahan pencemar seperti logam timbal (27-83%), Cd (99%), dan besi (52%), tidak kalah jika dibandingkan dengan kinerja fasilitas pembersih air limbah yang menggunakan teknologi konvensional. Disain dengan menggunakan wadah yang t erbuat dari drum yang diisi dengan media tanah aluvial-zeolit dan ditanami tumbuhan air gabungan wligen-kiapu seperti yang disajikan pada Gambar 43 (B) yang dialirkan limbah cair yang berasal dari buangan akhir limbah pabrik kelapa sawit dengan waktu pengamatan 30 hari dalam penelitian ini menunjukkan hasil perlakuan yang lebih baik dibandingkan perlakuan lainnya.
V. SIMPULAN DAN SARAN