CONTACTOR (RBC)
SKRIPSI
O l e h :
AINA AZZAH ALI
0952010009
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
JATIM
SURABAYA
2013
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT
DENGAN PROSES ROTATING BIOLOGICAL
CONTACTOR (RBC)
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (ST.) Program Studi Teknik Lingkungan.
Oleh :
AINA AZZAH ALI
0952010009
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
JATIM
CONTACTOR (RBC)
oleh :AINA AZZAH ALI
0952010009
Telah Dipertahankan Dihadapan dan Diterima Oleh Tim Penguji Skripsi Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Jurusan Teknik Lingkungan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Pada Tanggal : ...2013
Pembimbing Penguji I,
Dr. Ir. Edi Mulyadi, SU. NIP. 19551231 198503 1 00 2 Ir. Tuhu Agung R., MT.
NIP. 19620501 198803 1 00 1 Penguji II
Dr. Ir. Munawar, MT.
NIP. 19600401 198803 1 00 1
Penguji III
Ir. DG Okayadnya Wijaya, MT. NIP. 19571105 198503 1 00 1
Mengetahui,
DEKAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JATIM
Ir. Naniek Ratni Juliardi AR., M. Kes. NIP. 19590729 198603 2 00 1
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah – Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit dengan Menggunakan Rotating Biological Contactors (RBC)”. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan bagi setiap mahasiswa Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan, UPN “Veteran” Jawa Timur untuk mendapatkan gelar sarjana. Selama menyelesaikan skripsi ini, penulis telah banyak memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Naniek Ratni JAR., M. Kes, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan UPN “Veteran” Jawa Timur.
2. Dr. Ir. Munawar, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
3. Ir. Tuhu agung R., MT, selaku dosen pembimbing skripsi yang telah membantu, mengarahkan dan membimbing mulai dari penyusunan proposal sampai penyusunan skripsi ini sehingga dapat selesai dengan baik.
4. Pihak Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya yang telah bersedia memberikan ijin untuk meneliti limbah cair rumah sakit tersebut.
5. Bapak/ Ibu dosen Program Studi Teknik Lingkungan UPN “Veteran” Jatim yang telah memberikan berbagai ilmu pengetahuan sebagai dasar bagi penulis untuk melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. 6. Teruntuk orang tua tercinta yang selalu memberikan doa dan dukungan
disetiap waktu.
7. Teman – teman mahasiswa Teknik Lingkungan yang telah memberi
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan
skripsi ini, untuk itu saran dan kritik yang membangun akan penulis terima dengan senang hati. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam penulisan skripsi ini terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang dipahami.
Surabaya, Juli 2013
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR TABEL ... vi
INTISARI ... vii
ABSTRACT ... viii
BAB I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ... 1
I.2 Perumusan Masalah ... 1
I.3 Tujuan Penelitian ... 2
I.4 Manfaat ... 2
I.5 Ruang Lingkup ... 2
BAB II. TINJ AUAN PUSTAKA II.1 Limbah Rumah Sakit ... 3
II.1.1 Limbah Padat Rumah Sakit ... 3
II.1.2 Limbah Cair rumah Sakit ... 4
II.2 Karakteristik Limbah Cair Rumah Sakit ... 4
II.2.1 Limbah Cair Tidak Beracun (Non Toksik) ... 4
II.2.2 Limbah Cair Beracun (Toksik) ... 5
II.3 Sumber Limbah Cair Rumah Sakit ... 5
II.4 Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit ... 5
II.4.1 Proses Pengolahan Limbah Secara Fisika ... 6
II.4.2 ProsesPengolahan Limbah Secara Kimia ... 8
II.4.3 Proses Pengolahan Limbah Secara Biologi ... 9
BAB III. METODE PENELITIAN III.1 Bahan Penelitian ... 18
III.2 Peralatan Penelitian ... 18
III.4 Cara Kerja ... 20
III.4.1 Tahap Persiapan ... 20
III.4.2 Tahap Pengoperasian RBC ... 20
III.5 Kerangka Penelitian ... 21
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Seeding dan Aklimatisasi ... 23
IV.2 Pengaruh Kecepatan Putar Cakram (rpm) dan Waktu Detensi (td) Terhadap Penurunan Konsentrasi COD ... 23
IV.3 Pengaruh Kecepatan Putar Cakram (rpm) dan Waktu Detensi (td) Terhadap Penurunan Konsentrasi TSS ... 29
IV.4 Pengaruh Pertumbuhan Bakteri Pada Media Cakram Terhadap Penyisihan COD dan TSS ... 32
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan ... 34
V.2 Saran ... 34 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A DATA HASIL PENELITIAN ... A-1 LAMPIRAN C ANALISA BOD DAN COD ... B-1 LAMPIRAN D GAMBAR DAN RANGKAIAN ALAT ... C-1
INTISARI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efisiensi penyisihan reaktor RBC dalam mengolah limbah cair dari Rumah Sakit Umum (RSU) Haji, Surabaya.
Rotating Biological Contactor (RBC) adalah suatu proses perngolahan air limbah secara biologis yang terdiri atas cakram melingkar yang diputar oleh poros dengan kecepatan tertentu. RBC mempunyai beberapa keuntungan, antara lain mudah dioperasikan, mudah dalam perawatan, tidak membutuhkan banyak lahan, beberapa variasi parameter dapat di kontrol seperti kecepatan putar cakram, resirkulasi, dan waktu detensi. Reaktor RBC yang digunakan di dalam penelitian ini terdiri dari 3 bagian dan setiap bagian memilki piringan (cakram) sebagai media tempat menempel mikroba sebanyak 10 buah. RBC skala laboratorium terbuat dari polyvinylchloride. Rancangan RBC sebagai berikut : diameter piringan 0,2 m, piringan terendam sebesar 40 %, panjang reaktor 0,3 m dan volume setiap bagian 3,6 liter. Penelitian ini menggunakan reaktor aerobik yaitu RBC. Variasi yang digunakan adalah kecepatan putar cakram, yaitu 4 rpm,6 rpm, 8 rpm, 10 rpm dan 12 rpm dan waktu detensi (td) 1 jam, 1,5 jam, 2 jam, 2,5 jam, dan 3 jam. Sedangkan sampel yang digunakan limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji, Surabaya. Parameter yang diteliti adalah COD dan TSS. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa variabel yang paling efektif dalam meremoval COD adalah dengan kecepatan putar cakram 4 rpm dengan
waktu detensi 3 jam sebesar 91,74 %. Penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa variabel yang paling efektif dalam meremoval TSS adalah dengan kecepatan putar cakram 4 rpm dengan waktu detensi 3 jam sebesar 94,70 %.
Hasil keseluruhan penelitian ini menunjukkan bahwa reaktor RBC terbukti
Biological Contactor (RBC) reactor in treating wastewater from General
Hospital Haji, Surabaya.
Rotating Biological Contactor is biological wastewater treatment by using
rotated discs which are turned around by axis with the certain speed. RBC has
some advantages, for example the ease in operating, not require large area, some
variations of parameter that could be controlled such as the speed of rotation
disc, resirculation and detention time. The RBC reactor which was used in this
study consisted of three stages. Each stage had 10 discs as the media for
attaching the microbes. The laboratory scale RBC reactor was made of polyvinyl
chlorid. The design was as follows : the diameter of disc : 0,2 m, the length of the
reactor : 0,3 m, submerged disc : 40 % and the volume of each stage : 3,6 l. This
reserched used aerobic reactor, it called RBC and the variations are rotating disc
4 rpm, 6 rpm, 8 rpm, 10 rpm and 12 rpm, and detention time (td)1 hours, 1.5
hours, 2 hours, 2.5 hours, and 3 hours. Sample for this research is wastewater
from General Hospital Haji, Surabaya. The parameter are COD and TSS. The
result in this research shows that variations which efective to remove COD, are
in rotating disc 4 rpm with 3 hours of detention time at 91,74 %. The result in this
research shows that variations which efective to remove TSS, are in rotating disc
4 rpm with 3 hours of detention time at 94,70 %.
The results of this research confirmed that RBC reactor could treat the
General Hospital Haji wastewater. The concentration of all parameters in the
effluent was bellow the standart quality threshold of wastewater for hospital.
(Refers to Decree of Governor of East Java, No.61, 1999). The Changes of the
speed of rotation disc significantly affected the removal aside efficiency for all
parameters.
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Rumah sakit sebagai layanan jasa penyedia kesehatan tidak hanya terdiri dari balai pengobatan dan tempat praktik dokter saja, tetapi juga ditunjang oleh unit-unit lainnya, seperti ruang operasi, laboratorium, farmasi, administrasi, dapur,
laundry, penyelenggaraan pendidikan dan pelatihan serta pengolahan sampah dan limbah.
Limbah cair yang berasal dari kegiatan rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemar yang sangat potensial. Hal ini disebabkan karena limbah cair rumah sakit mengandung konsentrasi senyawa organik, juga kemungkinan mengandung senyawa-senyawa kimia lain serta mikro-organisme pathogen yang dapat menyebabkan penyakit terhadap masyarakat di sekitarnya. Potensi dampak air limbah rumah sakit terhadap kesehatan masyarakat sangat besar. Rumah sakit diharuskan mengolah limbahnya sampai memenuhi persyaratan standar baku mutu yang berlaku yakni, Keputusan Guberbur No.61 Tahun 1999.
Dampak pencemar limbah cair rumah sakit memberikan nilai parameter,
antara lain BOD (Biological Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand) (Nurdjianto, 2011). Air limbah rumah sakit mempunyai sifat biodegradable, maka dari itu pengolahan air limbah yang lebih sesuai dilakukan adalah dengan cara pengolahan biologis, fungsinya untuk menurunkan kandungan zat organik. Teknologi pengolahan air limbah rumah sakit yang mudah operasinya serta hemat energi adalah dengan menggunakan Rotating Biological Contactor
(RBC). (Sayekti, 2010).
I.2 Perumusan Masalah
2. Kurangnya data penunjang yang berhubungan dengan pengembangan dan perbaikan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL).
I.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mempelajari variabel yang berpengaruh pada bangunan IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya dengan menggunakan Rotating Biological Contactor (RBC).
2. Mengetahui kondisi terbaik jika ditinjau dari variasi kecepatan putar cakram (rpm) dan variasi waktu detensi (td).
I.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperoleh variabel yang berpengaruh dalam menurunkan parameter pada limbah cair rumah sakit dengan menggunakan Rotating Biological Contactor.
2. Memberikan alternatif efektifitas untuk meningkatkan pengolahan limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya dalam menurunkan kandungan organiknya.
I.5 Ruang Lingkup
Untuk membatasi agar dalam pemecahan masalah nantinya tidak menyimpang dari ruang lingkupnya yang telah ditentukan maka akan ditetapkan :
1. Penelitian penurunan kadar COD dan TSS dengan menggunakan alat
Rotating Biological Contactor (RBC) skala laboratorium.
2. Sampel yang digunakan pada penelitian ini berasal dari air limbah Rumah
Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya.
3. Melakukan percobaan untuk mengetahui penurunan COD dan TSS dengan variasi kecepatan putar cakram dan variasi waktu detensi (td).
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
II.1 Limbah Rumah Sakit
Limbah rumah sakit adalah semua limbah yang dihasilkan dari kegiatan rumah sakit dalam bentuk padat, cair, gas yang dapat mengandung mikro-organisme pathogen bersifat infeksius, bahan kimia beracun, dan sebagian bersifat radioaktif (DEPKES, 2006). Limbah rumah sakit adalah semua limbah yang dihasilkan dari kegiatan rumah sakit dalam bentuk padat, cair dan gas (Kepmenkes RI No. 1204/Menkes/SK/X/2004).
II.1.1 Limbah Padat Rumah Sakit
Limbah padat rumah sakit adalah semua limbah rumah sakit yang berbentuk padat akibat kegiatan rumah sakt yang terdiri dari limbah medis padat dan non medis (Kepmenkes RI No. 1204/Menkes/SK/X/2004).
Limbah padat RS adalah semua limbah RS yang berbentuk padat sebagai akibat kegiatan RS yang terdiri dari limbah medis dan non medis, yaitu :
• Limbah non medis adalah limbah padat yang dihasilkan dari kegiatan di RS di luar medis yang berasal dari dapur, perkantoran, taman dari halaman yang dapat dimanfaatkan kembali apabila ada teknologi.
• Limbah medis padat adalah limbah padat yang terdiri dari limbah infeksius, limbah patologi, limbah benda tajam, limbah farmasi, limbah sitotoksis, limbah container bertekanan, dan limbah dengan kandungan logam berat yang tinggi.
• Limbah sangat infeksius adalah limbah yang berasal dari pembiakan dan
stock (sediaan) bahan sangat infeksius, otopsi, organ binatang percobaan, dan bahan lain yang diinokulasi, terinfeksi atau kontak dengan bahan yang sangat infeksius (Anonim).
II.1.2 Limbah Cair Rumah Sakit
Limbah cair rumah sakit adalah semua air buangan termasuk tinja yang berasal dari kegiatan rumah sakit yang kemungkinan mengandung mikroorganisme, bahan kimia beracun dan radioaktif yang berbahaya bagi keseshatan (Kepmenkes RI No. 1204/Menkes/SK/X/2004).
Air limbah rumah sakit adalah seluruh buangan cair yang berasal dari hasil proses seluruh kegiatan rumah sakit yang meliputi : limbah domestik 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 labolatorium; dan lainya (Anonim, 2001).
II.2 Karakteristik Limbah Cair Rumah Sakit
Karakteristik atau sifat-sifat limbah cair rumah sakit tergantung dari sumber daya, serta macam atau jenis penyebab penyakit dari pasien/penderita yang dirawat. Secara garis besar limbah cair dapat dibedakan sebagai berikut :
II.2.1 Limbah Cair Tidak Beracun (Non Toksik) :
• Air kotoran yaitu limbah cair yang mengandung kotoran manusia seperti tinja dan air kemih yang berasal dari kloset dan peturasan didalam toilet/kamar mandi.
• Air bekas, yaitu limbah cair yang mengandung kotoran manusia, yang berasal dari lavatory, ktchen sink, floor drain, cuci, kamar mandi, dan ruang perawatan.
5
II.2.2 Limbah Cair Beracun (Toksik)
Yaitu limbah cair yang mengandung zat beracun. Zat beracun dalam hal
ini adalah bahan-bahan kimia organik, deterjen dan zat radioaktif. Zat-zat ini merupakan racun bagi mikroorganisme yang mempunyai sifat dapat menghambat aktifitas metabolisme, juga dapat membunuh mikro organisme itu sendiri. Limbah cair ini berasal dari labolatorium, apotik, laundry, bengkel dan radiologi (DEPKES, 1993)
II.3 Sumber Limbah Cair Rumah Sakit
Menurut Chandra, dalam melakukan fungsinya rumah sakit menimbulkan berbagai buangan dan sebagian dari limbah tersebut merupakan limbah yang berbahaya. Sumber air limbah rumah sakit dibagi atas tiga jenis yaitu :
• Air limbah infeksius : Air limbah yang berhubungan dengan tindakan medis seperti pemeriksaan mikrobiologis dan poliklinik, perawatan, penyakit menular dan lain-lain.
• Air limbah domestik : air limbah yang tidak ada berhubungan tindakan medis yaitu berupa air limbah kamar mandi, toilet, dapur dan lain-lain. • Air limbah kimia : air limbah yang dihasilkan dari penggunaan bahan
kimia dalam tindakan medis, labolatorium, sterilisasi, riset dan lain-lain (Anonim).
II.4 Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit
Sistem pengolahan limbah cair bertujuan unuk menghilangkan atau menurunkan unsur-unsur pencemar dari limbah cair dan untuk mendapatkan effluen yang mempunyai kualitas yang dapat diterima oleh badan air (sungai) dan sesuai persyaratan yang berlaku agar lingkungan tidak tercemar (DEPKES RI, 1993).
pengolahan tersebut. Pengolahan limbah secara biologis dapat digolongkan
menjadi pengolahan cara aerob dan pegolahan limbah dengan cara anaerob. Berdasarkan sistem unit operasinya teknologi pengolahan limbah dibagi menjadi unit operasi phisik, unit operasi kimia dan unit operasi biologi (Perdana Ginting, 2007 : 63).
II.4.1 Proses Pengolahan Limbah Secara Fisika
Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air
buangan, diharapkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan.
Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap (Yanti, 2008).
• Screening
Screening merupakan tahap awal pada proses pengolahan air limbah. Proses ini bertujuan untuk memisahkan potongan-potongan kayu, plastik, dan sebagainya. Screen terdiri atas batangan-batangan besi yang berbentuk lurus atau melengkung dan dipasang dengan tingkat kemirigan
750-900terhadap horisontal. • Ekualisasi
Ekualisasi bermanfaat untuk mengurangi ukuran dan biaya proses berikutnya. Keuntungan yang diperoleh dari peggunaan equalisasi adalah, pada pegolahan biologi, perubahan beban secara mendadak dapat dihindari dan pH dapat diatur supaya konstan serta sebagai tempat pengaturan bahan-bahan kimia lebih dapat terkontrol.
• Sedimentasi
Sedimentasi adalah pemisahan partikel dari air dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Proses ini bertujuan untuk memperoleh air buangan yang jernih
7
dan mempermudah proses penanganan lumpur. Dalam proses sedimentasi
hanya partikel-partikel yang lebih berat dari air yang dapat terpisah misalnhya, kerikil dan pasir.
Pada penelitian Wahyudi (2004), hasil studi pola sedimentasi dari simulasi dengan software SMS 6.0 bila dilakukan pengembangan di pelabuhan
Tanjung Perak. Pengembangan dilakukan dengan satu Rencana Awal dan tiga alternatif reklamasi daerah sekitar wilayah teluk Kali Lamong. Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui bahwa, konsentrasi penyebaran rata-rata sedimen yang terjadi untuk Rencana Awal pada kondisi HWL, MSL, dan LWL adalah sama sebesar 0.111 kg/m3. Sedangkan untuk alternatif I, pada saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.108 kg/m3. Pada alternatif II, saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.109 kg/m3. Pada alternatif III, pada saat HWL, MSL, dan pada saat LWL sebesar 0.108 kg/m3. Perubahan rata-rata kontur dasar laut pada Rencana Awal sebesar 0.089 m, untuk Alternatif I sebesar 0.077 m, untuk Alternatif II sebesar 0.097 m, dan pada Alternatif III sebesar 0.082 m. Berdasarkan hasil tersebut disimpulkan bahwa untuk Alternatif I penyebaran sedimen rata-rata yang terjadi adalah yang paling sedikit, sehingga sesuai untuk pengembangan pelabuhan.
• Flotasi
Flotasi atau pengapungan digunakan untuk memisahkan padatan dari air. Unit floatasi digunakan jika densitas partikel lebih kecil dibandingkan dengan densitas air sehingga cenderung megapung. Flotasi antara lain digunakan dalam proses pemisahan lemak dan minyak serta pengentalan lumpur (Ayuningtyas, 2009).
Aladin (2009), dalam penelitiannya dalam kandungan sulfur dan abu batubara dari daerah Mallawa (Sulawesi). Kandungan sulfur dan abu yang relatif tinggi sehingga dapat berdampak pada kerusakan alat pembakar dan pencemaran lingkungan. Flotasi merupakan salah satu metode untuk mereduksi kandungan sulfur (anorganik) dan abu batubara. Penelitian
variabel flotasi yang dapat memberikan hasil desulfurisasi yang maksimum,
diantaranya adalah variabel rasio campuran surfaktan CPO (Crude Palm Oil) terhadap bahan batubara. Diperoleh rasio campuran optimum adalah 1:4, berdasarkan kondisi optimum variabel lain yang telah diperoleh sebelumnya yaitu waktu tinggal 60 menit, laju alir udara 1,22 liter/menit, pH 6,5 dan
ukuran partikel batubara 169 m. Pada kondisi optimum ini kandungan sulfur batubara dapat direduksi dari 3,3% menjadi 0,93% atau recovery sulfur 72% dan kandungan abu dapat diturunkan dari 11,25% menjadi 9,75% dengan nilai kalor dapat dipertahankan 6000 kkal/kg. Batubara hasil desulfurisasi dan
deashing ini telah memenuhi kriteria untuk digunakan sebagai bahan bakar di industri.
II.4.2 Proses Pengolahan Limbah Secara Kimia
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi (Yanti,2008).
• Koagulasi dan Flokulasi
Proses koagulasi dan flokulasi adalah konversi dari polutan-polutan yang tersuspensi koloid yang sangat halus di dalam air limbah, menjadi gumpalan gumpalan yang dapat diendapkan, disaring atau diapungkan (Ayuningtyas, 2009).
Koagulasi adalah proses pengadukan cepat dengan penambahan koagulan, hasil yang didapat dari proses ini adalah destabilisasi koloid dan suspended solid, proses ini adalah awal pembetukan partikel yang stabil. Flokulasi adalah pengadukan lambat untuk membuat kumpulan partikel yang sudah stabil hasil Koagulasi berkumpul dan mengendap (Reynold, 1996).
9
Penelitian yang dilakukan oleh Sianita (2009), terhadap limbah cair industri batik Lawean Solo dengan mengkombinasikan proses aerob – anaerob dan koagulan tawas. Dengan menggunakan variabel berubah, waktu sedimentasi 20 menit dengan Δ θ = 20 menit sampai dengan 60 menit. Waktu tinggal sel (Aerob), Δ θ = 1 jam sampai dengan 6 jam. Waktu tinggal sel (Anaerob), Δ θ = 1 hari sampai dengan 6 hari. Konsentrasi koagulan 50 ppm - 150 ppm. Mikroorganisme, lumpur aktif (aerob), EM
4 (anaerob). Untuk penurunan kadar COD
Mn dengan menggunakan proses anaerob dan aerob dengan penambahan koagulan tawas dalam berbagai konsentrasi. Hasil penelitian tersebut didapat bahwa air limbah yang diolah secara aerob mampu menurunkan kadar COD
Mn hingga 76,59 % sedangkan air limbah yang diolah secara anaerob dapat menurunkan COD
Mn hingga 69,43%. Hal ini dikarenakan adanya oksigen dalam proses aerobik sebagai sumber energi yang baik untuk
mempercepat waktu peruraian bahan – bahan organik pada limbah cair batik. Sedangkan proses anaerobik tidak memerlukan oksigen sebagai energi, melainkan hasil reaksi proses anaerobik berupa gas buang (CO
2, H2SO4, NH3, dll) yang dijadikan sebagai energi untuk mempercepat waktu peruraian bahan – bahan organik. Selain itu pada penelitian, penurunan kadar COD
Mn yang paling baik adalah pada penambahan konsentrasi koagulan sebesar 150 ppm. Hal ini disebabkan karena penambahan konsentrasi koagulan dapat meningkatkan koagulasi – flokulasi secara keseluruhan dengan mempercepat pengendapan dan menghasilkan flok yang cukup besar. Semakin banyak jumlah flok yang terbentuk maka penurunan kadar COD semakin besar.
II.4.3 Proses pengolahan Limbah Secara Biologi
Pengolahan air limbah secara biologi bertujuan untuk membersihkan zat-za torganik atau mengubah bentuk zat-zat organik menjadi bentuk-bentuk yang kurang berbahaya. Proses pengolahan secara biologi juga bertujuan untuk meggunakan kembali zat-zat organik yang terdapat dalam air limbah
Proses pengolahan biologis ini dilakukan secara aerobik maupun
anaerobik dengan efisiensi reduksi BOD antara 60 - 90 % serta 40 - 90 % TSS (Qasim, 2000).
Tabel 2-1. Kelebihan dan Kekurangan Pada Pengolahan Biologi
Kelebihan Kekurangan
- Metode yang di gunakan mudah - Biaya operasional murah
- Tidak menghasilkan limbah tambahan
- Memerlukan lahan yang luas (sebagai kolam) untuk penampungan limbah, bila limbah yang diolah mempunyai konsentrasi pencemar yang tinggi
- Memerlukan pemulihan dan perawatn yang memerlukan keahlian tersendiri untuk bakteri pengolahan limbah
(Ginting, 2007, hal 115)
Pengolahan limbah dengan cara biologi dapat dilakukan melalui dua cara yaitu :
v Proses Aerob
Metode aerobik adalah metode dengan menggunakan bakteri aerob yang dapat berfungsi secara optimal bila tersedia udara sebagai sumber kehidupan. Fungsi udara sendiri yaitu untuk menyediakan oksigen bagi
kehidupan bakteri. Proses dengan cara aerob biasanya digunakan untuk limbah dengan konsentrasi BOD < 2000 mg/l. Proses aerobik dapat dilakukan melalui dua mekanisme, yaitu : (Ginting, 2007)
• Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor)
Sistem pengolahan dengan menggunakan aktifitas miroorganisme untuk menguraikan senyawa polutan yang ada dalam air dan
11
mikroorganisme yang digunakan dibiakan secara tersuspensi di dalam
suatu reaktor.
§ Lumpur Aktif
Untuk mengubah buangan organik, menjadi bentuk anorganik yang lebih stabil dimana bahan organik yang lebih terlarut yang tersisa setelah prasedimentasi dimetabolisme oleh mikroorganisme menjadi CO2 dan H2O, sedang fraksi terbesar diubah menjadi bentuk anorganik yang dapat dipisahkan dari air buangan oleh sedimentasi.
Penelitian yang dilakukan oleh (Estiningsih, 2007), pada limbah cair (lumpur) Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Kabupaten Wonogiri. Dengan variabel yang digunakan adalah volume lumpur aktif yaitu 150 ml/1 - 350 ml/l serta variabel waktu kontak, yaitu 15 menit - 25 menit. Penelitian dilaksanakan di Instalasi Pengolah Air Limbah (IPAL) RSUD Kabupaten Wonogiri. Hasil dari penelitian tersebut menunjukkan penurunan BOD tertinggi pada volume lumpur aktif 250 ml/l dengan waktu kontak 15 menit sebesar 96,23 %, pada komposisi tersebut lumpur aktif mampu menguraikan bahan-bahan organik dalam limbah cair secara sempurna. Penurunan BOD terendah pada kondisi volume 350 ml/l dengan waktu kontak 25 menit sebesr 86 %, komposisi tersebut menunjukkan bahwa lumpur aktif tidak mampu menguraikan semua bahan organik yang ada dalam limbah cair. Sehingga dari hasil penelitian tersebut membuktikan bahwa volume lumpur aktif yang banyak dan waktu kontak yang lama dapat menurunkan kadar BOD secara sempurna.
• Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor)
§ Trickling Filter (biofilter)
Trickling filter menurunkan beban organik yang terdapat dalam air
buangan dengan cara mengalirkannya pada media yang permukaannya diselimuti oleh lumpur aktif sebagai biological film. Filter yang digunakan batua-batuan, pasir, granit dan lain-lain dalam berbagai ukuran mulai dari diameter 3/4 in sampai dengan diameter 2,5 in. Proses yang terjadi adalah proses biologis yang memerlukan oksigen (aerobik).
Penelitian yang telah dilakukan oleh Evy (2013) dengan mengalirkan limbah cair pencucian mobil ke unit pengolahan trikling filter dalam beberapa hari sampai terbentuknya lapisan biofilm melalui proses seeding dan aklimatisasi. Setelah terbentuknya lapisan biofilm baru dilakukan proses pengolahan terhadap air limbah pencucian yang baru. Percobaan dilakukan dengan variasi debit 1400 ml/menit - 1600 ml/menit dengan faktor resirkulasi 3. Dengan parameter yang dianalisa adalah TSS, COD dan minyak lemak. Limbah cair pencucian mobil tersebut diolah secara biologi, yaitu dengan menggunakan trickling filter dengan media batu apung yang berdiameter 7-10 cm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi COD, TSS dan minyak lemak dengan penyisihan tertinggi berturut-turut yaitu sebesar 65,53%, 74,26%, dan 71,59% terjadi pada debit 1400 ml/menit.
§ Rotating Biological Contactor (RBC)
RBC adalah suatu perangkat pada pengolahan biologi yang terdiri
dari sejumlah piringan berbentuk lingkaran sebagai tempat melekatnya mikroorganisme. Terbuat dari bahan polystyrene atau polyvinyl chloride dan terendam 40 % dalam air limbah serta berotasi dengan kecepatan 1 - 1.6 rpm (Metcafl & Eddy, 2003).
Penelitian yang telah dilakukan oleh Muljadi, dkk (2005), dengan menggunakan limbah cair proses distilasi PT. Sarasa Nugraha Tbk di Karanganyar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dimensi alat RBC
13
perancangan (design) dengan skala laboratorium yang diharapkan dapat
menurunkan BOD air limbah, untuk mengetahui efisiensi alat RBC dalam penurunan kadar BOD limbah cair dan untuk mengetahui waktu pertumbuhan mikroba pada media ijuk, yang cukup efektif dalam mendegradasi bahan organik dalam air limbah cair. Penelitian ini
menggunakan instalasi RBC dalam skala laboratorium dengan variasi waktu seperti 1 jam, 2 jam, 4 jam, 6 jam, 24 jam, dan 48 jam, dengan BOD awal 2006 mg / l. Dimensi alat RBC yang telah dibuat adalah diameter cakram = 47 cm, panjang media cakram = 73 cm, tebal cakram = 3,5 cm, panjang reaktor = 88 cm, diameter reaktor =58 cm. Setelah proses pengolahan dilakukan, penyisihan BOD menjadi 9,5 % dalam waktu 1 jam, 19 % dalam waktu 2 jam, 27 % dalam waktu 4 jam, 49 % dalam waktu 6 jam, 53 % dalam waktu 24 jam, dan 53,5 % dalam waktu 48 jam. Hal ini dapat disimpulkan bahwa RBCdapat mengurangi konsentrasi BOD dalam limbah cair PT. Sarasa Nugraha Tbk di Karanganyar. Kita juga bisa tahu bahwa 'ijuk' adalah media yang efektif untuk pertumbuhan bakteri yang ditandai dengan tingginya penurunan BOD.
a. Pr insip Pengolahan RBC
Reaktor kontak biologis putar atau rotating biological contactor
disingkat RBC merupakan adaptasi dari proses pengolahan air limbah dengan biakan melekat (attached growth). Media yang dipakai berupa piring (disk) tipis berbentuk bulat yang dipasang berjajar-jajar dalam suatu
poros yang terbuat dari baja, selanjutnya diputar di dalam raktor khisis dimana di dalamnya dialirkan air limbah secara continue.
Media yang digunakan biasanya terdiri dari lembaran plastik dengan diameter 2-4 meter, dengan ketebalan 0,8 sampai beberapa milimeter. Disk
Modul-modul tersebut diputar dalam keadaan tercelup sebagian yakni
sekitar 40% dari diameter disk. Kira-kira 95% dari seluruh permukaan media secara bergantian tercelup kedalam air limbah dan berada di atas permukaan air limbah (udara). Keepatan putaran bervariasi antara 1 – 2 rpm. Mikro-organisme tumbuh pada permukaan media dengan sendirinya
dan mengambil makanan (zat organik) di dalam air limbah dan mengambil oksigen dari udara untuk menunjang proses metabolismenya. Tebal biofilm yang terbentuk pada permukaan media dapat mencapai 2 – 4 mm tergantung dari beban organik yang masukan ke dalam reaktor serta kecepatan putarannya. Apabila beban organik terlalu besar kemungkinan terjadi kondisi aerob dapat terjadi, oleh karena itu pada umumnya di dalam reaktor dilengkapi dengan perlengkapan injeksi udara yang diletakkan dekat dasar bak, khususnya untuk proses RBC yang terdiri dari beberapa modul yang dipasang seri (Said, 2005).
b. Pertumbuhan Mikroorganisme di dalam RBC
Air limbah yang mengandung polutan organik dikontakkan dengan lapisan mokro-organisme (microbial film) yang melekat pada permukaan media di dalam suatu reaktor. Media tempat melekatnya film biologis ini berupa piringan (disk) diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah yang mengalir secara continue ke dalam reaktor tersebut.
Dengan cara seperti ini mikro-organisme misalnya bakteri, algae,
protozoa, fungi, dan lainnya tumbuh melekat pada permukaan media yang berputar tersebut membentuk suatu lapisan yang terdiri dari mikro-organisme yang disebut bio film (lapisan biologis).
Pada saat biofilm yang melekat pada media yang berupa piringan tipis
tersebut tercelup ke dalam air limbah, mokro-organisme menyerap senyawa organik yang ada dalam air limbah yang mengalir pada permukaan biofilm, dan pada saat biofilm berada diatas permukaan air, mikro-organisme menyerap oksigen dari udara atau oksigen yang terlarut dalam air untuk menguraikan senyawa organik tersebut digunakan oleh
15
mikro-organisme untuk proses perkembangbiakan atau metabolisme.
Senyawa dari hasil 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 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 sendirinya 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 2-1.
Gambar 2-1. : Mekanisme Proses Penguraian Senyawa organik oleh Mikro-Organisme Di Dalam RBC.
c. Keunggulan dan Kelemahan RBC
menimbulkan buih. Sedamgkan kekurangan dari sistem RBC yakni sensitif
terhadap temperatur (Said, 2005). Dibandingkan dengan sistem lumpur aktif, sistem RBC mempunyai beberapa kelebihan seperti pada Tabel 2-2.
Tabel 2-2. : Perbandingan Proses Pengolahan Air Limbah Dengan Sistem
2 Jenis mikroba Bervariasi Simple
3 Konsumsi energi Relatif kecil Lebih besar 4 Stabilitas terhadap
10 Investasi awal Relatif menguntungkan
• Waktu kontak yang pendek.
• Biomassa yang terlepas (sloughed) mempunyai sifat mengendap yang bagus dan mudah dipisahkan dari air limbah.
17
• Biaya operasi rendah karena tidak diperlukan keahlian khusus untuk operator.
• Waktu tinggal yang pendek.
• Tenaga yang dibutuhkan tidak besar. • Lumpur yang dihasilkan rendah. • Efisiensi pengolahan tinggi. • Mudah dalam perawatan.
Kekurangan :
18 III.1 Bahan Penelitian
a. Limbah Cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya yang diambil dari bak Ekualisasi.
b. Bakteri yang dikembangbiakkan berasal dari limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya.
III.2 Peralatan Penelitian
1. Satu unit alat RBC yang terdiri dari :
a. Bak penampung yang terbuat dari plastik dengan, D = 23, t = 24. b. Bak pengatur debit yang terbuat dari ember plastik dengan, D = 23,
t = 24.
c. Bak RBC yang terbuat dari bahan plastik dengan, D = 30, P = 90.
d. Cakram RBC terbuat dari polyvinylchloride dengan, D = 20. e. Pompa.
f. Motor penggerak Belt. g. Potensiometer.
h. Clarifier.
2. Unit tambahan : a. Stopwatch.
19
4
6 Gambar alat :
Keterangan : 1. Bak Penampung
2. Bak Pengatur debit Lumpur 3. Reaktor RBC 4. Clarifier 5. Pompa
6. Bak Effluent
Gambar 3-1. : Skema diagram alir pengolahan dengan RBC.
III.3 Variabel 1. Kondisi Tetap
a. Ukuran diameter cakram = 20 cm b. Diameter tiap stage = 24 cm c. Jarak antar cakram = 3 cm
d. Cakram terendam = 40 % luas cakram e. Diameter saluran = 0,5 cm
f. Panjang tiap stage = 33 cm g. Lebar tiap stage = 24 cm
h. Jumlah stage = 3 stage i. Jumlah cakram tiap 1 stage = 10 cakram 2. Variabel yang dijalankan :
a. Kecepatan putar cakram = 4 ; 6 ; 8 ; 10 ; 12 rpm b. Waktu detensi (td) = 1 ; 1,5 ; 2 ; 2,5 ; 3 jam
recycle
3. Rasio resirkulasi : 0,2
4. Parameter yang di analisa : COD dan TSS
III.4 Car a Kerja
Penelitian ini dilakukan secara continue dan dilakukan dengan dua tahap
proses, yaitu tahap persiapan dan pengoperasian RBC. III.4.1 Tahap Per siapan
Tahap persiapan ini meliputi proses seeding dan aklimatisasi. Tahap ini dilakukan agar reaktor siap digunakan untuk penyisihan beban organik, yakni :
• Mengisi reaktor RBC dengan limbah cair RSU Haji. Kemudian menggerakkan cakram hingga bakteri mulai tumbuh kurang lebih 8 minggu. • Mempersiapkan reaktor RBC sampai lapisan lendir pada biofilm tersebut
telah tumbuh dan menutupi semua area permukaan media maka untuk
penyisihan beban organik. III.4.2 Tahap Pengoperasian RBC
• Limbah cair RSU Haji Surabaya ditampung dalam bak penampung. • Dari bak penampung limbah dialirkan ke pengatur debit dengan pompa. • Kemudian dari bak pengatur debit limbah dialirkan ke-RBC secara gravitasi. • Limbah yang sudah dialirkan ke-RBC, diproses oleh RBC dengan cara
memutar cakram, variasi putar yang digunakan yaitu 4 rpm, 6 rpm, 8 rpm, 10 rpm, dan 12 rpm. Cakram tersebut terdapat biofilm yang sudah menempel pada sekelilingnya. Kemudian pada saat berputar bagian mikroorganisme yang tercelup air akan menguraikan zat organik yang terlarut dalam air. Pada saat kontak dengan udara biomassa akan mengadsorbsi oksigen, sehingga akan tercapai kondisi aerobik dengan variasi waktu detensi 1 jam, 1,5 jam, 2 jam, 2,5 jam, dan 3 jam.
• Limbah yang telah diolah dialirkan secara gravitasi pada clarifier untuk pengendapan flok – flok kemudian dialirkan secara gravitasi ke-bak effluent. • Dari bak effluent limbah yang sudah diolah tersebut di recycle kembali
sebesar 0,2 dan dialirkan pada bak reaktor RBC agar mendapatkan hasil yang maksimal.
21
• Pengambilan sample dilakukan pada menit 0 (t0), menit 10 (t10), dan menit 20 (t20) pada bak effluent.
III.5 Kerangka Penelitian
Masalah pencemaran badan air
Ide Tugas Akhir Judul :
Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit dengan Proses Rotating Biological Contactors (RBC)
Persiapan awal penelitian : 1. Studi Literatur
2. Pemilihan variable penelitian
Persiapan penelitian
Persiapan Bahan Limbah Cair Rumah
Sakit
Persiapan peralatan
Analisa pendahuluan : Analisa awal limbah
Seeding dan aklimatisasi
Pengoperasian reaktor RBC dengan variable penelitian :
Kecepatan Putar Cakramdan Waktu Detensi (td)
Hasil penelitian
22
Penelitian ini dilakukan untuk menurunkan beban pencemar yang terdapat dalam limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya, yang diambil dari bak Ekualisasi. Limbah cair yang masuk pada bak ekualisasi berasal dari limbah laboratorium dan limbah perawatan medis. Sebagaimana diketahui limbah cair rumah sakit mempunyai karakteristik yang khusus infeksius dan non infeksius. Limbah tersebut perlu diolah sebelum dibuang ke badan air, agar tidak mencemari lingkungannya. Limbah cair tersebut diolah dengan proses biologi, yaitu menggunakan reaktor Rotary Biological Contactor (RBC) yang dioperasikan dengan menggunakan variasi kecepatan putar cakram (rpm) dan waktu detensi (td). Sebelum dilakukan penelitian, limbah cair dianalisa terlebih dahulu untuk mengetahui kadar cemarannya. Data analisa awal limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya ditunjukkanpada Tabel 4-1. sebagai berikut :
Tabel IV-1. Analisa Awal Limbah Cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya.
Par ameter Satuan Hasil
BOD mg/l 246
COD mg/l 412
TSS mg/l 1510
pH - 7,5
Sumber : Hasil Penelitian, 2013.
Hasil penelitian seeding, aklimatisasi dan pengoperasian RBC dilakukan dengan berbagai variasi yang dikerjakan sebagai berikut :
23
IV.1 Seeding dan Aklimatisasi
Seeding dilakukan untuk menumbuhkan dan mengembangbiak-kan mikroorganisme yang berasal dari limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya dibutuhkan waktu + 8 minggu. Proses seeding dilakukan dengan cara
continue pada kecepatan putar cakram 12 rpm dan menambahkan (NH2)2CO dan
KH2PO4 sebagai nutrisi. Air limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya
mempunyai konsentrasi BOD sebesar 246 mg/lt, sehingga kebutuhan nutrisi dengan perbandingan BOD : N : P = 100 : 5 : 1, maka diperoleh N (Nitrogen) = 12,3 mg/lt dan P (Posfor) = 2,46 mg/lt.
Lapisan biofilm yang terbentuk dapat dilihat secara fisik adanya lapisan lendir yang menempel pada media cakram serta adanya perubahan warna dari coklat tua menjadi coklat lebih muda, tetapi pada penelitian ini biofilm terlihat sangat tipis sekali. Setelah biofilm tumbuh terlihat seperti lendir dan berwana, maka dilakukan aklimatisasi.
Aklimatisasi merupakan tahap dimana mikroba beradaptasi dengan air limbah. Pada tahap aklimatisasi ini konsentrasi limbah tidak langsung 100 %. Hal ini dikarenakan agar mikroba tidak shock (penambahan air limbah secara tiba-tiba). Konsentrasi air limbah yang diberikan adalah 25 % air limbah yang dilakukan pengenceran, kemudian 50 %, 75 % dan 100 % limbah cair rumah sakit. Air limbah yang masuk menggantikan nutrisi yang diberikan selama proses seeding.
IV.2 Pengar uh Kecepatan Putar Cakram (r pm) dan Waktu Detensi (td) Ter hadap Penur unan Konsentr asi COD.
Proses pengolahan limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya diolah secara biologi, yaitu dengan menggunakan RBC sistem continue yang dioperasikan dengan menggunakan variasi kecepatan putar cakram (rpm) dan waktu detensi (td). Kemampuan penyisihan COD dengan menggunakan variasi kecepatan putar cakram (rpm) dan waktu detensi (td) dapat ditunjukkan pada Tabel IV.2.
Penelitian dilaksanakan di laboratorium riset teknik lingkungan, proses pengolahan limbah cair rumah sakit pada RBC dimulai dari air limbah ditampung pada bak penampung lalu dipompa ke-bak pengatur debit. Kemudian limbah dialirkan ke-RBC secara gravitasi. Limbah yang sudah dialirkan ke-RBC, diproses oleh RBC dengan cara memutar cakram dengan variasi putar 4 rpm, 6 rpm, 8 rpm, 10 rpm, dan 12 rpm. Cakram tersebut terdapat biofilm yang sudah menempel pada sekelilingnya. Kemudian pada saat berputar bagian mikroorganisme yang tercelup air akan menguraikan zat organik yang terlarut dalam air. Pada saat kontak dengan udara biomassa akan mengadsorbsi oksigen, sehingga akan tercapai kondisi aerobik dengan variasi waktu detensi 1 jam, 1,5 jam, 2jam, 2,5 jam, dan 3 jam. Limbah yang telah diolah dialirkan secara gravitasi pada clarifier, untuk pengendapan flok – flok kemudian dialirkan secara gravitasi ke-bak effluent. Dari bak effluent limbah yang sudah diolah tersebut di recycle kembali sebesar 0,2 dan dialirkan pada bak reaktor RBC agar mendapatkan hasil yang maksimal. Pengambilan sample dilakukan pada menit 0 (t0), menit 10 (t10), dan menit 20 (t20) pada bak effluent.
25
Tabel 4-2. Pengaruh Kecepatan Putar Cakram (rpm) dan Waktu Detensi (td) Terhadap Persen (%) Penyisihan COD.
Sumber : Hasil Penelitian, 2013.
Gambar 4-1. Hubungan antara efisiensi penurunan COD terhadap kecepatan putar cakram (rpm) pada berbagai variasi waktu detensi (td).
Dari gambar 4-1. dapat dilihat pengaruh kecepatan putar cakram (rpm) terhadap persen penurunan COD limbah cair rumah sakit umum Haji, Surabaya dengan menggunakan RBC. Persen penyisihan COD terbesar limbah cair rumah sakit umum Haji Surabaya adalah pada 4 rpm sebesar 91,74 % pada waktu detensi 3 jam. Apabila kecepatan putar cakram dinaikkan menjadi 6 rpm, 8 rpm, 10 rpm dan 12 rpm maka persen penyisihan COD mengalami penurunan menjadi 91,26 %, 90,53 %, 82,52 %, dan 73,54 %. Hal ini menunjukkan semakin lama waktu tinggal limbah cair di dalam reaktor RBC, maka kemapuan penyisihan COD oleh bakteri semakin meningkat. Dikarenakan terjadi kontak yang lama antara limbah cair dengan bakteri yang menempel pada biofilm yang ada.
Menurut penelitian Sayekti, dkk (2010), studi efektifitas penurunan kadar BOD, COD, dan NH3 pada limbah cair rumah sakit menggunakan Rotating
Biological Contactor. Variasi yang digunakan adalah kecepatan putaran disc, yaitu 2 rpm dan 5 rpm serta luas area terendam disc, yaitu 40% dan 70%. Sedangkan sampel yang digunakan adalah air limbah Rumah Sakit Umum Daerah Kepanjen Malang. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa variasi yang paling efektif dalam menurunkan kadar BOD, COD, dan NH3 adalah dengan kecepatan putaran disc
2 rpm dan luas area terendam disc 70% dengan input sampel limbah berbeda untuk setiap variasi percobaan. Prosentase penurunan tertinggi adalah 96,681% untuk BOD, 97,373% untuk COD, dan 96,124% untuk NH3. Sedangkan prosentase penurunan
terendah adalah 54,337% untuk BOD, 55,746% untuk COD, dan 72,727% untuk NH3. Kecepatan putaran 2 rpm memberikan prosentase penurunan yang lebih besar
dari pada kecepatan putaran 5 rpm. Hal ini menunjukkan dalam penelitian untuk model Rotating Biological Contactor ini lebih efektif menggunakan kecepatan putaran 2 rpm. Hal ini dikarenakan apabila kecepatan putaran lebih besar (5 rpm) proses pembentukan lapisan mikroorganisme pada permukaan media RBC akan menjadi kurang optimal karena waktu kontak antara biofilm dengan air limbah maupun udara kurang.
27
Fungsi cakram selain sebagai tempat media pertumbuhan mikroorganisme melekat berbentuk biofilm, berfungsi juga sebagai transfer oksigen dari udara ke larutan (air limbah). Semakin banyak jumlah disc (cakram) yang digunakan maka semakin banyak luas bidang kontak antara biofilm dengan oksigen dan semakin maksimal penyisihan COD dan BOD terhadap air limbah.
Pada saat cakram berputar, sebagian biomassa yang terendam limbah cair akan menguraikan zat organik yang terlarut dalam limbah cair sekaligus memindahkan oksigen yang sudah terdifusi di lapisan biofilm bagian atas ke dalam limbah cair. Sedangkan pada saat cakram berada di atas permukaan air, efektifitas kinerja mikroorganisme akan lebih tinggi, karena disana terletak lapisan air yang mempunyai kadar oksigen yang tinggi. Lapisan biofilm yang telah kontak dengan oksigen akan masuk ke dalam cairan dan akan meningkatkan kadar oksigen yang terlarut dalam limbah cair, sehingga akan menambah sirkulasi oksigen terlarut di dalam limbah cair dan akan menjaga konsentrasi oksigen terlarut menjadi relatif seragam dalam air. Bakteri memerlukan oksigen terlarut untuk mendegradasi senyawa organik guna mendapatkan energi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan.
menjadi 68,90 % dan 65,68 %. Pada rasio resirkulasi 0,25; 0,50; dan 0,75 terjadi kenaikan persen persen penyisihan BOD limbah cair. Hal ini dikarenakan pada rasio resirkulasi yang kecil debit yang dikembalikan juga relatif rendah maka semakin kecil debit yang dikembalikan semakin lama waktu tinggal limbah cair dalam reaktor RBC, sehingga kemampuan penyisihan BOD oleh bakteri semakin meningkat karena terjadi kontak yang lama antara limbah cair dengan bakteri yang menempel pada biofilm yang ada. Mekanisme kontak tesebut dapat ditunjukkan pada transfer oksigen pada limbah cair dan lapisan film atau lendir yang menempel pada permukaan cakram. Pada saat cakram berputar sebagian biomassa yang terendam limbah cair akan menguraikan zat organik yang terlarut dalam limbah cair sekaligus akan kontak dengan oksigen terlarut yang berada dalam limbah cair. Sedangkan pada saat cakram kontak sengan udara, biomassa akan mendapatkan transfer oksigen bebas yang ada di udara. Lapisan biofilm yang telah kontak dengan oksigen akan masuk ke dalam limbah cair dan akan mengembalikan cairan yang tinggi oksigen kedalam reaktor, sehingga akan menembah sirkulasi oksigen terlarut di dalam limbah cair dan akan menjaga konsentrasi oksigen terlarut menjadi relatif seragam dalam limbah cair. Peristiwa tersebut menyebabkan semakin bertambah tebal lapisan lendir pada permukaan media, maka penyisihan BOD semakin besar pula. Pada waktu tinggal yang singkat bakteri belum secara penuh melakukan kerjanya, maka kesempatan bakteri untuk mengambil substrat kurang berjalan dengan baik sehingga kemampuan bakteri dalam penyisihan BOD belum terserap dengan baik pula.
Sedangkan hasil efisiensi penyisihan kadar COD terkecil pada 12 rpm pada td 1 jam sebesar 38,10 %. Kenaikan persen penyisihan secara perlahan mulai terjadi pada 10 rpm, 8 rpm, 6 rpm, dan 4 rpm dengan penyisihan COD sebesar 41,01 %, 42,96 %, 46,60 %, dan 49,51 %. Hal ini dikarenakan faktor udara yang kurang memadai, mengingat penelitian dilakukan di dalam ruangan. Udara dalam ruangan tersebut tidak dapat mendesak masuk ke dalam air limbah sehingga proses transfer
29
oksigen tidak berjalan maksimal. Serta disebabkan mikroba mengalami fase jenuh ditandai dengan banyaknya biofilm yang sloughing atau terkelupas.
Menurut penelitian Novembrianto (2010), Pengolahan Air Limbah Pabrik Gula candi Baru Sidoarjo Menggunakan Rotating Biological Contactor dengan variasi yang digunakan adalah kecepatan putar cakram, yaitu 4 rpm, 6 rpm, 8 rpm, 10 rpm dan 12 rpm serta Konsentrasi COD influent 260mg/lt, 330mg/lt, 410mg/lt, 510mg/lt dan 640 mg/lt. Parameter yang diteliti adalah BOD dan COD. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa variabel yang paling efektif dalam meremoval COD adalah dengan kecepatan putar cakram 4 rpm dan 6 rpm dengan konsentrasi COD influent 260 mg/lt. Penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa variabel yang paling efektif dalam meremoval BOD adalah dengan kecepatan putar cakram 4 rpm dengan konsentrasi BOD influent 150 mg/lt. Efisiensi penurunan teringgi adalah 87,69 % untuk COD dan 88,00 % untuk BOD. Bila kecepatan putar cakram terlalu cepat maka akan menyebabkan waktu tinggal biofilm dalam air limbah menjadi cepat waktunya, sehingga proses degradasi bahan organik belum sempurna. juga menunjukkan semakin cepat kecepatan putar cakram yang diberikan pada proses tersebut maka kemampuan penurunan COD menjadi kecil karena udara lebih sedikit masuk kedalam biofilm yang digunakan sebagai sirkulasi udara pada mikroba.
IV.3 Pengar uh Kecepatan Putar Cakram (r pm) dan Waktu Detensi (td) Ter hadap Penur unan Konsentr asi TSS.
Tabel 4-3. Pengaruh Kecepatan Putar Cakram (rpm) dan Waktu Detensi (td) Terhadap Persen (%) Penyisihan TSS.
Sumber : Hasil Penelitian, 2013.
Gambar 4-2. Hubungan antara efisiensi penurunan TSS terhadap kecepatan putar cakram (rpm) pada berbagai variasi waktu detensi (td).
0
31
Dari Gambar 4-2. di atas dapat dilihat bahwa persen penyisihan TSS limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya yang terbesar terletak pada 4 rpm dengan waktu detensi 3 jam, yaitu sebesar 94,70 %. Bila kecepatan putar cakram di naikkan menjadi 6 rpm, 8 rpm, 10 rpm, dan 12 rpm maka persen penyisihan TSS limbah cair cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya mengalami penurunan sebesar 93,37 %, 91,39 %, 89,40 % dan 86,09 %.
Persen penyisihan terkecil terletak pada 12 rpm dengan waktu detensi 1 jam, yaitu sebesar 42,38 %. Kenaikan persen penyisihan TSS secara perlahan pada 10 rpm, 8 rpm, 6 rpm, dan 4 rpm yaitu sebesar 52,98 %, 54,96 %, 61,58 %, dan 69,53 %.
IV. 4 Pengar uh Per tumbuhan Ba kter i Pada Media Cakram Ter hadap
Penyisihan COD dan TSS.
Penyisihan beban organik limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya dilakukan pada saat biofilm tumbuh dan menempel pada seluruh permukaan cakram. Biofilm tersebut berfungsi mengembalikan oksigen ke dalam air limbah setelah mendapatkan transfer oksigen bebas yang ada di udara. Oksigen tersebut digunakan oleh bakteri untuk proses oksidasi bahan organik sekaligus untuk menjaga agar air limbah dalam reaktor tetap kondisi aerob.
Ketebalan biofilm pada 3 stage sangat tipis sekali, dan hampir tidak terlihat, karena kandungan zat organik limbah cair Rumah Sakit Umum (RSU) Haji Surabaya masih relatif kecil. Menurut Yanti (2008), apabila biofilm mencapai ketebalan maksimal, oksigen yang terdifusi tidak dapat dikonsumsi, maka oksigen tidak dapat mencapai penetrasi secara penuh, sehingga pada bagian permukaan media akan berada pada kondisi anaerobik. Pada saat biofilm mencapai ketebalan, beban organik yang diadsorb dapat diuraikan bakteri namun tidak mencapai bakteri yang berada di permukaan cakram. Sehingga biofilm tersebut akan terlepas dari cakram. Air limbah akan ikut melepas dan mendorong biofilm keluar. Setelah itu lapisan biofilm baru akan mulai tumbuh. Selain sebagai transfer oksigen, fungsi cakram adalah sebagai media tempat pertumbuhan mikroorganisme melekat berbentuk biofilm. Sehingga semakin banyak cakram yang terdapat dalam reaktor RBC semakin maksimal penyisihan COD dan TSS terhadap limbah cair rumah sakit. Jumlah cakram dalam reaktor RBC disesuaikan dengan volume reaktor RBC.
Agar air limbah tetap dalam kondisi aerob diperlukan kecepatan putar cakram yang memadai. Hal ini dikarenakan apabila kecepatan putar cakram terlalu lambat, kondisi air limbah menjadi anaerob, sebab transfer oksigen kurang berjalan
33
maksimal. Apabila kecepatan putaran cakram terlalu cepat biofilm akan terlepas dari cakram. Karena biofilm bergesekan dengan air limbah.
34 V.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, beberapa kesimpulan yang didapatkan adalah :
1. Efisiensi penurunan COD yang terbesar adalah 91,74 % pada kecepatan putar cakram 4 rpm dengan waktu detensi 3 jam. Sedangkan efisiensi penurunan COD terkecil adalah 38,10 % pada kecepatan putar 12 rpm dengan waktu detensi terkecil yaitu 1 jam. Efisiensi penurunan TSS yang terbesar adalah 94,70 % pada kecepatan putar cakram 4 rpm dengan waktu detensi paling besar, yaitu 3 jam. Sedangkan efisiensi penurunan TSS terkecil adalah 42,38 % pada kecepatan putar 12 rpm dengan waktu detensi 1 jam.
2. Periode kecepatan putar cakram menunjukkan semakin lama waktu tinggal limbah cair di dalam reaktor RBC, maka kemapuan penyisihan COD dan TSS oleh bakteri semakin meningkat. Dikarenakan terjadi kontak yang lama antara limbah cair dengan bakteri yang menempel pada biofilm yang ada.
V.2 Sar an
Berdasarkan hasil yang didapatkan dari penelitian ini, maka saran yang diberikan adalah :
1. Pada penelitian ini hanya memakai 30 cakram dengan 3 stage, maka disarankan untuk penelitian selanjutnya dapat memakai lebih dari 30 cakram untuk memberikan effluent yang lebih maksimal.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Bab II Tinjauan Pustaka.
www.repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28031. (diakses 22 November 2012).
Anonim. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan (2001), Bab 5
Pengolahan Limbah Industri Farmasi dan Rumah Sakit.
www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuPetnisLimblH/05RHMSKT/BAB5/
pdf. (diakses 22 November 2012).
Aladin, Andi, (2009), “ Penentuan Ratio Optimum Campuran CPO : Batu Bara dalam Desulfurisasi dan Deashing Secara Flotasi Sistem Kontinyu”, jurnal Rekayasa Proses, Vol. 3, No. 2, Program Studi Magister Teknik Kimia, Program Pascasarjana Universitas Muslim Indonesia, Makasar.
Ayuningtyas, D.R. (2009), Proses Pengolahan Limbah Cair di RSUD Dr. Moewardi Surakarta, Laporan Khusus, Program D-III Hiperkes dan Keselamatan Kerja, Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Direktorat Jenderal Pelayanan, Direktorat Instalasi Medik (1993), Pedoman Pemeliharaan Instalasi Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit, Jakarta.
Departemen Kesehatan Republik Indonesia (2004), Persyaratan Kesehatan
Lingkungan Rumah Sakit, Keputusan Menteri Kesehatan
Djaja dan Maniksulistya. (2006). “Gambaran Pengolahan Limbah Cair Di Rumah Sakit X Jakarta Februari 2006”, Makara, Kesehatan, Vol 10, No 2, Dsember 2006: 60-63, Departemen Kesehatan Lingkungan, Fakultas Kesehatan Masyarakat, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia.
Estiningsih, I.K., Mifbakhudin, (2007), “Pengaruh Lumpur Aktif dan Waktu Kontak Terhadap Penurunan Kadar BOD Limbah Cair Rumah Sakit”, Jurnal Litbang Universitas Muhammadiyah Semarang, Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Muhammadiyah, Semarang.
Evy, dkk. (2013), “Penurunan COD, TSS, dan Minyak Lemak Pada Limbah Cair Pencucian Mobil dengan Unit Pengolahan Trickling Filter (Studi Kasus
Limbah Cair Pencucian Mobil “The Auto Bridal”, Malang)”, Progdi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perncanaan Institut Teknologi Nasional Malang.
Ginting Perdana, (2007), Sistem pengolahan Lingkungan dan Limbah Industri, Bandung.
Metcalf and Eddy, (2003), ”Wastewater Engineering Treatment and Reuse,
4th Edition, McGraw-Hill, New York.
Muljadi, dkk. (2005), “ Penurunan Kadar BOD Limbah Cair Secara Proses Biologi dengan Tipe Rotating Biological Kontaktors (RBCs)”, Ekuilibrium, Vol. 4, No. 2, Desember 2005, hal 52 – 57, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret.
Novembrianto, Rizka, (2010), “Pengolahan Limbah Pabrik Gula dengan Menggunakan Rotating Biological Contactor (RBC)”, Skripsi, Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – UPN “VETERAN” JATIM, Surabaya.
Nuraini Yuniar, (2011), Bangunan pengolahan Air Buangan Industri Penyamakan Kulit, Tugas Perencanaan, Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – UPN “VETERAN” JATIM, Surabaya.
Nurdijanto, dkk, (2011). “Rancang Bangun dan Rekayasa Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit (Studi Kasus Rumah Sakit Kristen Tayu, Pati)”, Program Magister Ilmu Lingkungan Universitas Diponegoro, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
Prayitno, (2011). “Teknologi Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit”, J-PAL, Vol.1, No.2, Februari 2011, hal. 72-139, Program Doktor Kajian Lingkungan dan Pembangunan Universitas Brawijaya, Malang.
Qasim, SR, (2000), “Water Work Engineering Planning, Design and Operator”, Edward M. Motley, Guang Zhu, Texas.
Reynold, Richards, (1996), “Unit Operation and Processes in Environmental Engineering”, 2th Edition, PNS Publishing Company, Boston.
Said Idaman Nusa, (2005), “Pengolahan Air Limbah Dengan Sistem Reaktor Biologis Putar (Rotating Biological Contactor) dan Parameter Desain”. JAL Vol.1, No.2, 2005, Kelompok Teknologi Pengelolaan Air Bersih dan Limbah Cair, Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan, BPPT.
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
Wahyudi dan Jupantara D., (2004), “ Studi Simulasi sedimentasi Akibat Pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya”, Jurnal Teknologi Kelautan, Vol. 8, No. 2, Juli 2004, hal 74 – 85, Jurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknik Kelautan ITS, Surabaya.
Yanti, (2008), “Pengolahan Limbah Cair Domestik Dengan Menggunakan RBC”, Skripsi, Teknik Lingkungan UPN ”Veteran” Jawa Timur, Surabaya.
