BAB VI
PENGOLAHAN AIR LIMBAH
RUMAH TANGGA SKALA
INDIVIDUAL
VI.1 PENDAHULUAN
Masalah pencemaran lingkungan di kota besar misalnya di Jakarta, telah menunjukkan gejala yang cukup serius, khususnya masalah pencemaran air. Penyebab dari pencemaran tadi tidak hanya berasal dari limbah industri, tetapi juga yang tidak kalah memegang andil baik secara sengaja atau tidak sengaja adalah masyarakat kota itu sediri, yakni akibat air buangan rumah tangga yang jumlahnya makin hari makin besar yang sejalan dengan perkembangan penduduk. Ditambah lagi dengan kurang baiknya sistem sanitasi lingkungan yang ada, menyebabkan proses pencemaran air sungai maupun pencemaran air tanah dangkal bertambah cepat.
Hasil pemantauan yang dilakukan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkotaan dan Lingkungan (P4L) DKI Jakarta terhadap kualitas air tanah dangkal di wilayah Jakarta, diketahui bahwa sebagian besar contoh yang diperiksa telah tercemar oleh zat -zat kimia antara lain zat organik, amonia, dan sebagian telah tercemar oleh bakteri E. Coli yang berasal dari buangan tinja.
Kondisi kualitas air tanah dangkal di wilayah DKI Jakarta dapat dilihat pada Gambar VI.1 sampai demgan Gambar V.3. Dari hasil pemantauan tersebut dapat diketahui bahwa sebagian besar air tanah dangkal di Jakarta telah mengalami pencemaran. Adanya amonia dan bakteri coli dalam air tanah dangkal dengan konsentasi yang cukup tinggi , menunjukkan gejala adanya pencemaran oleh buangan rumah tangga (tinja). Hal ini adalah akibat langsung dari buruknya sistem sanitasi yang ada. Sebagai contoh misalnya, sistem tangki septik yang umum digunakan oleh masyarakat adalah tangki septik dengan sistem resapan yang bahkan sering kurang memenuhi syarat teknis. Dengan semakin sempitnya lahan maka sistem resapan ini tidak layak lagi digunakan, sehingga air limbah yang meresap ke dalam tanah masih mengandung konsentrasi polutan yang tinggi. Pencemaran bakteriologis terhadap terhadap air tanah dangkal secara potensial juga dapat disebabkan oleh pebuangan tinja sistem kakus cubluk ( Kusnoputranto, 1983).
Hal ini dapat terjadi karena umumnya masyarakat kurang memahami cara merancang tangki septik yang memenuhi syarat teknis yang baik, sehingga masyarakat membuat tangki septik
Gambar VI.2 Distribusi konsentrasi Ammonia di wilayah DKI Jakarta.
seadanya dan dibuat asal tidak cepat penuh tanpa memperhatikan syarat teknis yang baik. Lebih-lebih lagi untuk daerah yang muka air tanahnya tinggi, sering masalah tangki septik ini menjadi persoalan yang cukup rumit.
Bab ini membahas salah satu sistem alat pengolah air limbah rumah tangga skala individual “ Tangki Septik Filter Up Flow” yang cocok digunakan untuk daerah yang berpenduduk padat atau untuk daerah yang muka air tanahnya cukup tinggi misalnya daerah pantai atau rawa.
VI.2 TUJUAN DAN METODA PENELITIAN
Tujuan studi yakni melakukan percobaan pengolahan air limbah rumah tangga secara individual (on site treatment) dengan menggunakan tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow".
Penelitian pengolahan air limbah rumah tangga secara individual ini dilaksanakan dengan cara membuat proto-tipe tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow", sedangkan air limbah rumah tangga yang diolah yakni air limbah berasal dari : toilet (tinja, air kencing dan air bilasan), buangan air dari dapur dan kamar mandi. Percobaan dilakukan untuk mengetahui pengaruh volume filter terhadap efisiensi pengolahan dengan cara menganalisa air limbah sebelum dan sesudah diolah.
VI.3 SISTEM TANGKI SEPTIK FILTER UP FLOW
Prinsip kerja tangki septik dengan filter "up flow" ini pada
dasarnya sama dengan tangki septik biasa, yakni terdiri dari bak pengendap, ditambah dengan suatu filter yang diisi dengan kerikil atau batu pecah. Penguraian zat zat organik yang ada dalam air limbah atau tinja dilakukan oleh bakteri anaerobik. 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 atas ke bawah.
Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter
yang akan menguraikan zat-zat organik yang belum sempat terurai di tangki septik (bak pengendap). Air luapan dari filter dapat dibuang langsung ke sungai atau diresapkan kedalam tanah. Skema tangki septik dengan filter up flow seperti terlihat pada Gambar VI.4 .
Filter "Up Flow" ini mempunyai 2 fungsi yang menguntungkan dalam proses pengolahan air buangan rumah tangga secara individual yakni :
Pertama :
Adanya air buangan yang melalui media kerikil yang terdapat pada filter lama kelamaan mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang menyelimuti kerikil atau yang disebut juga biological film. Air buangan yang masih mengandung zat organik yang belum teruraikan pada tangki setik bila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis. Efisiensi filter 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 konsentarasi padatan tersuspensi atau suspended solids (SS) dan konsentrasi total nitrogen dan posphor.
Kedua
Bak filter juga berfungsi sebagai media penyaring bagi buangan yang melalui media ini. Sebagai akibatnya, air buangan yang mengandung suspended solid dan bakteri E. coli setelah melalui filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efisiensi penyaringan akan sangat besar karena dengan adanya filter up flow yakni penyaringan dengan sistem aliran 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 tangki septik dengan filter up flow ini juga cocok digunakan untuk daerah-daerah yang muka air tanahnya tinggi, misalnya untuk daerah pantai atau rawa.
VI.3.1 KRITERIA PERENCANAAN BAK
PENGENDAP
Perencanaan pembangunan bak pengendap harus memenuhi persyaratan tertentu antara lain :
Bahan banguan 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) 1 s/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 antara 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.
VI.3.2 KRITERIA PERENCANAAN FILTER "UP
FLOW"
Untuk merencanakan filter "Up Flow" harus memenuhi
beberapa persyaratan yakni :
Media filter terdiri dari kerikil atau batu pecah 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).
VI.4 PERCOBAAN
Lokasi percobaan terletak di desa Semplak, Bogor, di halaman rumah salah seorang penduduk. Air limbah yang diolah yakni air limbah rumah tangga yang berasal dari toilet (kakus), kamar mandi dan air bekas cucian baju dan cucian dapur. Debit air
limbah yang diolah sekitar 1 - 1,5 M3 per hari atau melayani 5 - 10
orang.
Alat pengolah air limbah yang digunakan yakni septik tank yang dilengkapi "Up Flow Filter", terdiri dari bak pengendap dan filter yang diisi dengan kerikil atau batu pecah.
Spesifikasi Alat adalah sebagai berikut :
Spesifikasi Bak Pengendap :
Jumlah Ruang Bak Pengendap = 2 buah.
Volume Efektif Bak Pengendap = 3,2 M3.
Volume Efektif Ruang I = 2 M3 (60 %)
Volume Efektif Runag II = 1,2 M3 (40 %)
Kedalaman Air = 1,35 M
Waktu Tinggal (total) = 2 - 3 hari
Spesifikasi Filter "Up Flow" :
Jumlah filter 4 buah yakni 1 (satu) buah filter dengan volume
kerikil 0,63 M3 dan 3 (tiga) buah filter dengan volume kerikil masing-masing 0,114 M3, yang dipasang seri.
Gambar penampang tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow" seperti terlihat pada Gambar VI.5.a dan Gambar VI.5.b
VI.4.1 PROSES PENGOLAHAN
Air limbah dari toilet (tinja dan air pembilas), kamar mandi
dan air bekas cucian dialirkan ke bak pengendap (septik tank). Di dalam bak pengedap ini kotoran padat (suspended organic) akan terurai secara anaerob menjadi bentuk yang larut dalam air dan yang tak terurai akan menjadi lumpur yang akan mengendap di dasar bak pengendap. Air limpasan dari bak pengendap I dialirkan ke bak pengendap II, kemudian dari bak pengendap II air limbah dialirkan ke filter yang berisi kerikil dengan aliran dari bawah ke atas (Up Flow). Selanjutnya air limpasan dari filter dibuang ke sungai atau saluran umum.
Setelah 1 - 2 minggu operasi, pada permukaan media filter tumbuh lapisan film mikro-organisme. Mikro-organisme inilah yang akan meng-uraikan zat organik yang belum sempat terurai di bak pengendap. Dengan adanya filter ini efisiensi pengolahan menjadi bertambah besar.
Beberapa parameter air limbah dan air olahan yang diperiksa yakni BOD, COD, Suspended Solid (SS), Total Nitrogen (T-N), Detergent (MBAS) dan Total Coli.
Pengambilan contoh air hasil olahan, dilakukan dengan
mengambil air limpasan masing-masing filter. Hal ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh volume filter (kerikil) terhadap efisiensi pengolahan.
VI.4.2 HASIL PERCOBAAN
Setelah proses pengolahan berjalan selama 2 minggu,
tumbuh lapisan mikro-organisme yang menempel pada permukaan media filter (kerikil). Dan setelah proses pengolahan berjalan selama satu bulan pada media filter tersebut berkembang biak pula cacing- cacing kecil dan mikro-orgnisme air lainnya.
Dengan adanya lapisan film biologi (microbial film), cacing dan mikro-organisme lainnya maka zat organik dalam air limbah yang belum sempat terurai dalam bak pengendap (tangki septik) dapat terurai lebih lanjut oleh mikro-organisme yang menempel pada permukaan kerikil (media filter).
Dari hasil pemeriksaan beberapa contoh air limbah
sebelum dan sesudah diolah , pengolahan air limbah rumah tangga secara individual dengan menggunakan tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow" ini dapat menurunkan konsentrasi BOD, COD, SS, Total Nitrogen, Detergen (MBAS) dan Total Coli.
Hasil percobaan secara lengkap seperti terlihat pada
Gambar VI.6 sampai dengan gambar VI.11. Dari hasil tersebut terlihat bahwa efisiensi pengolahan tergantung dari volume media filter Up Flow, makin besar volume kerikil (volume filter) maka efisiensi pengolahan makin besar.
Hasil pengolahan air limbah rumah tangga dengan
menggunakan tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow" tersebut di atas, dengan debit air limbah 1,0 s/d 1,5 M3 per hari dan total volume efektif filter (kerikil) 1,062 M3, didapatkan hasil pengolahan sebagai berikut yakni efisiensi rata-rata penghilangan BOD, COD, Suspended Solid (SS), Total Nitrogen, Methylene Blue Active Substances (MBAS) sebagai parameter yang menunjukkan konsentrasi deterjen danTotal Coli masing-masing 80.9 %, 77,5 %., 86.7 %, 53 %, 54 % dan 82 %.
Dari hasil percobaan tersebut dapat dilihat bahwa dengan
alat ini dapat menghilangkan atau mengurangi kadar BOD, COD, Suspended Solid (SS) serta Bakteri Coli dengan baik yakni sekitar 80 %. Sedangkan efisiensi penghilangan detergen (MBAS) dan Total Nitrogen hanya sekitar 53 %.
VI. 5 PENUTUP
Dari hasil percobaan tersebut di atas dapat disimpulkan
bahwa :
1. Pengolahan air limbah rumah tangga secara individual dengan tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow", dapat menghilangkan atau menurunkan kadar BOD, COD, Suspended Solid (SS), Total Nitrgen (T-N), Detergen (MBAS) dan Bakteri Coli.
2. Efisiensi rata-rata penghilangan BOD, COD, SS, dan Bakteri Coli masing-masing 80,9 %, 77,5 %, 8,7 dan 82 %. Sedangkan efisiensi rata-rata penghilangan Total Nitrogen dan deterjen lebih rendah yakni masing-masing 53 % dan 54 %.
3. Secara umum, makin besar volume media filter (kerikil), maka efisiensi pengolahan makin besar.
4. Alat ini cocok digunakan untuk daerah yang muka air tanahnya tinggi, karena kualitas air hasil olahannya cukup baik dan bisa langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Di samping itu, alat ini dapat dibuat dalam bentuk paket yang kompak sesuai dengan kondisi lokasi yang ada untuk mempermudah pemasangan alat.
==//==
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous, " The Study On Urban Drainage And Waste water
Fair, Gordon Maskew et.al., " Elements Of Water Supply And Wastewater Disposal ", John Willey Aand Sons, 1971.
Fichard Feachen, " Human Feaces, Urine And Their Utilization
", Ensic Translation Committee”, MAY 1981.
Kalbermatten, J.M., Julius, D.S., Gunnerson,C.D., Amara, D.D.,
"Appropriate Technology for Water Supply And Sanitation (A Planner’s Guide)", World Bank Studies In Water Supply And Sanitation 2, 1980.
Kusnoputranto, H., I Made Jaya, "Studi Pencemaran
Bakteriologis Kakus Cubluk Terhadap Air Tanah Di wilayah Kecamatan Kebayoran Lama, Jakarta Selatan ", Fakultas Kesehatan Masyarakat UI, 1983.
Metcalf And Eddy, “ Wastewater Engineering", Mc Graw Hill,Unit : sentimeter
Gambar VI.5.a Penampang tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow" yang digunakan untuk percobaan.
Gambar VI.5.b Tangki septik yang dilengkapi dengan filter "Up Flow", tampak atas. unit : cm
0 50 100 150 200 250 300 350 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
BOD Setelah dua minggu Operasi BOD Setelah tiga minggu Operasi BOD Setelah satu bulan Operasi
BOD Setelah empat bulan Operasi
BOD Rata-rata [mg/l] Effisiensi Rata-rata [%]
KONSENTRASI BOD [mg/l] EFISIENSI RATA-RATA [%]
VOLUME KERIKIL [m3]
Gambar VI.6 Konsentrasi BOD dalam air limbah sebelum dan sesudah pengolahan serta efisiensi proses.
0 100 200 300 400 500 600 700 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Setelah dua minggu Operasi Setelah tiga minggu Operasi Setelah satu bulan Operasi
setelah empat bulan Operasi
Kons. COD Rata-rata [mg/l] Effisiensi Rata-rata [%] KONSENTRASI COD [mg/l] EF ISIENSI RAT A -RAT A [%] VOLUME KERIKIL [m3]
Gambar VI.7 Konsentrasi COD dalam air limbah sebelum dan sesudah pengolahan serta efisiensi proses.
0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Setelah dua minggu Operasi Setelah tiga minggu Operasi Setelah satu bulan Operasi
Setelah empat bulan Operasi SS Rata-rata [mg/l] Effisiensi Rata-rata [%]
KONSENTRASI SS [mg/l] EFISIENSI RATA-RATA [%]
V0LUME RATA-RATA [m3]
Gambar VI.8 Konsentrasi SS dalam air limbah sebelum dan sesudah pengolahan serta efisiensi proses.
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Setelah dua minggu operasi
Setelah tiga minggu Operasi Setelah satu bulan Opersi
Setelah empat bulan Operasi
Total - N Rata-rata [mg/l] Effisiensi Rata-rata [%] EF ISIENSI RAT A-RAT A [%] VOLUME KERIKIL [m3] TOTA L- NI TROGE N [ m g/ l]
Gambar VI.9 Konsentrasi T-N dalam air limbah sebelum dan sesudah pengolahan serta efisiensi proses.
0 5 10 15 20 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Setelah dua minggu Operasi Setelah tiga minggu Operasi Setelah satu bulan Operasi
Setelah empat bulan Operasi
MBAS Rata-rata [mg/l] Effisiensi Rata-rata [%] KONSENTRASI M BAS [m g/l] EFISIENSI RATA-RATA [%] VOLUME KERIKIL [m3]
Gambar VI.10 Konsentrasi deterjen (MBAS) dalam air limbah sebelum dan sesudah pengolahan serta efisiensi proses. 0 5 103 1 104 1.5 104 2 104 2.5 104 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Setelah tiga minggu Operasi Setelah satu bulan Operasi
Setelah empat bulan Operasi E. Coli Rata-rata [MPN/ml] Effisisensi Rata-rata [%]
KONSENTRASI E. COLI [MPN/ml]
EFISIENSI RATA-RATA [%]
VOLUME KERIKIL [m3]
Gambar VI.11 Konsentrasi bakteri E.Coli dalam air limbah sebelum dan sesudah pengolahan serta efisiensi
Kondisi air limbah di dalam bak pengendap atau bak pengurai pertama.
Lubang kontrol pada tangki septik filter "Up Flow" yang sudah beroperasi.
