UNIVERSITAS UDAYANA
EFEKTIVITAS MODEL
UP FLOW
BIOFILTER
MULTIMEDIA FILTER DALAM MENGOLAH AIR LIMBAH
DOMESTIK PADA KEGIATAN PARIWISATA DI KAWASAN
DANAU BATUR DESA SONGAN, KINTAMANI, BANGLI
I DEWA GEDE ARI DHARMAYOGA
PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS UDAYANA
EFEKTIVITAS MODEL
UP FLOW
BIOFILTER
MULTIMEDIA FILTER DALAM MENGOLAH AIR LIMBAH
DOMESTIK PADA KEGIATAN PARIWISATA DI KAWASAN
DANAU BATUR DESA SONGAN, KINTAMANI, BANGLI
I DEWA GEDE ARI DHARMAYOGA NIM. 1220025087
PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS UDAYANA
EFEKTIVITAS MODEL
UP FLOW
BIOFILTER
MULTIMEDIA FILTER DALAM MENGOLAH AIR LIMBAH
DOMESTIK PADA KEGIATAN PARIWISATA DI KAWASAN
DANAU BATUR DESA SONGAN, KINTAMANI, BANGLI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA KESEHATAN MASYARAKAT
I DEWA GEDE ARI DHARMAYOGA NIM. 1220025087
PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KEDOKTERAN
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
PujiS yukur penulis panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian yang berjudul “Efektivitas Model Up Flow Biofilter Multimedia Filter Dalam
Mengolah Air Limbah Domestik Pada Kegiatan Pariwisata Di Kawasan
Danau Batur Desa Songan, Kintamani, Bangli” tepat pada waktunya.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian usulan penelitian ini antara lain:
1. Bapak dr. I Made Ady Wirawan, MPH, Ph.D Selaku ketua Program Studi Kesehatan Masyarakat Fakutas Kedokteran Universitas Udayana.
2. I Gede Herry Purnama, S.T., M.T., M.IDEA selaku Kepala Bagian Kesehatan Lingkungan.
3. Sang Gede Purnama, SKM. M.Sc. selaku Pembimbing usulan penelitian yang telah banyak memberikan bimbingan, bantuan, serta masukan untuk penulis selama penyusunan usulan penelitian ini.
4. dr. I Wayan Artawan Eka Putra, M.Epid selaku dosen pembimbing akademis Program Studi Kesehatan Masyarakat Fakultas Kedokteran Universitas Udayan
5. Bapak/ibu dosen dan staff PSKM Fakultas Kedoteran Universitas Udayana
6. Manager Oprasi dan staf Resot Toya Devasya, atas dukunganya dalam membantu kelengkapan data-data untuk penelitian ini.
vi
8. Sahabat, dan teman – teman penulis di Program Studi Kesehatan Masyarakat Fakultas Kedokteran Universitas Udayana yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu atas bantuan dan dukungannya dalam membuat dan menyelesaikan penelitian ini.
kesalahan dalam penyampaian dan penulisan usulan penelitian ini, semoga usulan penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi diri kami sendiri dan pihak yang lain.
Denpasar, 11 Juli 2016
vii
EFEKTIVITAS MODEL UP FLOW BIOFILTER MULTIMEDIA FILTER DALAM MENGOLAH AIR LIMBAH DOMESTIK
PADA KEGIATAN PARIWISATA DI KAWASAN DANAU BATUR DESA SONGAN, KINTAMANI, BANGLI
ABSTRAK
Biofilter merupakan reaktor pengelolaan limbah dengan memanfaatkan proses biologis sebagai upaya dalam menyediakan area tempat bakteri atau mikroorganisme berkembang biak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas, pemanfaatan matrial lokal vulkanik dan arang kayu sebagai media dalam rancangan multi media biofilter up flow dalam mengolah limbah domestik Resort Toya Devasya.
Penelitian ini menggunakan disain penelitian kuasi eksperimental. Dengan bentuk Posttest Only Kontrol Group Design dan menggunakan rancangan percobaan media uji biofilter up flow pada penelitian ini dibagi menjadi empat kelompok, yaitu satu sebagai reactor V (vulkanik) dan tiga kelompok perlakuan yang dikoposisikan (A, B, dan C). Sedangkan inlet sebagai kontrol. Analisis data dilakukan dengan analisis efektivitas melalui perbedaan parameter air limbah sebelum pengolahan dan sesudah pengolahan. Data disajikan dalam bentuk chart dan interpretasi.
Hasil penelitan menunjukan bahwa efektivitas reaktor pada parameter TSS reaktor A 93,19%, B 93,19%, dan C 95,74%, efktivitas nilai parametr DO untuk reaktor A 80,56%, B 77,99%, dan C 80,89%. Efektifitas tertinggi terdapat pada reaktor V dengan nilai parameter TSS; 96,92% dan DO; 92,19%. Dengan demikian sistem pengolahan limbah multimedia up flow dengan kombinasi arang tidak efektif sebagai pengolahan air limbah domestik apabila reaktor digunakan dalam jangka waktu panjang. Reaktor V apabila diterapkan dalam sekala kecil atau besar dengan jangka waktu panjang sangat efektif karena memiliki luas permukaan biofilm yang luas.
Perlu adanya perencanaan dalam pembuatan multi media biofilter skala kecil atau besar, sehingga dapat memperhitungkan jenis media filter, volume, waktu tingga limbah dan jenis limbah yang akan diolah sebagai upaya penyempurnaan sistem pengelolaan limbah yang lebih baik.
viii
THE EFFECTIVENESS OF THE MODEL UP FLOW BIOFILTER MULTIMEDIA FILTER IN PROCESSING DOMESTIC WASTEWATER IN TOURISM ACTIVITIES IN THE AREA OF LAKE BATUR, SONGAN
VILLAGE, KINTAMANI BANGLI
ABSTRACT
Biofilter is reactor waste management by utilizing biological processes in an effort to provide an area where bacteria or microorganisms proliferate. This study aims to determine the effectiveness , utilization local volcanic material and wood charcoal as the media in the draft multi-media biofilter up flow on in treating domestic waste Resort Toya Devasya.
This study uses quasi-experimental study design. In form Posttest Only Kontrol Group Design and using the experimental design of biofilter up flow which is divided into four groups, first as reactor v (volcanic) and three groups that are positioned (A, B, and C), while inlet as control. Data were analyzed by effectiveness analysis through the parameter difference of waste water before treatment and after treatment. Data is presented in the form of charts and interpretation.
The results showed that the effectiveness of the reactor parameters TSS reactor A 93,19%, B 93,19%, dan C 95,74% effectiveness parameter value DO for reactors A 80,56%, B 77,99%, and C 80.89%. The highest effectiveness contained in the reactor V with the parameter value TSS; 96,92% dan DO; 92,19%. Therefore the up flow multimedia sewage treatment system with a combination of charcoal is not effective as a domestic if the reactor are used in a long time period. Reactor V when applied in small or large scale is with a long time period is very effective because it has a surface area of biofilms.
It need for planning in the manufacture of multimedia biofilter in small or large scale, so it can take into account the type of filter media volume, time, three types of waste and sewage will be treated as a refinement of the waste management system will better.
ix
2.1.2 Keunggulan Biofilter Up Flow ... 8
2.2Pengertian Limbah Cair ... 8
2.2.1 Jenis Limbah Cair ... 10
2.2.2 Baku Mutu Limbah Usaha atau Kegiatan Perhotelan ... 12
x
2.3.1 BatuVulkanik dan Karakteristiknya ... 15
2.3.2 Material Tambahan Arang Kayu ... 19
BAB III KERANGKA KONSEP DAN DEFINISI OPERASIONAL ... 21
3.1Kerangka Konsep ... 21
3.2Hipotesis Studi ... 23
3.3Variabel dan Definisi Operasional ... 23
BAB IV METODE PENELITIAN ... 25
4.1 Kerangka Dasar Pengembangan Model ... 25
4.1.1 Rancangan Biofilter Up Flow Tipe A ... 26
4.1.2 Rancangan Biofilter Up Flow Tipe B ... 26
4.1.3 Rancangan Biofilter Up Flow Tipe C ... 26
4.1.4 Rancangan Biofilter Up Flow Vulkanik ... 27
4.2 Langkah-langkah kegiatan ... 30
4.2.1 Persiapan Penelitian ... 30
4.2.2 Pembuatan Biofilter Up Flow ... 31
4.2.3 Pengambilan Sampel Air Limbah dan Uji Sampel Tahap I ... 31
4.2.4 Pengolahan Sampel Air Limbah Domestik ... 32
4.2.5 Uji Sampel Tahap Lanjutan ... 32
4.2.6 Metode Analisis Laboratorium ... 33
4.3 Pengumpulan, Pengolahan, dan Analisis Data ... 33
4.3.1 Pengumpulan data ... 33
4.3.2 Pengolahan data ... 33
4.3.3 Analisis data ... 34
BAB V HASIL PENELITIAN ... 35
5.1 Gambaran Umum Lokasi Penelitian ... 35
5.2 Kondisi Sistem Multimedia Biofilter Up Flow ... 37
5.3 Hasil Penelitian ... 39
5.3.1 Kualitas Air Limbah Domestik Sebelum Diolah ... 39
5.3.2 Kualitas Limbah Domestik Setelah Diolah ... 40
BAB VI PEMBAHASAN ... 46
6.1Kondisi Air Limbah Domestik Resort Toya Devasya... 46
xi
6.4 Kelemahan Penelitian ... 53
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ... 54
7.1 Kesimpulan ... 54
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Baku Mutu Air Limbah Domestik ... 13
Tabel 3.1 Definisi Oprasional ... 23
Tabel 5.1 Produk Pembersih ... 37
Tabel 5.2 Nilai Parameter Air Limbah Domestik Sebelum diolah ... 39
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Batu Rhyolite ... 16
Gambar 2.2 Batu Dacite ... 16
Gambar 2.3 Batu Andesite ... 17
Gambar 2.4 Batu Basalt ... 18
Gambar 2.5 Batuan Krikil ... 18
Gambar 3.1 Kerangka Konsep Penelitian ... 21
Gambar 4.1 Kerangka Dasar pengembagan Model ... 25
Gambar 4.1 Gambar rancangan komposisi biofilter up flow ... 28
Gambar 4.2 Desain Model Biofilter Up Flow ... 29
Gambar 5.1 Nilai Parameter TSS sebelum dan sesudah diolah selama 5 minggu .... 42
Gambar 5.2 Nilai Parameter DO sebelum dan sesudah diolah selama 5 minggu ... 43
Gambar 5.3 Nilai Parameter PH sebelum dan sesudah diolah selama 5 minggu ... 44
Gambar 5.4 Efetivitas Parameter TSS ... 45
xiv
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH
DO : Disolved Oksygen TSS : Total Suspended Solids PH : Power Of Hydrogen SDA : Sumber Daya Alam HRT : Hydraulic Retention Time mL : Mililiter
mg : Miligram
L : Liter
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Jadwal Penelitian
Lampiran 2. Surat Permohonan Observasi dan audiensi Lampiran 3. Surat Permohonan data
Lampiran 4. Surat Permohonan peminjaman laboratorium PSKM
Lampiran 5. Hasil pengujian parameter DO (Disolved Oksygen), TSS (Total Suspended Solid), dan pH (Power Of Hydrogen) perminggu
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pariwisata di Indonesia merupakan sektor yang paling penting dalam meningkatkan devisa negara. Begitu pula dengan pariwisata di Provinsi Bali yang terkenal dengan pariwisata budayanya tentu menunjang disetiap lini kehidupan masyarakatnya. Menurut data statistik tahun 2015 jumlah wisatawan mancanegara yang berkunjung ke Bali dari bulan Juni 2015 sampai bulan Juli 2015 mengalami peningkatan sebanyak 6,39 % dengan jumlah data perhitungan statistik sebesar 382.683 orang (BPS Provinsi Bali, 2015). Setiap bagian dari sektor pariwisata tersebut baik dari layanan jasa, sarana prasarana, akses jangkauan, fasilitas, maupun pengembangan potensi baru dari pariwisata itu sendiri perlu ditingkatkan. Sehingga dalam upaya mempertahankan dan meningkatkan jumlah kunjungan wisatawan domestik maupun internasional datang ke Bali dapat terealisasi dengan baik.
2 memperoleh sumber kehidupan bagi masyarakat sekitar baik dalam pertanian, perikanan, dan industri pariwisata
Peningkatan potensi pariwisata berbasis alam tersebut juga menyebabkan peningkatan yang sangat signifikan dalam hal sarana dan fasilitas wisata di sekitar Danau Batur seperti peningkatan jumlah hotel, villa, restoran, dan jasa layanan yang berkaitan dengan pariwisata tersebut. Danau Batur memiliki luas sebesar 1.667 Ha (Pokja Sanitasi, 2013) dengan fasilitas pendukung pariwisata tercatat sebanyak 22 buah usaha yang meliputi hotel melati I dan II, pondok wisata, dan villa, sedangkan untuk restoran dan rumah makan berjumlah 38 buah (Handayani, et al 2011).
Berbicara tentang perkembangan fasilitas pariwisata seperti hotel, villa, restoran, pondok wisata, dam lainnya. Diharapkan mampu meningkatkan perekonomian, kesejahteraan, dan tingkat sosial masyarakat sekitar. Namun pada kenyataannya, manfaat ekonomi yang diperoleh dari sektor pariwisata sering diiringi dengan timbulnya masalah lingkungan, dimana pencemaran lingkungan akibat aktivitas pariwisata khususnya di daerah Danau Batur sudah mulai menghawatirkan. Dilihat dari laju sedimentasi yang diendapkan di Danau Batur mencapai 0,943 mm/hari, maka akan menyebabkan sedimen tersebut terakumulasi di perairan Danau Batur (Arthana, 2013).
3 Akan tetapi berdasarkan hasil pengamatan di kawasan Danau Batur masih ada beberapa penggerak pariwisata perhotelan dan restoran belum melakukan pengelolaan limbah domestik secara optimal sesuai dengan baku mutu yang telah di tetapkan. Kurangnya optimalisasi penerapan sistem pengelolaan limbah yang baik dapat menjadi dampak negatif terhadap keberlangsungan dan ekosistem Danau Batur. Berdasarkan data kualitas air Danau Batur menunjukan bahwa beberapa parameter telah melampaui baku mutu diantaranya BOD5 (8,72ppm),
NH3 (0,86 ppm), dengan volume limbah hotel dan restotan sebesar 4.595 m3 per
tahun (Handayani et al, 2011). Danau Batur merupakan perairan yang bersifat tertutup tanpa ada jalur air yang keluar dari kawasan danau, sehingga cenderung meningkatan sedimentasi sangat cepat. Beberapa masalah yang dapat ditimbulkan oleh buangan limbah cair domestik antara lain : (a) merusak keindahan/estetika, karena pemandangan menjadi tidak sedap dan berbau busuk; (b) menimbulkan kerusakan lingkungan; (c) merusak dan membunuh kehidupan di dalam air; dan (d) membahayakan kesehatan. Masuknya air limbah domestik ke dalam lingkungan perairan akan mengakibatkan perubahan-perubahan besar dalam sifat fisika, kimia, dan biologis perairan tersebut seperti suhu, kekeruhan, konsentrasi oksigen teralrut, zat hara, dan produksi dari bahan beracun. Tingkat dan luas pengaruh yang ditimbulkan terhadap organisme perairan tersebut sangat tergantung dari jenis dan jumlah bahan pencemar yang masuk ke perairan (Santoso, 2014).
4 flow dengan kombinasi pemanfaatan material lokal yang mudah di peroleh seperti
batu vulkanik, kerikil vulkanik, dan arang kayu. Metode ini menggunakan bahan yang ada di lingkungan sekitar sehingga lebih murah dan mudah. Namun demikian metode ini belum pernah dilakukan pengujian sebelumnya.
Pengaplikasian multimedia filter dalam model biofilter up flow diharapkan metode ini akan menghasilkan alternatif yang bermanfaat bagi lingkungan. Biofilter up flow berfungsi sebagai media penyaring air limbah sebelum dibuang ke badan air. Melalui media ini, sebagai akibatnya air limbah domestik yang masuk dalam proses biofilter kandungan DO (Disolved Oksygen), TSS (Total Suspended Solid), dan pH (Power Of Hydrogen) akan berkurang konsentrasinya.
Penyaringan dengan sistem aliran dari bawah keatas akan mengurangi kecepatan partikel yang terdapat pada air buangan dan partikel yang tidak terbawa aliran keatas akan mengendap didasar bak filter. Sistem biofilter anaerob-aerob ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta tanpa membutuhkan energi. Proses ini cocok digunakan untuk pengolahan limbah dengan kapasitas yang tidak terlalu besar (Suyasa, 2015).
1.2 Perumusan Masalah
Efektivitas instalasi biofilter up flow dengan multimedia filter dalam mengolah air limbah domestik pada sarana pariwisata di kawasan Danau Batur Kecamatan Kintamani?
1.3 Pertanyaan Penelitian
5 2. Apakah terdapat perbedaan efektivitas dari media uji biofilter up flow
vulkanik (V) dengan multimedia filter yang divariasikan (Tipe A, B, dan C)? 1.4 Tujuan Studi
1.4.1 Tujuan Umum
Mengetahui efektivitas instalasi multimedia biofilter up flow dengan multimedia filter dalam mengolah air limbah domestik kegiatan pariwisata di kawasan Danau Batur berdasarkan pengurangan nilai parameter air limbah.
1.4.2 Tujuan Khusus
1. Mengetahui efektivitas multimedia biofilter up flow dalam mengolah air limbah domestik kegiatan pariwisata berdasarkan parameter DO, TSS, dan pH.
2. Apakah terdapat perbedaan efektivitas berdasarkan parameter kualitas air limbah dari media uji multimedia biofilter up flow vulkanik dengan multimedia filter yang di variasikan (Tipe A, B, dan C)?
1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1 Manfaat Teoritis
1. Dapat digunakan sebagai pembelajaran mengenai model instalasi multimedia biofilter up flow yang dapat diterapkan serta berapa efektivitasnya.
2. Dapat digunakan sebagai referensi bagi penelitian terkait pengolahan air limbah.
1.5.2 Manfaat Praktis
6 2. Meminimalisir laju sedimentasi dan pencemaran limbah domestik terhadap
lingkungan
3. Dapat membantu dalam penentuan pembangunan instalasi pengolahan air limbah domestik dan limbah cair dari jenis kegiatan lainnya, dengan pemanfaatan
sumber daya lokal.
1.6 Ruang Lingkup Studi
Studi ini, mencakup kesehatan lingkungan dalam hal ini menyangkut tindakan pencegahan dan mengendalikan pencemaran lingkungan dari air limba dengan pemanfaatan teknologi lingkungan yang menggunakan ruang lingkup: 1. Penelitian ini mengolah limbah domestik yang dihasilkan dari salah satu
sarana pariwisata yang berlokasi di kawasan Danau Batur, Desa Songan. 2. Penelitian ini menggunakan model biofilter up flow dengan kombinasi
multimedia filter sebagai filtrasi.
3. Sekala penelitian di gunakan pada skala laboratorium.
4. Batu vulkanik yang digunakan adalah material lokal kaldera Batur.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Biofilter
Biofilter adalah reaktor biologis dengan bangun tetap (fixed bed film) dimana mikroorganisme tumbuh dan berkembang menempel pada permukaan media yang kaku misalnya plastik atau batu. Sebagai efektivitas proses biofilter sangat dipengaruhi oleh jenis serta bentuk media yang digunakan sebagai upaya dalam menyediakan area permukaan tempat bakteri atau mikroorganisme berkembangbiak mengingat peranan bakteri dalam media biofilter sangat penting. Proses biofilter mempunyai beberapa kemampuan antara lain yakni merubah ammonia menjadi nitrit dan akhirnya menjadi gas nitrogen, menghilangkan polutan organik (BOD, COD), menambah oksigen (untuk proses aerobik), menghilangkan kelebihan nitrogen dan gas insert lainnya, menghilangkan kekeruhan dan menjernihkan air, serta dapat menghilangkan bermacam-macam senyawa organik (Said and Rulasih, 2005). Penggunaan biofilter sangat efektif sebagai pengelolaan limbah dengan kadar BOD5 dan COD dengan rasio diatas 0,5
(Metcalf and Eddy, 2003)
2.1.1 Biofilter Up Flow
8 perencanaan biofilter up flow harus memenuhi beberapa persyaratan ataralain: (1) Bak biofilter terdiri dari 1 ruang atau lebih, (2) Media filter terdiri dari kerikil atau batu pecah atau bahan pelastik dengan ukuran diameter rata-rata 20-25 mm, dan ratio volume rongga 0,45. (3) Tinggi filter (lapisan krikil) 0,9-25 meter. (4) Beban hidrolik filter maksimum 3,4/m2/hari. (5) Waktu tinggal dalam filter 6-9 jam (didasarkan pada volume rongga filter).
2.1.2 Keunggulan Biofilter Up Flow
Biofilter up flow memiliki 2 keunggulan dalam proses pengolahan air buangan yaitu: (1) Adanya air limbah yang melalui media kerikil pada media biofilter lama kelamaan mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang menyelimuti kerikil atau yang disebut juga biological film. Air limbah yang masih mengandung zat organik bila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis. Makin luas kontaknya maka efisiensi penurunan konsentrasi zat organiknya (BOD5) makin besar. Selain menghilangkan BOD5
cara ini juga dapat mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi solid (SS), konsentrasi nitrogen, dan pospor. (2) Sistem biofilter up flow ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta membutuhkan energi. Proses ini cocok digunakan utuk mengolah limbah yang tidak terlalu besar (Said and wahjono, 1999).
2.2 Pengertian Limbah Cair
9 Karakteristik fisik air limbah di tentukan oleh polutan yang masuk kedalam air limbah dan memberikan perubahan fisik pada air limbah tersebut. Karakteristik tersebut adalah suhu, kekeruhan, Warna dan bau yang disebabkan oleh adanya bahan tersuspensi dan terlarut didalamnya. Penentuan derajat kekotoran air limbah sangat di pengaruhi oleh adanya sifat fisik yang mudah terlihat. Adapun sifat fisik yang penting adalah kandungan zat padat sebagai efek estetika dan kejenihan serta bau warna dan juga temperatur. (Suyasa 2015)
Warna air limbah umumnya berwarna abu-abu (grey water) atau berwarna hitam (black water). Warna abu-abu air limbah berasal dari campuran berbagai residu bahan organik dan anorganik yang menghasilkan perubahan warna pada air. Jika air limbah berwarna abu-abu (grey water) tercampur dengan sampah bahan makanan, urin, dan feses akan menghasilkan air limbah berwarna hitam (black water). Bau dari air limbah bervariasi sesuai dengan komposisinya. Bau air limbah abu-abu (grey water) umumnya berbau tengik, bau air limbah hitam (black water) berbau busuk dikarenakan adanya proses dekomposi dari urin dan feses
dalam air limbah, sedangkan bau dari air limbah industri memiliki bau spesifik yang berbeda dari air limbah lainnya. Air limbah lebih keruh dari air biasa. Kekeruhan air limbah dipengaruhi oleh padatan yang terlarut maupun padatan yang tersuspensi dalam air limbah. Air limbah abu-abu (grey water) umumnya memiliki tingkat kekeruhan yang lebih rendah dibandingkan dengan air limbah hitam (black water) dan air limbah industri (Sperling, 2007).
Karakteristik Kimia dari air limbah mengadung berbagai macam bahan organik dan anorganik, kandungan bahan-bahan tersebut mempengaruhi kualitas parameter kimia dalam air limbah yang mencakup pH, BOD5, COD, serta
10 nitrogen, dan klorida. Karakteristik Biologi dari air limbah umumnya mengandung berbagai jenis organisme yang tumbuh akibat adanya kandungan bahan organik dalam limbah sebagai bahan makanan. Jenis organisme yang umum ada di dalam air limbah yaitu bakteri, jamur, virus, maupun organisme air sejenis (Sperling, 2007).
2.2.1 Jenis Limbah Cair
Jenis limbah cair dapat berasal dari sumber cemaran air yang dapat di bagi menjadi dua yaitu (1) Sumber tertentu (point souuc) yang di bagi kembali menjadi dua jenis, limbah domestik dan limbah industri. (2) Sumber tak tertentu (non point source) terdiri dari limbah limpasan daerah pertanian dan limpasan daerah
perkotaan (Suyasa, 2015).
2.2.1.1 Limbah Industri
Air limbah industri merupakan air limbah dari berbagai kegiatan industri yang mencakup proses produksi hingga proses penunjang kegiatan industri (Spellman, 2008). Air limbah industri digolongkan menjadi dua jenis yaitu air limbah organik industri dan air limbah anorganik industri.
2.2.1.1.1 Air limbah organik industri
11 pengolahan yang efektif untuk mengolah limbah tersebut sebelum dibuang ke perairan (Hanchang, 2009).
2.2.1.1.2 Air limbah anorganik industri
Air Limbah anorganik industri merupakan air limbah yang mengandung residu berupa senyawa anorganik yang berasal dari proses produksi. Air limbah anorganik tersebut umumnya dihasilkan oleh industri logam dan industri mineral bukan logam. Air limbah yang dihasilkan industri tersebut banyak mengandung padatan terutama padatan tersuspensi. Selain padatan, air limbah tersebut juga mengandung polutan sianida, asam, dan flourida. Polutan sianida dan asam yang berasal dari proses pembakaran logam dan proses pendinginan logam, sedangkan flourida dihasilkan pada proses pemurnian logam khususnya aluminium. Oleh karena itu, air limbah anorganik memerlukan pengolahan sebelum dibuang dikarenakan sifatnya yang berbahaya dan toksik (Hanchang, 2009).
2.2.1.2 Limbah Domestik
Berdasarkan bahan-bahan residu yang terkandung dalam air limbah, air limbah domestik dibagi menjadi dua yaitu air limbah domestik abu-abu (grey water) dan air limbah domestik hitam (black water) (Stevens. 2008).
2.2.1.2.1 Air Limbah Domestik Abu-abu (Grey Water)
Grey water merupakan air limbah yang berasal dari aktivitas Mandi,
Laundry, penducian alat-alat, pencucian bahan makanan. Grey water mengandung
12 lemak, sodium, fosfor, nitrogen, garam, serta senyawa kimia yang terdapat pada deterjen, sabun, dan bahan pembersih rumah tangga lainnya. Selain bahan-bahan tersebut, grey water juga mengandung organisme penyebab penyakit seperti bakteri, protozoa, dan virus. Grey water dapat dimanfaatkan untuk penyiraman tanaman, namun jika penggunaan grey water dilakukan terus menerus akan menyebakan kelebihan bahan organik pada tanah yang berdampak pada kejenuhan bahan organik dalam tanah sehingga tanah sulit untuk ditumbuhi tanaman. Selain itu, grey water berlebih dalam tanah berisiko merusak kualitas tanah dan berisiko mencemari air tanah (Stevens. 2008).
2.2.1.2.2 Air Limbah Domestik Hitam (Black Water)
Kualitas black water ditentukan dari proporsi penyusun black water. Urin dan feses pada umumnya merupakan hasil buangan yang mengandung residu bahan kimia dan bahan toksik lainnya yang tidak diperlukan tubuh. Residu tersebut berasal dari konsumsi zat kimia dalam berbagai jenis seperti obat maupun jenis suplemen lainnya. Semakin banyak residu yang dihasilkan tubuh dan dibuang dalam bentuk urin dan feses maka semakin berbahaya black water yang dihasilkan (Tjandraatmadja and Diaper, 2006). Black water juga mengandung organisme penyebab penyakit, hormone, serta residu bahan kimia yang diekskresikan tubuh (Graaff et al, 2010).
2.2.2 Baku Mutu Limbah Domestik
13 Tabel 2.1 Baku Mutu Air Limbah Domestik
Sumber: Peraturan Gubernur Bali nomor 16 tahun 2016
2.2.2.1 DO (Disolved Oksygen)
Oksigen terlarut merupaka terlarutnya kandungan oksigen dalam di perairan yang bervariasi, kebutuhan oksigen sangat berhubungan dengan suhu, kadar logam berat yang dapat mempengaruhi sitem respirasi organisme sehingga menyebabkan kadar oksigen rendah (Suyasa, 2015). Oksigen merupakan salah satu unsur kimia yang sangat penting dalam menunjang kehidupan berbagai organisme. Oksigen dimanfaatkan oleh organisme perairan untuk proses respirasi dan menguraikan zat organik menjadi zat an-organik oleh mikro organisme. Oksigen terlarut dalam air berasal dari difusi udara dan hasil fotosintesis organisme berklorofil yang hidup dalam suatu perairan dan dibutuhkan oleh organisme untuk mengoksidasi zat hara yang masuk ke dalam tubuhnya (Nybakken, 1988). Berdasarkan Peraturan Gubernur Bali nomor 16 tahun 2016 tentang baku mutu lingkungan hidup, standar baku mutu DO berdasarkan baku mutu kelas I 6 mg/L
Parameter Satuan Kadar
DO Mg/l 6
(Baku mutu kelas I)
TSS Mg/l 100
14 2.2.2.2 TSS (Total Suspended Solids)
TSS adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat mengendap langsung. Padatan ini terdiri dari partikelpartikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen, seperti bahan organik yang terkandung dalam air limbah. Semakin banyak bahan organik yang terurai oleh aktivitas bakteri maka kualitas limbah domestik semakin baik (Romayanto et al, 2006). Berdasarkan Peraturan Gubernur Bali nomor 16 tahun 2016 tentang baku mutu lingkungan hidup, standar baku mutu TSS untuk baku mutu limbah domestik ialah 100 mg/L.
2.2.2.3 pH (Power Of Hydrogen)
15
2.3 Material IPAL ( Istalasi Pengolahan Air Limbah ) Biofilter
Media biofilter yang digunakan secara umum dapat berupa bahan material batu pecah (split), kerikil, batu marmer, batu tembikar, batu vulkanik, Arang dan lainnya. Biasanya untuk media biofilter dari bahan ini, semakin kecil diameternya luas permukaannya semakin besar, sehingga jumlah mikroorganisme yang dapat dibiakkan juga menjadi besar (Kementrian Kesehatan RI, 2011).
2.3.1 BatuVulkanik dan Karakteristiknya
Letusan eksplosifnya gunung membawa material antara lain berupa lapili dan bom vulkanik yang mengendap di sekitar kawah. Sisa dari letusan tersebut meninggalkan bekas berupa bongkahan batuan dan pasir di sekitar kawah (Nandini, 2012). Bentukan lahan asal vulkanik kaldera Batur tersusun atas batuan vulkanik seperti batuan ignimbrit, basalt, breksi vulkanik dan andesit (Badan Pengelola Gunung Api Batur, 2009). Kelompok batuan ekstrusi atau batu vulkanik terdiri dari semua material yang dikeluarkan ke permukaan bumi baik di daratan ataupun di bawah permukaan laut. Material ini mendingin dengan cepat, ada yang berbentuk padat, debu atau suatu larutan yang kental dan panas yang biasa kita sebut lava. Bentuk dan susunan kimia dari lava mempunyai ciri sendiri (Kementrian Pendidikan dan kebudayaan Republik Indonesia, 2013).
16 jenis mineral seperti alumina (Al3O2), senyawa kalsium (CaO), besi (FeO dan Fe2O3), magnesium (MgO) dan jenis senyawa lainnya. (McBirney, 2007).
Batu vulkanik selain mudah di dapatkan juga memiliki luas permukaan yang sangat tinggi sehingga sangan efektif sebagai media biofilm,dimana media biofilm berperan sebagai tempat tumbuh kembangnya bakteri. Sehingga limbah yang masuk tidak hanya dapat di endapkan namun dapat juga di degradasi oleh mikroorganisme yang menempati media biofilm. ( Morgan et al, 2008. dalam Wardiho and prihandono, 2015)
2.3.1.1 Jenis –Jenis Batu Vulkanik dan Karakteristiknya
A. Batu Rhyolite
Gambar 2.1 Batu Rhyolite
Batu Rhyolite Memiliki kandungan kimia seperti : SiO2 65-75%, Fe,Mg,Ca,K Sedang dengan suhu 650-800 0c setra memiliki kandungan gas yang tinggi dan kekentalan yang tinggi (Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, 2013)
B. Batu Dacite
17 Tekstur batu Dasit (Dacite) kasar namun tersusun atas partikel-partikel halus (Fine-grained) dengan sifat warna terang dengan kandungan mineral pemberi warna yang hampir sama dengan Batu Rhiolik. Kandungan Silikon dioksida dalam Batu Dasit sebesar 69,2 % dan kandungan alumina sebesar 15,2 % (McBirney. 2007 dan Gill. 2010).
C. Batu Andesite
Gambar 2.3 Batu Andesite
18 D. Batu Basalt
Gambar 2.4 Batu Basalt
Batu Basalt merupakan jenis batuan yang berasal dari pembekuan lava. Struktur batu basalt halus sehingga sulit mengidentifikasi secara tepat kandungan berbagai jenis kandungan mineral yang ada terutama jenis mineral yang berukuran sangat kecil dengan identifikasi mikroskopik (Gill, 2010). Batu Basalt secara umum berwarna hitam ataupun abu-abu gelap sesuai dengan kandungan mineral yang menyusun batu tersebut. Batu Basalt terutama jenis basalt tinggi alumina mengandung 49,2% silika dioksida dan 17,7% alumina (McBirney, 2007). Komposisi kimia batu basalt diantaranya SiO2 45-55%, Fe, Mg, Ca tinggi K dan Na rendah, dengan suhu 1000-12000c. Dengan tingkat kandungan dan kekentalan yang rendah. (Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, 2013)
E. Batuan Krikil
19 Kerikil yang berasal dari hasil letusan gunung berapi atau lahar dingin biasanya masih terkandung inti abu vulkanik. Abu vulkanik merupakan pozzolan alam yang banyak mengandung silika (SiO2) dan alumina (AlO3). Penggunaan pozzolan bertujuan agar kapur bebas (Ca(OH)2) yang tersisa dari reaksi hidrasi semen dan air dapat bereaksi dengan kandungan kimia yang terdapat dalam pozzolan, yaitu silika dan alumina (Barasa,2013)
Kerikil telah digunakan dalam biofilter sejak abad ke sembilan belas untuk berbagai penggunaan. Dapat dipakai baik untuk biofilter tercelup ataupun untuk trickling filter. Masih tetap digunakan untuk berbagai keperluan termasuk akuarium, akuakultur dan pengolahan air buangan rumah tangga. Kerikil bersifat inert dan tidak pecah dengan kekuatan mekanikal yang baik, serta bahan tersebut mempunyai sifat kebasahan yang baik. Secara umum diameter celah bebas sebanding dengan ukuran kerikil. Pada umumnya pertumbuhan bakteri terjadi pada bagian luar permukaan media kerikil. Hal ini akan dapat menahan nutrient dan menghambat difusi oksigen kedalam bagian dalam pori media (Kementrian Kesehatan RI, 2011).
2.3.2 Material Tambahan Arang Kayu
Arang adalah senyawa karbon armof dari bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang di perlukan secara khusus. Sebagai adsorben berkarbon dengan bentuk kristal dan berpori, dengan memperluas permukaan arang pada media filter tersebut akan bersifat absorben yang baik. (Sembring and Sinaga, 2003).
