Kajian Pengolahan Air GambutDengan Upflow Anaerobic Filter

danSlow Sand Filter

Oleh:Iva Rustanti Eri / 3307201001

Senyawa Dominan Air Gambut

Tujuan PenelitianMelakukan kajian terhadap:1. kondisi lingkungan (pH) yang optimum agar proses

peruraian zat organik secara anaerobik dapat berjalan baik

2. efektifitas UAF yang dilekati biofilm bakteri hasil isolasi air gambut dalam menurunkan zat organik, Fe dan Mn air gambut dalam menurunkan zat organik, Fe dan Mn air gambut

3. efektifitas SSF dalam menyempurnakan kualitas efluen Upflow Anaerobic Filter (zat organik, warna, kekeruhan, Fe, dan Mn) sehingga diperoleh air bersih yang memenuhi syarat PERMENKES No.416/ MENKES /PER/IX/1990

Ruang Lingkup1. Penelitian ini adalah penelitian laboratorium yang

dilakukan selama kurang lebih 7 bulan di Jurusan Kesehatan Lingkungan Poltekkes Depkes Surabaya

2. Air Gambut yang digunakan sebagai air baku diambil dari Dusun Rasau Jaya, Desa Kuala Dua, Kec. Sungai Raya, Kab. Kubu Raya, Kalimantan BaratKubu Raya, Kalimantan Barat

3. Reaktor penelitian ini adalah Upflow Anaerobik Filter (UAF) dan Slow Sand Filter (SSF)

4. Debit influen air baku menggunakan debit skala pilot plant5. Biofilm UAF berasal dari bakteri anaerobik dan fakultatif

anaerobik yang diisolasi dari air gambut

Variasi kondisi lingkungan terhadap perkembangan bakteri penurunan warna air gambut pada berbagai variasi pH (5 – 9)

1 ml suspensi bakteri dimasukkan masing-masing ke dalam 5 buah tabung ulir ukuran 10 ml yang 1/4 bagiannya telah berisi

media cair biakan bakteri.

diisi 5 ml sampel air gambut (steril) yang telah diukur konsentrasi warnanya. Campuran diatur pada berbagai variasi pH (5 – 9)

dengan menambahkan Ca(OH)2 1%

diisi kembali media cair biakan bakteri yang telah berisi 2 gram/ diisi kembali media cair biakan bakteri yang telah berisi 2 gram/ liter glukosa steril, hingga mencapai volume 10 ml dan ditutup

rapat

Campuran diinkubasi pada suhu 30oC selama 5 hari, selanjutnya dipipet 10 ml untuk disentrifugasi pada 2.790 x g selama 30 menit untuk

menghilangkan padatan tersuspensi yang ada

konsentrasi warna air gambut diukur menggunakan spektrofotometer

Persiapan Alat :

Upflow Anaerobic Filter• Terbuat dari pipa PVC• Dimensi, Diameter : 12 inch, tinggi 110 cm Tinggi lapisan media filter : 80 cm

• Beban hidrolik filter: 3,0 m3/m2 hari• Variasi Media :

1. kerikil 1 inch 2. PVC 2,5cm x 2 cm3. Botol plastik bekas Yakult

Kerikil 1 inch

PVC 2,5 x 2 cm

Variasi Media UAF

Kerikil 1 inch

Botol Plastik Yakult

Sebelum reaktor UAF dioperasikan, terlebih dahulu selama 7 hari dilakukan amobilisasi media filter dengan konsorsium bakteri anerobik hingga terbentuk biofilm pada permukaan masing-masing media

Amobilisasi Media UAF

Tujuan, untuk membentuk biofilm pada media UAF. Reaktor :

• PVC, dimensi h = 60 cm, d = 4 in• Arah aliran : upflow• Beban hidrolik filter : 3,0 m3/m2 hari, dengan debit 1,5 • Beban hidrolik filter : 3,0 m3/m2 hari, dengan debit 1,5

lt/jam• Tinggi filter (lapisan media) adalah 30 cm• Jumlah reaktor : 6 buah ( 2 buah untuk masing-masing

media filter), disusun seri

Mengalirkan air gambut ke dlm reaktor secara upflowRate : 1,5 L jam , selama 1 jam

Media dimasukkan ke dalam reaktor

PERSIAPAN PROSES AMOBILISASI1. PENCUCIAN & STERILISASI MEDIA

2. PEMBUBUHAN BAKTERI & PENAMBAHAN NUTRISI PADA AIR GAMBUT

Proses Amobilisasi Media

Pada hari ke 7, masing – masing variasi media diperiksa jumlah koloni bakteri (TPC)

Langkah 3 & 4 diulang sampai 3 kali

Proses didiamkan selama 2 x 24 jam

Rate : 1,5 L jam , selama 1 jam

Slow Sand Filter• Terbuat dari pipa PVC• Dimensi Filter Filtration Rate

(m3/m2.jam)Diameter Filter (in)

Ketebalan media (cm) Freeboard(cm)Pasir Kerikil

0,15 12 70 10 20

0,30 8 70 10 20

0,45 6 70 10 20

• Ukuran : Kerikil adalah 1 – 2 cm Pasir adalah ES: 0,25-0,6 mm (30 – 60 mesh)

• Sebelum SSF dioperasikan, terlebih dahulu dilakukan pembentukan biofilm didalam pasir (ripening ) selama 10 hari

REAKTOR

RANGKA PENYANGGA

UAF&SSF

Parameter PenelitianParameter Penelitian1. Zat organik (PV)

2. Warna

3. Fe

4. Mn

5. Kekeruhan

Diukur pada :• Influen – Efluen UAF • Influen – Efluen SSF

Influen – Efluen SSF5. Kekeruhan Influen – Efluen SSF

Analisa Air Baku Parameter Nilai

Warna (Pt.Co) 804

pH 4,80

PV (mg/L) 246,8

BOD (mg/L) 125BOD (mg/L) 125

Fe (mg/L) 5,9

Mn (mg/L) 3,6

89

90

91

92

93

94

Efi

sien

si P

enu

run

an W

arn

a (%

)

Clostridium sp

Bacillus sp.

Konsorsium

Pengaruh pH pada Efisiensi Penurunan Konsentrasi Warna Air Gambut Setelah Masa Inkubasi 5 hari

87

88

5 6 7 8 9

Efi

sien

si P

enu

run

an W

arn

a (%

)

pH

Efisiensi Penurunan warna dipengaruhi oleh pHpH optimum 7 - 8

Efisiensi konsorsium bakteri > efisiensi kultur tunggal

Pengaruh Jenis Media UAF

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Eis

ien

si P

enu

run

an Z

at O

rgan

ik (

%)

Kerikil

PVC

Botol Yakult Bekas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

hari ke

UAF Media kerikil menghasilkan efisiensi penurunan terbesar yi. 53,7–59,5% ( konsentrasi zat organik pada efluen 99,6 – 137,4 mg/L)

sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesar

bakteri anaerobik hanya mampu merombak molekul asam humat yang berukuran besar molekul lebih sederhana

Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSFRata-Rata Efiensi Penurunan Zat Organik Pada Variasi Media UAF

dan Variasi Kec. Filtrasi SSF

10

20

30

40

50

60

70

Efi

sien

si P

enu

run

an Z

at O

rgan

ik (

%)

0

0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45

MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS

Efi

sien

si P

enu

run

an Z

at O

rgan

ik (

%)

Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari

Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi tertinggi untuk setiap jenis media UAF (kerikil 66% , PVC 63%, 59% botol plastik)

karena aliran yang kecil memperbesar waktu kontak zat organik dengan mikroorganisme.

Pengaruh Jenis Media UAF

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

% P

enu

run

an W

arn

a (P

t.C

o)

Media Kerikil

Media PVC

Media Botol Yakult

Hari Ke

Media kerikil efisiensi penurunan terbesar yi. 86,8 – 92,7% (Warna efluen UAF adalah kuning muda dengan intensitas warna sebesar 60 – 95 Pt.Co) sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesarProses penurunan warna dipengaruhi oleh proses perombakan

asam humat

Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSF

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Efi

sien

si P

enu

run

an W

arn

a (%

)

Rata-Rata Efiensi Penurunan Warna Pada Variasi Media UAF dan Variasi Kec. Filtrasi SSF

0

10

0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45

MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS

Efi

sien

si P

enu

run

an W

arn

a (%

)

Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari

Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi tertinggi media kerikil 86%, PVC 83,5% dan botol plastik 78,3%.

Karena aliran yang kecil memperbesar waktu kontak dengan mikroorganisme.

Pengaruh Jenis Media UAF

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

% P

enu

run

an F

e

Hari Ke

Media Kerikil

Media PVC

Media Botol Yakult

Hari Ke

Media kerikil efisiensi penurunan terbesar yi. 27,7 – 40,6% ( konsentrasi Fe pada efluen 2,7 – 3,9 mg/L) sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesarpH 7 – 10, asam humat memiliki kemampuan membentuk

kompleks dengan logam yang larut dalam air Fe organik, shg memungkinkan dirombak oleh bakteri (Alimin, 2005)

Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSF

60

65

70

75

80

85

Efi

sien

si P

enu

run

an F

e (%

)

Rata-Rata Efiensi Penurunan Fe Pada Variasi Media UAF dan Variasi Kec. Filtrasi SSF

60

0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45

MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS

Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hariKec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi

tertinggi yaitu > 83% pada semua jenis mediaKarena aliran yang kecil, Fe dapat teradsorpsi dengan baik pada

permukaan pasir.

Pengaruh Jenis Media UAF

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

% P

enu

run

an M

n

Hari Ke

Media Kerikil

Media PVC

Media Botol Yakult

Media kerikil efisiensi penurunan terbesar yi. 29 – 36,4% (konsentrasi Mn pada efluen 2,1-2,8 mg/L) sesuai dengan hasil TPC bahwa media kerikil memiliki koloni bakteri terbesarpH 7 – 10, asam humat memiliki kemampuan membentuk

kompleks dengan logam yang larut dalam air Mn organik, shg memungkinkan dirombak oleh bakteri (Alimin, 2005)

Hari Ke

Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSFRata-Rata Efiensi Penurunan Mn Pada Variasi Media UAF

dan Variasi Kec. Filtrasi SSF

60

65

70

75

80

Efi

sien

si P

enu

run

an M

n (

%)

Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hariKec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi

tertinggi yaitu lebih dari 77% pada semua jenis mediaKarena aliran yang kecil, Mn dapat teradsorpsi dengan baik pada

permukaan pasir

55

0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45

MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS

Pengaruh Variasi Kec. Filtrasi Pada SSFRata-Rata Efiensi Penurunan Kekeruhan Pada Variasi Media UAF

dan Variasi Kec. Filtrasi SSF

10

20

30

40

50

60

70

80

Efi

sien

si p

enu

run

an K

eker

uh

an (

%)

0

0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,3 0,45

MEDIA KERIKIL MEDIA PVC MEDIA BOTOL BEKAS

Efi

sien

si p

enu

run

an K

eker

uh

an (

%)

Efisiensi cukup tinggi karena media pasir SSF sudah mengalami ripening selama 10 hari Kec. Filtrasi 0,15 m3/m2/jam mempunyai rata-rata efisiensi

tertinggi yaitu lebih dari 68% pada semua jenis mediaKarena aliran yang kecil, partikel penyebab kekeruhan dapat

tereduksi maksimal

Pada Kombinasi UAF Media Kerikil, Kec. Filtrasi SSF 0,15 m3/m2/jam dapat mengolah air gambut menjadi air olahan yang memiliki kualitas sbb:• konsentrasi zat organik 43,2 mg/L• Warna 11 Pt.Co• Kekeruhan 13 NTU• Fe 0,5 mg/L sudah sesuai PERMENKES 416• Mn 0,5 mg/L

Semua parameter yang diperiksa menunjukkan penurunan efisiensi, karena selama proses pengolahan tidak ditambahkannya nutrien yang mengandung trace element pada air baku.

Kesimpulan

Bakteri anaerobik yang diisolasi dari air gambut teridentifikasi 2 bakteri dominan yaitu Bacillus sp dan Clostridium sp. Kedua bakteri ini potensial digunakan mengolah secara biologi air gambut menjadi air bersih.

Aktivitas bakteri sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Aktivitas bakteri sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Kondisi lingkungan optimum yang diperlukan bakteri anaerobik untuk merombak zat organik air gambut adalah pada pH 7 – 8 dengan penambahan 2 gr/L glukosa.

Kesimpulan (Cont’d)

Pengolahan air gambut dengan sistem Upflow Anaerobic Filter bermedia kerikil dan dilanjutkan dengan Slow Sand Filter berkecepatan filtrasi 0,15 m3/m2.jam adalah kombinasi yang paling efisien dalam menurunkan parameter zat organik, warna, kekeruhan, Fe dan Mn. Efisiensi penurunan untuk parameter zat organik 86%, warna 98%, kekeruhan 76%, Fe 91% dan Mn 86%.76%, Fe 91% dan Mn 86%.

Pengolahan air gambut dengan sistem kombinasi UAF dan SSF menghasilkan kualitas air yang lebih baik dan mendekati syarat kualitas air bersih sesuai PERMENKES No.416/ MENKES /PER/IX/1990. Dengan demikian, sistem pengolahan air ini dapat dijadikan sebagai perhatian untuk diaplikasikan pada sistem penyediaan air bersih.