PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT

DENGAN BIOFILTER ANAEROBIC-AEROBIC

UNTUK MENURUNKAN KADAR BOD, COD

DAN TSS

Yogo Setiawan

Program Studi Kimia ,

Fak. MIPA Universitas Negeri Semarang

Abstrak

Limbah Cair rumah sakit sangatlah berbahya dan perlu adanya pengolahan lebih

intensif dan efektif. Salah satu upaya dalam mengelola limbah cair rumah sakit yaitu

dengan Biofilter Anaerobik Aerobik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

penurunan akan nilai dari BOD, COD dan TSS yang terdapat pada limbah cair rumah

sakit. Hasil pemantauan kualitas air limbah rumah sakit menunjukkan bahwa rata

rata Biological Oxygen Demand (BOD) 353,43mg/l, Chemical Oxygen Demand

(COD) 615,01 mg/l, dan Total Suspended Solid (TSS) 119,25 mg/l. Dari hasil

penelitian yang dilakukan, pengolahan dengan Biofilter Anaerobik Aerobik mampu

menurunkan parameter khususnya BOD , COD dan TSS.

Kata Kunci : Biofilter,Anaerobik Aerobik, BOD , COD, TSS

PENDAHULUAN

Rumah sakit sebagai institusi yang bersifat sosio ekonomi mempunyai fungsi dan

tugas memberikan pelayanan kesehatan kepada masyarakat secara paripurna. Kegiatan rumah

sakit tidak hanya menimbulkan dampak positif bagi masyarakat sekitarnya, tetapi

kemungkinan besar juga menimbulkan dampak negatif berupa pencemaran akibat

pembuangan limbahnya tanpa melaui pengolahan yang benar sesuai dengan prinsip prinsip

pengelolaan lingkungan secara menyeluruh.

Pencemaran akibat limbah rumah sakit utamanya limbah cair sering mengundang

protes warga. Setiap tahun ada saja kasus yang diadukan warga akibat limbah buangan yang

mengganggu, tahun 2004 pencemaran sungai Bengawan Solo akibat banyaknya limbah

rumah sakit yang dibuang tanpa pengolahan terlebih dahulu,(http://arton.blog.uns.ac.id),

tahun 2005 tiga rumah sakit dilaporkan kepada pihak yang berwajib akibat pencemaran yang

ditimbulkan (http://www.Infoanda.com/id), tahun 2008 rumah sakit Wayanga di Bali

pembuangan limbahnya mengancam kesehatan warga (http:/indoincenerator.blogspot.com),

dan tahun 2010 WALHI Jabar memprotes limbah loundry rumah sakit akibat pencemaran

yang ditimbulkannya (http:/community.um.ac.id).

Buangan air limbah yang tidak diolah akan menyebabkab dampak pencemaran

lingkungan, hal ini sangat dirasakan utamanya rumah sakit yang berada dekat dengan

perumahan warga. Air limbah yang berasal dari limbah rumah sakit merupakan salah satu

sumber pencemaran air yang sangat potensial. Hal ini disebabkan karena air limbah rumah

sakit mengandung senyawa organik yang cukup tinggi juga kemungkinan mengandung

senyawa-senyawa kimia lain serta mikroorganisme patogen yang dapat menyebabkan

penyakit terhadap masyarakat di sekitarnya. Oleh karena potensi dampak air limbah rumah

sakit terhadap kesehatan masyarakat sangat besar, maka setiap rumah sakit diharuskan

mengolah air limbahnya sampai memenuhi persyaratan standar yang berlaku.

Instalasi pengolahan air limbah rumah sakit secara pabrikan telah tersedia, namun

yang menjadi kendala adalah harga, biaya operasional, dan pemeliharaan yang relatif mahal.

Berbagai penelitian yang telah dilakukan sebagai upaya menyediakan teknologi alternatif

untuk menurunkan kadar BOD5, COD dan TSS dalam air limbah rumah sakit seperti yang

telah dilakukan oleh Zaenab, dengan sistem filter aerob dan variasi waktu tinggal, media

batu pecah diperoleh efektifitas pengolahan penurunan kandungan BOD5 (59,9%),

kandungan COD (63,4%) dan kandungan SS (52,1%), Sahani mengunakan

pengolahan biologis proses anaerob-aerob, media batu pecah dapat menurunkan kadar

BOD5 (79%), kadar TSS (74,8%) danColiform (64,5%) dan H.Rasyidin dengan parameter

BOD5, COD, dan TSS sistem UAASB media batu pecah BOD5 turun 62,96, COD turun 62,55

dan TSS turun 42,63%.

Berdasarkan fakta diatas, menggunakan biofilter anaerob-aerob model sarang tawon

dengan limbah karet, dengan bahan yang mudah didapat juga teknologi ini dapat mengurangi

volume sampah. Bahan dari karet mudah terjadi rekatan filamen bakteri karena memiliki pori

yang lebih besar, model sarang tawon memiliki luas permukaan efektif yang lebih

dibandingkan dengan model batu pecah sehingga hasilnya lebih efektif dan mudah

dibersihkan. Media filter model sarang tawon merupakan media kontak mikroba dengan air

limbah sehingga yang sangat berperan adalah waktu tinggal dan waktu kontak.

1. Karakteristik Limbah cair Rumah Sakit

Karakteritis dan Komposisi Limbah Cair sesuai dengan sifat dan bahannya, air limbah

rumah sakit dapat dikategorikan sama dengan air limbah domestik, kecuali air limbah dari

laboratoriumnya. Karakteristik air limbah domestik yang masih baru, berupa cairan keruh

berwarna abu abu dan berbau tanah. Bahan ini mengandung padatan berupa hancuran tinja,

sisa sisa makanan dan sayuran, padatan halus dalam suspensi koloid, serta polutan yang

terlarut. Sebagaimana disebutkan diatas bahwa air limbah domestik 99,9 % terdiri dari air

dan 0,1 % adalah padatan. Padatan dalam air limbah domestik sekitar 70 % terdiri dari bahan

organik dan sekitar 30 % terdiri dari bahan an-organik. Sifat bahan organik dalam limbah

domestik relatif lebih disukai oleh mikroorganisme, oleh karenanya kandungan BOD, COD,

Nitorgen, Phosphat, minyak lemak dan TSS yang lebih dominan. Sifat Fisik Limbah Cair

Parameter parameter yang penting dalam air buangan yang termasuk dalam karakteristik

fisik antara lain, :

1. Kandungan zat padat total ( Total Solid, TS)

2. Temperatur

3. Warna

4. Bau.

1) Total Solid

Didefenisikan sebagai zat zat yang tertinggal sebagai residu penguapan pada

temperatur 105 C. Zat zat lain yang hilang pada tekanan uap dan temperatur tersebut tidak

didefinisikan sebagai total solid.

2) Suhu

Umumnya temperatur air buangan lebih tinggi dari temperatur air minum. Karena

adanya penambahan air yang lebih panas dari bekas pemakaian rumah tangga atau aktivitas

pabrik, serta adanya kandungan polutan dalam air. Temperatur pada air buangan

memberikan pengaruh pada :

- Kehidupan air

- Kelarutan gas

- Aktivitas bakteri

- Reaksi reaksi kimia dan kecepatan reaksi

3) Warna

Pada umumnya air limbah buangan domestik yang segar berwarna abu-abu, setelah

terjadi penguraian senyawa organik oleh bakteri air limbah akan berubah warna menjadi

hitam . Hal ini menunjukan bahwa air buangan telah menjadi atau dalam keadaan septik.

4) Bau

Bau dalam air buangan biasanya disebabkan oleh produksi gas gas hasil

dekomposisi zat organik. Gas Asam Sulfida (H2S) dalam air buangan adalah hasil reduksi

dari sulfat oleh mikororganisme secara anaerobik.

2. Biofilter

Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilter dilakukan dengan cara

mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang telah diisi dengan media penyangga

untuk pengembangbiakkan mikroorganisme dengan atau tanpa aerasi. Untuk proses

anaerobik dilakukan tanpa pemeberian udara atau oksigen. Biofiler yang baik adalah

menggunakan prinsip biofiltrasi yang memiliki struktur menyerupai saringan dan tersusun

dari tumpukan media penyangga yang disusun baik secara teratur maupun acak di dalam

suatu biofilter. Adapun fungsi dari media penyangga yaitu sebagai tempat tumbuh dan

berkembangnya bakteri yang akan melapisi permukaan media membentuk lapisan massa

yang tipis (biofilm) (Herlambang dan Marsidi, 2003)

3. Kiambang

Kiambang (Salvinia Molesta) merupakan sejenis tumbuhan air yang mudah dikenali

dan sering ditemui. Habitatnya hampir sama dengan teratai, hidup segar di kawasan berair

seperti kolam, danau dan paya-paya air tawar. Agak berbeda dengan teratai, kiambang sejenis

tumbuhan merayap atau mengapung di atas permukaan air dan cepat berkembang biak.

Kiambang memiliki potensi untuk menjernihkan air limbah rumah tangga secara alami, tetapi

air tersebut masih belum aman di konsumsi. Selain itu, dapat mengurangi polusi air sebagai

tempat perkembangbiakan nyamuk dan bakteri penular penyakit.

METODE PENELITIAN

1. Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan ialah :

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah cair rumah sakit dan bahan baku

media mikroorganisme yang berperan didalam proses.

Alat yang digunakan antara lain :

- Bak penampung

- Karet bekas atau ban bekas

- Medium bakteri

- Pipa pengalir

- Selang

TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR :

1. Pengolahan Primer ( Primary Treatment)

Sebelum pengolahan pertama, perlu kiranya dilakukan pengolahan pendahuluan ( pre

treatment). Adapun kegiatannya berupa pengambilan benda terapung dan pengambilan benda

kasar serta yang mengendap seperti pasir. Tahap awal dari pengolahan awal adalah

menghilangkan zat padat yang kasar yaitu dengan jalan melewatkan air limbah melalui bar

screen atau saringan kasar untuk menghilangkan benda yang besar.

Pengolahan pertama bertujuan untuk menghilangkan zat padat tercampur melalui

pengendapan ataupun pengapungan ( seperti lemak). Pengendapan (sedimentasi) adalah

kegiatan utama pada tahap ini dan pengendapan yang dihasilkan terjadi karena adanya

kondisi yang sangat tenang, bahan kimia dapat juga ditambahkan untuk menetralkan keadaan

atau meningkatkan pengurangan dari partikel kecil yang tercampur. Dengan adanya

pengendapan ini, maka akan mengurangi kebutuhan oksigen pada pengolahan biologis

berikutnya dan pengendapan yang terjadi adalah pengendapan secara grafitasi.

Hampir seluruh tahapan pertama dari pengolahan air limbah konvensional adalah

pengendapan bahan-bahan padat di dalam tangki sedementasi. Fungsi utama daripada proses

sedimentasi adalah pengambilan (removal) padatan tersuspensi yang bisa mengendap untuk

menghasilkan supranatan yang jernih. Disamping itu, tangki sedimentasi juga harus

mengumpulkan dan membuang subnatant berupa lumpur (sludge), karena itu pengumpulan

lumpur dan pembuangannya merupakan hal penting agar tangki dapat berfungsi dengan baik.

Dari bak pengendap awal lumpur atau padatan tersuspensi sebagain besar mengendap. Waktu

tinggal dalam bak pengendap awal kurang lebih 2-6 jam, dan lumpur atau padatan yang telah

mengendap dikumpulkan pada bak pengendap lumpur.

1. Pengolahan Skunder ( Secondary Treatment)

Pengolahan kedua umumnya mencakup proses biologis untuk mengurangi bahan-

bahan organik melalui mikroorganisme yang ada didalamnya. Pada proses ini sangat

dipengaruhi banyak faktor antara lain jumlah limbah, tingkat kekotoran limbah, jenis kotoran

dan sebagainya. Unit yang biasa digunakan dalam pengolahan kedua dapat berupa saringan

tetes (trickling filter), lumpur aktif (Activated sludge) dan kolam stabilisasi (stabilization

ponds), Biofilter tercelup (submerged biofilter), kontaktor biologi berputar (rotary biology

contactor) dan juga penanaman tumbuhan Kiambang. Tumbuhan kiambang yang ada

bertujuan untuk menyerap dan menjernihkan air limbah teersebut.

1. Pengolahan Tersier (Tertiary Treatmen)

Pengolahan ini adalah kelanjutan dari pengolahan-pengolahan terdahulu. Oleh karena

itu pengolahan jenis ini baru akan dipergunakan apabila pada pengolahan pertama dan

pengolahan kedua masih banyak terdapat zat tertentu yang masih berbahaya bagi lingkungan

dan kesehatan.

Beberapa standar efluen membutukan pengolahan tahap ketiga, yaitu disamping untuk

menghilangkan kontaminan-kontaminan tertentu, yang tidak dapat diolah secara biologis

sehingga membutuhkan pengolahan lanjutan atau pengolahan sebagai edvenced treatment.

Metode Pengolahan Secara Biologis

1. Proses Pengolahan Biologis secara Anaerob

1. Mekanisme Proses Anaerob

Polutan-pulutan organik komplek seperti: lemak, protein, dan karbohidrat dalam kondisi

anaerobik akan dihidrolisa oleh enzim hydrolase yang dihasilkan oleh bakteri pada tahap

pertama. Enzim penghidrolisa seperti lipase, protease dan cellulase. Hasil hidrolisa polimer-

polimer diatas adalah monomer seperti monosakarida, asam amino, peptida dan gliserin,

selanjutnya monomer-monomer ini akan diuraikan menjadi asam-asam lemak (lower fatty

acids) dan gas hidrogen.

Kumpulan mikroorganisme, umumnya bakteri, terlibat dalam transformasi senyawa komplek

organik menjadi metan. Lebih jauh lagi terdapat interaksi sinergis antara bermacam-macam

kelompok bakteri yang berperan dalam penguraian limbah yang dapat di reaksikan pada

gambar berikut ini:

Senyawa Organik CH4 + CO2 + H2 +NH3 + H2S

Meskipun beberapa jamur (fungi) dan protozoa dapat ditemukan dalam penguraian

anaerobik, bakteri-bakteri merupakan mikroorganisme yang paling dominant bekerja

didalam proses penguraian anarobik. Sejumlah besar bakteri anaerobik dan fakultatif

(seperti: Bacteroides, Bifiddobacterium, Clostridium, Lactobacillus, Streptococcus) terlibat

dalam proses hidrolisis dan fermentasi senyawa organik.

Ada empat grup bakteri yang terlibat dalam transformasi material komplek menjadi melekul

yang sederhana, seperti metan dan karbon dioksida, kelompok tersebut adalah kelompok

bakteri hidrolitik, bakteri asidogenik fermentatif, bakteri asetogenik dan bakteri metanogen.

2. Proses Pengolahan Biologis secara Aerob

1. Mekanisme Proses Aerob

Di dalam proses pengolahan air limbah organik secara aerob, senyawa komplek organik akan

terurai oleh aktifitas mikroorganisme aerob. Mikroorganisme aerob tersebut didalam

aktofitasnya memerlukan oksigen atau udara untuk memecah senyawa organik yang komplek

menjadi CO2 dan air serta amonium, selanjutnya amonium akan dirubah menjadi nitrat dan

H2S akan dioksidasi menjadi sulfat. Secara sederhana reaksi penguraian organik secara

aerobik dapat digambarkan sebagai berikut:

Oksigen (O2)

Senyawa Polutan organik CO2 + H2O + NH4 + Biomassa

Heterotropik

PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH

Air limbah rumah sakit adalah seluruh buangan cair yang berasal dari hasil proses

seluruh kegiatan rumah sakit yang meliputi: limbah domistik 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. Karena

memiliki kandungan zat organik, dan bakteri phatogen yang tinggi maka berpotensi

menyebakan pencemaran lingkungan dan menimbulkan penyakit.

Untuk mengatasi hal tersebut diatas limbah cair rumah sakit harus diolah terlebih

dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Salah satu cara yang baik dan murah untuk

pengolahan limbah yang mengandung banyak zat organik adalah dengan pengolahan

biologis, baik anaerob atau aerob maupun kombinasi keduanya. Pada pengolahan biofilter

diperlukan mikroorganisme yang merombak limbah, baik bakteri anaerob yang tidak

membutuhkan oksigen langsung maupun bakteri aerob yang membutuhkan oksigen secara

langsung. Bakteri tersebut tumbuh dan melekat pada media yang digunakan yaitu media karet

dari ban bekas yang ditata menyerupai sarang tawon dengan jarak antara elemen 1cm X 1cm.

Dipilihnya model sarang tawon karena diantara pengolahan biologis sistim perekatan media

sarang tawon memiliki luas permukaan yang terluas dibandingkan model yang lainnya luas

permukaan dapat mencapai 240 m2/m

3,Pengolahan biofilter tergantung debit dan waktu

tinggal serta sangat dipengaruhi oleh pH dan suhu, sehingga selama proses harus

dikontrol.Kualitas limbah cair yang berada di lingkungan rumah sakit pada observasi awal

untuk parameter pH berkisar 6,0, dan BOD5 324,44 mg/l, COD 595,78 mg/l, dan TSS 245,8

mg/l.

Sedangkan baku mutu limbah cair bagi kegiatan rumah sakit berdasarkan Peraturan,

untuk baku mutu limbah cair kegiatan rumah sakit adalah BOD maksimum 30 mg/l, kadar

TSS 30mg/l dan COD 80 mg/l. Pengolahan limbah cair pada rumah sakit menggunakan

sistem pengolahan biologis yaitu proses biofilter dengan menggunakan bahan karet dari ban

bekas sebagai media merekatan biofilm. Sistem penolahan ini menggunakan multi

kompartemen, kompartemen pertama berfungsi sebagai bak pengendap awal untuk

menghilangkan padatan termasuk pasir dan zat yang mengapung seperti lemak dan buih,

untuk meningkatkan ferforma media anaerob agar tidak terjadi clogging, tidak hanya

berfungsi sebagai bak pengendap saja akan tetapi pengendapan awal dapat menurunkan kadar

BOD, COD, TSS hingga 25%.

Kompartemen kedua sebagai bak anaerob, yang didalamnya ada media sarang tawon

aliran air limbah up-flow diatur sedimikian mungkin agar kondisi aliran konstan dan waktu

kontak air limbah dengan biofilm sesuai dengan waktu tinggal yang dipilih sebelum masuk

ke kompatrmen ke tiga. Kompartemen ketiga merupakan proses aerob, aerasi diberikan

dengan air pump dengan 30 Hz dengan kecepatan 10-30 l/menit, aerasi dengan sistem aerasi

menyeluruh agar kontak oksigen dengan air limbah lebih baik kelemahan cara ini dapat

menyebabkan lepasnya rekatan biofilm pada media, sehingga dalam percobaan ini pada

bagian bawah dibatasi dengan partisi berpori agar aliran udara tidak kontak langsung dengan

media. Pengolahan aerobik akan menghasilkan banyak lumpur sehingga dalam sarana

pengolahan dilengkapi dengan kompartemen keempat sebagai bak pengendapan akhir.

Waktu tinggal (T) dipilih 3 jam, 6 jam, dan 9 jam dengan volume reaktor yang tetap

maka debit pengaliran (flow rate) yang diatur seperti terlihat pada tabel 5.

Tabel 5 : Hubungan waktu tinggal dengan debit aliran

Waktu

Tinggal

Volume

reaktor

Debit Pengaliran (ltr/menit)

3 jam 269 1,5

6 jam 269 0,8

9 jam 269 0,5

Pada pengolahan tersebut perlu diperhatikan suhu dan pH karena mempengaruhi

proses metabolisme bakteri. Diharapkan pada pengolahan ini dapat menurunkan kadar BOD,

COD, dan TSS, pada air limbah rumah sakit sesuai dengan standar yang di perkenangkan.

PEMBAHASAN

Reaktor biofilter lekat adalah suatu bioreaktor lekat tetap, dimana mikroorganisme

tumbuh dan berkembang diatas suatu media yang terbuat dari batu pecah, plastik atau benda

lainnya yang didalam operasinya dapat tercelup sebagian, atau keseluruhan, atau hanya

dilewati air saja dengan membentuk suatu lapisan lendir, untuk melekat diatas permukaan

media tersebut, sehingga membentuk lapisan biofilm.

Bakteri dibiakkan secara alamiah, air limbah yang banyak mengandung zat organik

sebagai unsur penyusun sell akan sangat disukai oleh bakteri. Biofilm adalah kumpulan

dari sel-sel mikroorganisme/mikroba khususnya bakteriyang melekat pada suatu permukaan

dan diselimuti oleh pelekat polisakaridayang diekskresikan oleh sel-sel bakteri. Terbentuknya

biofilm adalah karena mikroorganisme cenderung menciptakan lingkungan mikro

dan relung(niche) mereka sendiri. Biofilm memerangkap nutrisi untuk pertumbuhan populasi

mikroorganisme dan membantu mencegah lepasnya sel-sel dari permukaan pada sistem yang

mengalir. Permukaan sendiri adalah habitatyang penting bagi mikroorganisme

karena nutrisi dapat terjerap pada permukaan sehingga kandungan nutrisinya dapat lebih

tinggi daripada di dalam larutan.http://id.wikipedia.org/wiki/Biofilm cite_note-Madigan-

0Konsekuensinya, jumlah dan aktivitas mikroba pada permukaan biasanya lebih tinggi

daripada di air.

Gambar 2.1 Skema Aliran Reaktor Biofilter

Penjelasan skema aliran reaktor biofilter:

1. Sampel berupa air limbah yang diperoleh dari Rumah sakit dimasukkan ke dalam bak

influen (ember hijau bagian atas) yang sebelumnya telah disaring terlebih dahulu.

2. Dari bak influen, air limbah dialirkan secara gravitasi ke dalam bak pertama yaitu bak

anaerob. Pada pengaliran ini, debit influen diatur menggunakan selang (seperti selang

infus) sebesar 91,3 ml/menit atau sesuai dengan waktu tinggal yang akan digunakan.

3. Pada bak anaerob, senyawa organik pada air lindi yang masuk akan diuraikan oleh

mikroorganisme pada biofilm yang melekat pada media biofilter dengan waktu tinggal

yang sudah ditentukan dan kemudian mengalir ke bawah dan masuk ke dalam bak aerasi.

4. Bak aerasi berguna untuk melarutkan oksigen ke dalam air untuk meningkatkan kadar

oksigen terlarut dalam air dan melepaskan kandungan gas-gas yang terlarut dalam air,

serta membantu pengadukan air.

5. Setelah mengalami proses aerasi, air lindi mengalir secara gravitasi menuju bak aerob.

Pada bak aerob ini juga terjadi penguraian oleh mikroorganisme secara aerob

menggunakan oksigen dengan pengaturan waktu tinggal yang ditentukan.

6. Setelah dari bak aerob, air limbah akan keluar melalui saluran outlet dan ditampung dalam

bak efluen. Kemudian beberapa ml air limbah diukur konsentrasi BOD5, COD dan TSS

nya, sedangkan sisanya akan disimpan untuk diolah kembali menggunakan constructed

wetlands.

Tahap aklimatisasi adalah tahap pengkondisian mikroorganisme agar dapat hidup dan

melakukan adaptasi. Mikroorganisme yang tumbuh dan melekat pada media yaitu kerikil

berpori membutuhkan waktu untuk beradaptasi dengan air limbah yang dialirkan secara

kontinyu ke dalam reaktor.

Proses running dilakukan dengan mengalirkan air limbah ke dalam biofilter anaerob-

aerob dengan masing-masing variasi waktu tinggal. Running dilakukan dengan urutan

pertama untuk waktu tinggal 25 dan 17,5 jam; kedua 20 dan 12,5 jam dan terakhir 15 dan 7,5

jam untuk masing-masing proses pengolahan.

Proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm atau biofilter secara garis besar

dapat dilakukan dalam kondisi anaerobik dan aerobik, atau kombinasi anarobik dan aerobik.

Proses aerobik dilakukan kondisi adanya oksigen terlarut di dalam reaktor air limbah, dan

proses anaerobik dilakukan dengan tanpa oksigen di dalam reaktor air limbah. Sedangkan

proses kombinasi anaerob-aerob adalah merupakan gabungan proses anaerobik dan aerobik.

Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilter atau biofilm tercelup dilakukan

dengan cara mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang didalamnya diisi dengan

dengan media penyangga untuk perkembangbiakan mikroorganisme, dengan atau tanpa

aerasi. Posisi media filter tercelup dibawa permukaan air. Media biofilter yang digunakan

secara umum dapat berupa bahan material organik atau bahan material anorganik

Untuk media biofilter dari bahan organik misalnya dalam bentuk tali, bentuk jaring,

bentuk butiran tak teratur (random packing), bentuk papan (plate), bentuk sarang tawon dan

lain-lain. Sedangkan untuk media dari bahan anorganik misalnya batu pecah (split), kerikil,

batu marmer, batu tembikar, batu bara dan lainnya.

Di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilter aerobik, sistem suplai

udara dapat dilakukan berbagai cara, seperti aerasi samping, aerasi tengah, aerasi merata

seluruh permukaan, aerasi eksternal, aerasi dengan sistem air lift pump dan aerasi dengan

sistem mekanik. Kebutuhan oksigen apabila menggunakan erator sangat tergantung dengan

metode sistem pengolahan yang dipilih untuk kongkritnya dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1: Aerasi dan kebutuhan oksigen

Jenis Pengolahan Kebutuhan

Oksigen

Lama Aerasi Keterangan

High Rate Aeration 15 2- 3 jam

Kebutuhan oksigen =

Q udara / Q air

Modified Aeration 2 3,5 1,5 -3 jam

Kontatc stabilization 12 5 jam

PEMERIKSAAN UNSUR CEMARAN LIMBAH CAIR

1.BOD5 (Biological Oxygen Demand)

BOD atau Biochemical Oxygen Demand adalah suatu karakteristik yang menunjukkan

jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk

mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik .

Pemeriksaan BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air

buangan penduduk atau industri serta untuk mendesain sistem pengolahan biologis bagi air

yang tercemar. Penguraian zat organik adalah peristiwa alamiah, tetapi kalau suatu badan air

dicemari oleh zat organik, bakteri dapat menghabiskan oksigen terlarut dalam air selama

proses oksidasi sehingga dapat mengakibatkan kematian biota lain dalam air dan keadaan

menjadi anaerobik sehingga dapat menimbulkan bau busuk pada air tersebut. (Santika dan

Alaerts, 1987).

Hasil pengukuran air baku limbah cair rumah sakit jiwa Kendari sebesar 215 mg/l,

berarti kadar BOD5 pada limbah rumah sakit telah melebihi baku mutu yang telah

ditetapkan. Kadar BOD5 yang tinggi bisa dijadikan indikasi tingginya kadar zat organik pada

limbah cair tersebut. Kadar BOD yang tinggi beresiko menimbulkan pencemaran sehingga

secara tidak langsung dapat mengganggu kesehatan penduduk disekitar rumah sakit, oleh

sebab itu diperlukan pengolahan agar kadar BOD bisa turun sesuai dengan baku mutu yang

ditetapkan.

Hasil penelitian menunjukan bahwa parameter BOD5 mengalami penurunan pada

semua unit pengolahan. Persentase penurunan kadar BOD5 paling besar pada perlakuan

waktu tinggal 9 jam (90%), sedangkan penurunan terkecil terjadi pada waktu tinggal 3 jam

(65%).

Proses penurunan kadar BOD sudah dimulai pada bak pengendap, yaitu adanya

pengendapan partikel-partikel zat tersuspensi. Sebagian dari zat yang tersuspensi dari bahan

organik yang mudah terurai, dengan terjadinya pengendapan maka kadar BOD juga akan

turun, selain itu selama waktu tinggal padatan tersuspensi organik juga terurai oleh bakteri

yang tumbuh secara terdispersi sehingga kadar organik menurun. Semakin besar kadar

polutan organik dalam air limbah maka akan semakin besar pula prosentase penurunan kadar

BODnya. Hal ini dapat dilihat dengan adanya perbedaan penurunan bak pengendapan awal

(18%) dibandingkan pengendapan akhir (4%) waktu tinggal 9 jam.

Penurunan kadar BOD tertinggi dalam penelitian ini adalah 17,96% dengan waktu

tinggal 9 jam, hasil ini belum maksimal jika dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan

oleh Said (2008) bahwa bak pengendapan awal mampu menurunkan kadar BOD hingga 25%

dengan waktu tinggal 2-6 jam. Rendahnya kemampuan bak pengendap ini karena waktu

tinggal yang relative singkat yakni 2,3 jam. Semakain lama waktu tinggal akan semakin

banyak padatan tersuspensi yang mengendapan dan semakin banyak zat organik yang

teroksidasi.

COHNS NH+HS + CO+HO+CH

Proses penurunan kadar BOD selanjutnya berlangsung pada bak anaerob, bak ini diisi

media karet. Sifat bakteri yang cenderung membentuk niche (relung) sendiri untuk

mempertahankan hidup sehingga terbentuk lapisan lendir yang disebut lapisan biofilm.

Biofilm selain berfungsi sebagai habitat bakteri juga akan memerangkap bahan nutrisi untuk

pertumbuhan populasi mikroorganisme, membantu mencegah terlepasnya sel-sel dari

permukaan media, Selain memerangkap zat nutrisi juga memerangkap zat tersuspensi

lainnya termasuk zat organik yang mudah maupun yang sulit teruruai, atau bahkan zat

anorganik.

Degradasi zat organik secara anaerob menghasilkan NH3, CH3, dan H2S, degradasi ini

menyebabkan turunnya zat organik yang diikuti turunnya kadar BOD. BOD awal pengolahan

bak anaerob ini sebesar 177 mg/l pada waktu tinggal 9 jam namun setelah pengolahan turun

menjadi 76 mg/l atau terjadi penurunan sebesar 56,72%, hasil ini lebih tinggi dari yang

dikemukaan oleh Ginting(2007) bahwa proses anaerob, mampu menurunkan BOD sekitar

10-40%. Hal ini dapat terjadi karena proses biologic berlangsung dengan kondisi yang

kondusif dimana pH air limbah pada tahapan pengolahan ini rata-rata 6 suhu 27 oC, menurut

teori Gaudy &Gaudy (1980) bahwa pengolahan dapat berlangsung dengan baik bila pH

optimum bakteri bisa bertahan hidup pada kisaran 5 9.

Proses selanjutnya adalah pengolahan aerob, seperti pada pengolahan anaerob proses

terbentuknya biofilm sama namun sifat bakteri akan kebutuhan oksigen terlarut yang

berbeda. Kadar BOD awal pengolahan ini 76 mg/l setelah pengolahan turun menjadi 23 mg/l

atau terjadi penurunan sebesar 70%, lebih besar dari penurunan proses anaerob, hal ini

disebabkan oleh oksidasi bakteri aerob lebih cepat dari anaerob, selain itu difusser udara

melalui aerator menghasilkan gelembung udara yang menyebabkan terjadinya flotasi zat

organik yang tersuspensi seperti pada gambar 21 sehingga ikut membantu terjadinya

penurunan kadar BOD. Sebagaimana pengolahan aerob pada umumnya yang menghasilkan

akses lumpur, maka pengolahan selanjutnya adalah pengendapan akhir dengan proses yang

sama dengan pengendapan awal, walaupun kemampuan penurunan BOD relatif kecil (4%)

atau sekita 1% dari total prosentase penurunan. Rendahnya penurunan ini diakibatkan

semakin berkuranya zat polutan akibat proses sebelumnya, meskipun demikian bak

pengendapan akhir tetap dibutuhkan untuk menampung akses lumpur bila pengolahan

berlangsung cukup lama.

Performa pengolahan biologis sistem multi kompartemen anaerob aerob, secara

keseluruhan mampu menurunkan kadar BOD dengan menyisihkan sebesar 90%, yang berarti

bahwa kemampuan sistem ini dalam menurunkan kadar BOD setara dengan penelitian yang

dilakukan oleh Rezee.A, et all(2005) di Iran dengan teknik Integreted anaerob-aerob

efektifitas penyisihan BOD 90%, dan jauh lebih baik dari penelitian H.Rasyidin (2008),

tentang pengolahan limbah cair rumah sakit Pajjogayya di Takalar dengan menggunakan

UAASB yang hanya mampu menurunkan BOD5 sebesar 70%, dengan waktu tinggal yang

sama.

Pengolahan proses biofilter Anaerob-aerob dengan waktu tinggal 3 jam dalam

menurunkan BOD lebih kecil dibandingkan dengan waktu tinggal 6 jam, dan 9 jam, hal ini

disebabkan oleh penggunaan waktu tinggal yang singkat. Semakin lama waktu tinggalnya

semakin lama pula waktu kontak limbah cair dengan mikroorganisme berarti memberi

kesempatan mikroorganisme untuk menguraikan zat organik, sehingga makin lama waktu

tinggal semakin banyak persentase kadar BOD yang diturunkan.

Semakain lama waktu tinggal berarti juga aliran air limbah semakin lambat sehingga

sangat menungkinkan zat tersuspensi terjerap pada biofilm pada media, disamping itu dapat

pula mengendap seiring dengan waktu tinggal dalam bak pengurai (Said).Penurunan kadar

BOD bila dibandingkan dengan baku mutu setelah pengolahan multi kompartemen biofilter

anaerob aerob dengan waktu tinggal 3 jam (75 mg/l) dan waktu tinggal 6 jam (44 mg/l),

belum efektif karena masih berada diatas baku mutu limbah rumah sakit, sedangkan kadar

BOD5 dengan waktu tinggal 9 jam (22 mg/l),

2.COD (Chemical Oxygen Demand)

COD atau Chemical Oxygen Demand adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk

mengurai seluruh bahan organik yang terkandung dalam air (Boyd, 1990).

Untuk menurunkan kadar COD maka diperlukan pengolahan. Pengolahan yang dapat

menurunkan angka COD antara lain dengan pengolahan biologis menggunakan biofilter

anaerob aerob. Hasil pengolahan menurun baik waktu tinggal 3 jam kadar COD mencapai

53 mg/l dan terakhir pada waktu tinggal 9 jam mencapai sebesar 59 mg/l.

Proses penurunan kadar COD berlangsung sejak limbah cair berada dalam bak

pengendap, yaitu adanya pengendapan partikel-partikel zat organik tersuspensi. Dengan

mengendapnya sebagai zat organik, menyebabkan kebutuhan oksigen untuk oksidasi secara

kimiawi berkurang. Selain itu penurunan COD juga terjadi akibat proses oksidasi biokimia

selama waktu tinggal pada bak pengendapan awal oleh bakteri walaupun berlangsung agak

lamban, pada pengendapan awal ini COD dapat diturunkan sebesar 7% pada waktu tinggal 3

jam sedangkan pada waktu tinggal 9 jam dapat diturunkan hingga 19%. Semakin lama waktu

tinggal akan semakin banyak penurunan COD yang diperoleh dikarenakan akan semakin

banyak zat organik yang mengendap dan yang teroksidasi, penurunan COD juga akibat

langsung penurunan kadar BOD sebelumnya.

Pengolahan anaerob dapat menurunkan kadar COD dari 393 mg/l menjadi 266 mg/l

atau sebesar 32% pada waktu tinggal 3 jam sedangkan pada waktu tinggal 9 jam dapat

diturunkan dari 341 mg/l menjadi 160 mg/l atau sebesar 53%. Hasil diatas dapat dilihat

bahwa semakin lama waktu tinggal akan semakin banyak penurunan kadar COD yang terjadi,

hal ini disebabkan semakin banyak waktu bakteri untuk mengoksidasi zat organik yang sulit

terurai secara kimiawi, Selain itu sebagaimana halnya dengan kejadian penurunan kadar BOD

zat organik dapat terjerap pada permukaan film, sehingga zat organik dalan air limbah

berkurang, semakin lama waktu tinggal berarti arus aliran akan semakin lamban, sehingga

memungkingkan proses terjerapnya zat organik akan semakin besar, penurunan kadar COD

semakin besar pula.

Proses pengolahan selanjutnya untuk menurunkan kadar COD adalah pengolahan

aerob, proses ini dapat menurunkan kadar COD dari 266 mg/l menjadi 169 mg/l atau turun

36% pada waktu tinggal 3 jam sedangkan waktu tinggal 9 jam dari 160 mg/l turun 65 mg/l

atau turun 59%. Penurunan ini sama dengan proses penurunan BOD sebelumnya pada

pengolahan yang sama yakni pengapungan zat organik oleh proses difusser, seperti pada

gambar 21, tampak terlihat pula pengapungan lemak rantai panjang yang sulit terurai dalam

proses biologi yang menyebabkan tingginya kadar COD pada air limbah. Kadar COD pada

tahapan pengolahan ini dengan waktu tinggal 9 jam telah memenuhi persyaratan Perda Sultra

no 7 tahun 2005 yaitu kadar COD buangan limbah rumah sakit 80 mg/l.

Secara keseluruhan kemampuan multi kompartemen biofilter anaerob aerob dalam

menurunkan kadar COD mencapai 90%. Hasil penelitian ini setara dengan penelitian

yangdilakukan oleh Rezee.A. at all (2005) di Iran dengan sistim Integreted anaerob- aerob,

dan Kristaufan (2010) dengan sistim UASB pada limbah kertas masing-masing penyisihan

COD 92% dan 87%. Hasil ini jauh lebih baik dari penelitian H.Rasyidin (2009) dengan sistim

UAASB pada limbah rumah sakit Pajjogaya Takalar, dengan waktu tinggal yang sama

penyisihan COD hanya 70%. Juga metode ini lebih baik dari metode yang pergunakan oleh

Sahani, terhadap pengolahan limbah cai rumah sakit daerah Labuang Baji Makassar

kelebihan metode ini terlatak pada sistim aerasi yang digunakan, Aerasi yang digunakan

dalam penelitian ini adalah aerasi samping, yang secara nyata tidak memiliki sifat blower

terhadap media aerob, disamping itu aerasi samping akan menyebabkan udara lebih cepat

terserap kedalan air karena ruang yang agak sempit. Berbeda cara yang dilakukan Sahani

menggunakan aerasi pada pusat media yang mengganggu proses pada media bahkan dapat

melepaskan rekatan biofilm pada media.

3.TSS (Total Suspended Solid)

Total Suspended Solid (TSS) adalah salah satu parameter kualitas limbah cair yang

menyatakan besar kecilnya tingkat pencemaran terhadap limbah cair. Makin tinggi nilai TSS,

makin tinggi nilai pencemaran di suatu perairan (Said).

Menurut Santika dan Alaerts, tingginya tingkat kekeruhan berhubungan dengan

tingginya kadar TSS, sehingga dapat menyebabkan sinar matahari tidak dapat menembus ke

dalam air sehingga proses fotosintesis menjadi terganggu, maka berdampak terhadap

kehidupan biota air.

Air baku limbah cair dari rumah sakit ,kadar TSS setelah diukur mencapai 127 mg/l.

Dengan demikian kadar TSS telah melampaui baku mutu limbah cair bagi kegiatan rumah

yaitu 30 mg/l. limbah cair dengan kadar TSS yang tinggi bila dibuang ke lingkungan tanpa

melalui pengolahan dapat mengganggu biota air dan akhirnya mengganggu pendegradasian

senyawa organik.

Untuk menurunkan kadar TSS diperlukan pengolahan salah satunya pengolahan

biologis. Hasil pengolahan yang dilakukan ternyata kadar TSS mengalami penurunan yaitu

pada waktu tinggal 3 jam turun menjadi 53 mg/l dan waktu tinggal 9 jam kadar TSS menurun

menjadi 0,6 mg/l (99.51%).

Penurunan kadar TSS ini disebabkan oleh proses pengendapan, pada bak

pengendapan pertama maupun terakhir, penguraian bakteri anaerob maupun aerob

memecahkan zat organik yang tersuspensi memberikan pengaruh terhadap penurunan kadar

TSS, termasuk pula proses difusser menyebabkan zat tersuspensi menjadi terapung. Sinergi

tiap kompartemen dan alat bantu pengolahan meningkatkan kinerja pengolahan hingga

pencapai 99.51% yaitu dari 127 mg/l menjadi 0,6 mg/l dalam waktu tinggal 9 jam. Untuk

kadar TSS multi kompartemen biofilter anaerob aerob telah memenuhi syarat baku mutu

pada waktu tinggal 6 jam yaitu 29 mg/l.

Pengolahan proses multi kompartemen biofilter Anaerob-aerob waktu tinggal 3 jam

dalam menurunkan TSS lebih kecil dibandingkan dengan kapasitas waktu tinggal 6 jam, dan

9 jam, hal ini disebabkan oleh penggunaan waktu tinggal yang singkat. Semakin lama waktu

tinggalnya semakin partikel-partikel mengendap, kemudian juga semakin lama pula waktu

kontak limbah dengan media maka semakin banyak padatan tersuspensi yang terjerap oleh

lapisan biofilm.

Hasil penelitian ini menunjukkan tingkat penurunan TSS yang tertinggi jika

dibandingkan dengan penelitian sebelumnya dengan cara yang berbeda yakni penelitian yang

dilakukan di Iran oleh Rezee.A, at all dengan sistin Integreted anaerob aerob dan Kristaufan

dengan UASB masing- masing dapat menurunkan TSS 95%, dan 85%.

Pada penelitian-penelitian yang telah dilakukan terdahulu terbukti bahwa dengan

pengolahan biologis dapat menurunkan parameter-parameter seperti: BOD, COD, dan TSS.

Hal ini dapat dilihat pada tabel 2.

Jenis teknologi pengolahan air limbah tergantung dari analisa kualitas air limbah dan

penggunaan effluen. Kekuatan ekonomi daerah terutama tergantung dari ekonomi penduduk

memakai jasa dan digunakan untuk pengembalian uang investasi dan biaya pemeliharaan.

Tabel 2: Data-data Hasil Penelitian Eksperimen Limbah Cair

No. Peneliti Objek

Penelitian

Jenis Pengolahan Hasil (menurunkan)

1. Azizah, dkk (2005)

Limbah RS Biofilter Aerob -BOD (42%),

-COD ( 41%),

-TSS (18,75),

-Coliform (5,17%)

2. Rezee.A et. All(2005) Limbah Rumah

sakit

Integreted

Biofilter Anerob-

aerob

- BOD (90%)

- COD (92,3%)

- SS (95%)

3. Sahani (2006) Limbah RS Biofilter Anerob-

aerob

- BOD (79,5%)

- TSS (74,8%)

- COD (80,7%)

4. Zaenab (2006) Limbah RS Biofilter Aerob - BOD (59,9%)

- COD (63,4%)

- SS (52,1%)

5. Rasyidin (2008) Limbah RS Biofilter Anerob-

aerob (UASB)

- BOD (75,5%)

- COD (70,3%)

- SS (62,6%)

6. Kristaufan, dkk (2010) Limbah

Industri kertas

Biofilter Anerob-

aerob (UASB)

- BOD (95%)

- COD (87%)

- TSS (85%)

Sumber: Data dari beberapa hasil penelitian

Di dalam suatu sumber limbah seperti rumah sakit karekteristik air limbahnya sangat

heterogen, dan cenderung tidak dapat diolah bersama-sama. Limbah laboratorium, memiliki

komposisi kimia yang tinggi, tidak dapat diolah secara biologis karena sifat kimia yang toksik

dapat membunuh bakteri sebagai pengurai limbah, begitu pula limbah farmasi, dan terlebih

lagi limbah radiologi, membutuhkan penanganan tersendiri sebelum di gabung bersama

dalam limbah domestik untuk di oleh secara biologis.

Pada keadaan yang ada pengolahan limbah dapat dilakukan secara intensif dan efektif

dengan pengelolahan secara Biofilter aerobik anaerobik dengan mengunakan metode

tanaman kiambang. Tanaman kiambang sendiri memiliki struktur tubuh dan daya serap akan

partikel partikel koloid bahan bahan kimia yang ada dalam limbah tersebut sehingga

dengan mudah di asorpsi dan mampu didegradasi dan dilepaskan ke udara dalam bentuk

persenyawaan yang alami.

Proses secara Biofilter aerobik anaerobik tersebut merupakan penyaringan partikel

limbah secara struktural melalui bantuan mikroorganisme yang nantinya dapat mendegradasi

persenyawaan yang tajam dalam limbah cair rumah sakit tersebut.sedangkan dengan

penggunaan tanaman kiambang maka dapat juga berguna untuk penjernihan limbah tersebut,

sehingga kadar BOD, COD, dan TSS dapat difungsikan dengan mikroorganisme secara

biofilter aerobik - anaerobik sedangkan struktural dari limbah tersebut yang berkerja yakni

dari tumbuhan kiambang tersebut.

KESIMPULAN

Dari penelitian yang telah terdahulu didapatkan kesimpulan Biofilter Aerobic

Anaerobic dapat menurunkan kadar BOD , COD dan TSS hingga mencapai 80 % yang

dimana dalam proses tersebut dapatkan tanaman kiambang yang dapat mendegradasi unsur

dalam persenyawaan limbah cair rumah sakt tersebut. Biosfilter aerobik anaerobik tersebut

dalam prosesnya memerlukan bantuan dari mikroorganisme pengurai dan juga jika

ditambahkan komponen tanaman kiambang maka penurunan nilai BOD, COD dan TSS yang

terdahulu yang belum dapat memenuhi baku mutu maka dapat di turunkan sehingga sesuai

dengan baku mutu dari Mentri Lingkungan Hidup yang sudah di tetapkan.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Rukaesih, 2004. Kimia Lingkungan, Andi, Yogyakarta

Alaerts, G dan Santika,S,S, 1987. Metode Penelitian Air, Usahan Nasional, Surabaya-

Indionesia

DEPKES RI. Kepmenkes no 1402/ Kep/X/2004 Tentang persyaratan lingkungan rumah

sakit. Jakarta

Ginting, P, 2008. Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri, Pustaka Sinar

Harapan, Jakarta.

Keputusan Menteri Negara Lingkungan hidup Nomor: 58Kep/MenLH tahun 1995, Baku

mutu limbah cai kegiatan rumah sakit .

Rasyidin, 2008. Penurunan Kadar Parameter, BOD, COD, dan TSS Air LimbahDomestik

RSUD. H. Padjogaya DG. Ngalle dengan sistem UAASB, Tesis Tidak Diterbitkan,

Makassar, Kesehatan Masyarakat UNHAS.

Said.N, 2008. Uji Performance Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit dengan Proses Biofilter

Celup, Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan. Badan Pengkajian

dan Penerapan Teknologi (BPPT), Jakarta

Said.N, dkk, 2008. Teknologi Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Sistem Biofilter

Anaerob-Aerob, Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan. Badan

Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Jakarta

Walhi, 2010. Pencemaran limbah londri, Pencemaran limbah Rumah Sakit(Online)

(http;//www.Community.um.ac.id), 2010, diakses 09 Desember 2014.