MAKALAH PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM HORIZONTAL SUBSURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLAND

PENDAHULUAN

Berbagai negara di dunia, sejak belakangan ini mengalami permasalahan karena  cadangan air  yang tersedia  tidak mencukupi. Negara Iran pun diramalkan akan mengalami kelangkaan air pada tahun 2025, hal ini berdasarkan pada persediaan air yang kurang dari 1000 m³ untuk air daur ulang bagi tiap orang per tahun. Selain itu, air tawar pun mulai mengalami kelangkaan secara alami serta kualitasnya makin hari makin memburuk. Masalah ini disebabkan oleh sumber air yang sudah tercemar oleh limbah industri, pertanian, dan perumahan. Limbah pertanian dan perumahan mengandung nutrien yang tinggi, yang merupakan bahan polutan dan dapat mencemari air permukaan tanah serta sistem air bawah tanah.

Pengolahan air limbah dengan menggunakan Constructed Wetland (CW) merupakan salah satu sistem pengolahan limbah yang digunakan di banyak negara. Sistem ini cukup potensial untuk digunakan sebagai solusi dalam menekan tingkat limbah yang meluas serta untuk mendapatkan akses air minum yang lebih aman. CW merupakan sistem pengolahan limbah yang sudah didesain dengan proses yang alami dan menggunakan substrat wetland, tanaman, serta memanfaatkan mikroba untuk membantu proses pengolahan air limbah. Sistem ini hampir serupa dengan proses yang terjadi di wetland secara alami, sehingga memberikan banyak manfaat dan lingkungan pun menjadi lebih terkontrol. Nitrogen (N) dan Fosfor (P) merupakan nutrient penting yang akan dihilangkan dalam sistem CW ini.

Mekanisme pemurnian air limbah dari N adalah dengan menggunakan tanaman dan mikroorganisme, amonifikasi, penguapan amoniak, serta pertukaran kation dari ammonium. Sedangkan mekanisme pemurnian air limbah dari P adalah dengan menggunakan proses adsorpsi kimia dan proses pemisahan zat padat dari zat cair pada substrat, serta menggunakan proses transformasi biologi, dan tanaman yang digunakan adalah dalam presentase yang lebih rendah. Gambar 1 di bawah ini menunjukkan sistem Constructed Wetland dalam 3 dimensi.

Gambar 1. Sel wetland tampak 3 dimensi

Limbah Industri di negara-negara berkembang menunjukkan jumlah dan jenis polutannya semakin meningkat, terutama ion logam berat dan menyebabkan emisi polutan tersebut ke biosfer. Kontaminasi jenis ion logam berat di dalam air merupakan masalah lingkungan yang serius, karena akan membahayakan ekosistem air serta kesehatan manusia. Ion logam berat tidak dapat mengalami degradasi melalui proses biologi. Beberapa ion logam berat yang terkandung dalam air limbah antara lain Ni, Mn, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Fe, Hg, dan unsur berbahaya lainnya seperti As, B, Na. Beberapa diantaranya dapat dihilangkan dengan sistem CW. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menentukan efisiensi dari sistem Horizontal Subsurface Flow Cunstructed Wetland (HSSF) dalam pengolahan air limbah dengan iklim Negara Iran, serta untuk menentukan pengaruh dari kerikil dan zeolit sebagai media dalam CW.

PEMBAHASAN

I.        Kajian Teori

A.   Air Limbah

Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga), yang lebih dikenal sebagai sampah, yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari Senyawa organik dan Senyawa anorganik, dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu. Kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.

Karakteristik limbah adalah :

1.      Berukuran mikro

2.      Dinamis

3.      Berdampak luas (penyebarannya)

4.      Berdampak jangka panjang (antar generasi)

Faktor yang mempengaruhi kualitas limbah adalah:

1.      Volume limbah

2.      Kandungan bahan pencemar

3.      Frekuensi pembuangan limbah

Air limbah terbentuk karena adanya pencemaran air. Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air seperti danau, sungai, lautan dan air tanah akibat aktivitas manusia. Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda.

Meningkatnya kandungan nutrient dapat mengarah pada eutrofikasi. Senyawa organik yang banyak terdapat pada air selokan (sewage) dapat merusak ekosistem, karena mempunyai nilai BOD yang tinggi dan nilai DO yang kecil, karena bakteri memerlukan oksigen untuk menguraikan zat organik, sehingga kandungan oksigen terlarut dalam air semakin kecil. Keadaan ini  berdampak buruk pada  ekosistem. Industri membuang berbagai macam polutan ke dalam air limbahnya seperti ion logam berat, toksin organik, minyak, nutrien dan padatan. Air limbah tersebut memiliki efek termal, terutama yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik, yang dapat juga mengurangi oksigen dalam air.

Indikasi pencemaran air dapat kita ketahui baik secara visual maupun pengujian pada parameter berikut:

1.    Perubahan pH (tingkat keasaman / konsentrasi ion hidrogen)

Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan memiliki pH netral dengan kisaran nilai 6.5 – 7.5. Air limbah industri yang belum terolah dan memiliki pH diluar nilai pH netral, akan mengubah pH air sungai dan dapat mengganggu kehidupan organisme didalamnya. Hal ini akan semakin parah jika daya dukung lingkungan rendah serta debit air sungai rendah. Limbah dengan pH asam / rendah bersifat korosif terhadap logam.

2.    Perubahan warna, bau dan rasa

Air normal dan air bersih tidak akan berwarna, sehingga tampak bening / jernih. Bila kondisi air warnanya berubah maka hal tersebut merupakan salah satu indikasi bahwa air telah tercemar. Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat bahwa air telah tercemar. Air yang bau dapat berasal dari limbah industri atau dari hasil degradasioleh mikroba. Mikroba yang hidup dalam air akan mengubah organik menjadi bahan yang mudah menguap dan berbau sehingga mengubah rasa.

3.    Timbulnya endapan, koloid dan bahan terlarut

Endapan, koloid dan bahan terlarut berasal dari adanya limbah industri yang berbentuk padat. Limbah industri yang berbentuk padat, bila tidak larut sempurna akan mengendap didasar sungai, dan yang larut sebagian akan menjadi koloid, dan akan menghalangi degradasi melalui reaksi biokimia. Banyaknya bahan-bahan organik dalam air diukur menjadi uji COD. Nilai BOD dan COD merupakan indikator adanya suatu polutan yang terkandung dalam air limbah.

DOWNLOADFILE