Monday, May 5, 2008

MSLM mengolah limbah cair domestik dan air sungai

MENINGKATKAN EFISIENSI IPAL MSL-M (Multy Soil Layering Melafu) DENGAN MENAMBAH LAPISAN TANAH VULKANIK, ARANG KULIT KEMIRI DAN BIOMATERIAL UNTUK MENGHILANGKAN POLUTAN DALAM LIMBAH CAIR DOMESTIK DAN AIR SUNGAI

Aflizar, Oktoyurnal

Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh Sumatera Barat, 26271

Penelitian ini didanai program Due Like

Abstrak

Tanah Vulkanik dan biomaterial seperti arang kulit kemiri, seka,m geotekstil, batu bara, batu bata dibuat menjadi alat untuk mengolah limbah cair Domestik dari Rumah Makan dan air sungai dengan metoda Multy Soil Layering System (MSL) dan alatnya diberi nama MSL-Melafu (MSL-M)
MSL-M merupakan modifikasi dari MSL-sistem yang telah dikembangkan oleh T.Masunaga dan T.Wakatsuki di Shimane University Japan. MSL-Melafu terdiri dari balok campuran tanah vulkanik, arang, pelet besi dan lapisan permeabel berupa batu bara, batu bata, arang kulit kemiri dan campuran sekam dengan arang tempurung kelapa.. Komponen campuran tanah dan lapisan permeabel sangat tergantung dari komponen sumber alam lokal tetapi diperkaya dengan pelet besi. Limbah cairberasal dari Rumah makan dan air sungai dari Batang agam diambil setelah hujan. Limbah cair dan air sungai dimasukan dalam MSL-M dengan tenaga pompa.
Kondisi aerobik terjadi pada lapisan permeabel sedangkan kondisi anaerobik berlangsung di balok campuran tanah. Kondisi aerobik dan anaerobik yang terjadi silih berganti dalam MSL-M baik untuk efisiensi pemurnian limbah cair Domestik dari rumah makan .Nitrogen dipindahkan dengan 2 (dua) cara yaitu Nitrifikasi (aerobik) dan reduksi dibawah kondisi anaerobik. Pospat dipindahkan dengan pembentukan senyawa tidak larut dan bahan organik dipindahkan melalui dekomposisi dan absorbsi.
Hasil menunjukan bahwa MSL-M3 mampu dan efisien dalam pembersihan limbah cair domestik rumah makan namun belum efektif untuk mengolah langsung air sungai yang belum tercemar berat.

Key word : MSL-M3. Tanah Campuran, Limbah cair Domestik rumah makan, air sungai, Biomatrial

PENDAHULUAN
Di Sumatera Barat hampir seluruh industri kecil, industri besar, restoran, peternakan, pasar rakyat dan rumah tangga membuang semua limbah cairnya ke sungai atau laut tanpa diolah terlebih dahulu. Penyebabnya adalah mahalnya harga teknologi dan harga alat untuk mengolah limbah cair dan belum sampainya informasi bahaya yang ditimbulkan oleh limbah cair itu, akibatnya adalah terjadinya pencemaran sungai dengan matinya ikan-ikan serta masyarakat yang tinggal disepanjang sungai mengalami gatal-gatal dan penyakit lainnya.
Penemuan bahan alam yang lebih murah untuk mengabsorpsi racun atau kontaminan dalam limbah cair sebagai pengganti bahan kimia yang mahal seperti tawas, kapur dan polimer menjadi komponen penting dalam konservasi alam dan manusia terhadap bahaya limbah cair oleh sebab itu pencarian material alam dan meningkatkan potensi ekonomisnya sebagai penetral zat kimia beracun dalam limbah cair menjadi suatu keharusan. Hal ini didukung oleh pasal 43 (1) jo pasal 45 Undang-Undang nomor 23 Tahun 1997 tentang pengelolaan lingkungan hidup yang mengisyaratkan pentingnya ditemukan material dan alat pengolah limbah cair bersifat ekomonis, efisien dalam manajemen dan operasional
Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh aflizar et al (2005) memanfaatkan tanah vulkanik dan biomterial, dimana semua material disusun seperti batubata berdasarkan metoda MSL-M (Multy Soil Layering Melafu) digunakan untuk mengolah limbah cair domestik ternyata hasilnya sangat efektif, dimana efisiensi penghilangan BOD (46,39%), COD (82,3%), TSS (79%), Total Nitrogen (67,92%) dan Total Pospor (30%) dengan dimensi alat 50 cm x 30 cm x 30 cm dan kecepatan pengolahan limbah cair domestik 243,3 – 1718,3 liter/m2/hari. Walaupun alat MSL-M ini efektif, namun alat MSL-M masih belum sempurna menghilangkan BOD, Total Nitrogen sehingga masih berpeluang besar untuk ditingkatkan kemampuanya dengan modifikasi alat dan materialnya.
Penelitian ini bermaksud (1)meningkatkan efisiensi MSL-Melafu dengan meningkatkan tinggi MSL-M, tebal dan jumlah lapisan tanah campuran dan lapisan permeabel yang tersusun dari tanah vulkanik, limbah kemiri dan biomaterial untuk pengganti bahan kimia dalam mengolah limbah cair (2) Mengetahui efisiensi optimal MSL-Melafu mengolah limbah cair domestik dari rumah makan dan Air sungai.


BAHAN DAN METODA


Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilakukan secara bertahap, 1) tahap pertama adalah penumbukan biosorben arang tempurung kemiri; Arang Kulit kelapa, dan abu Sekam Padi serta pengambilan tanah vulkanis di sekitar Gunung Sago Payakumbuh 2) tahap kedua merekayasa bahan biomaterial dan tanah vulkanik dalam suatu alat sesuai dengan gambar . 3) tahap ketiga Pengambilan Limbah cair dari rumah makan dan air sungai batang agam di sekitar ibuh,Payakumbuh. 3) analisa Kualitas limbah cair domestik dan air sungai di Litbang Perindustrian Ulu Gadut Padang sebelum dan sesuadah di proses dalam MSL-Melafu. Parameter yang diukur yaitu pH, ORP, suhu, BOD, COD, TSS, T-N, bibit Ikan survival laju alir dan volume limbah cair domestik . Data dianalisa dengan statistik Korelasi dan Uji t yang diolah dengan Ms. Exel.

Analisis Data
Untuk menguji pengaruh alat MSL-M terhadap kualitas air yang dianalisis dilakukan analisis koefisien korelasi (r ) dimana nilai berkisar +1 dan –1 dengan alat Ms. Exel. Dimana +1 artinya sebab meningkatnya faktor A karena diikuti meningnya faktor B. arti –1 yaitu sebab meningkat faktor A akibat menurunya faktor B, formulanya yaitu:
Koefisien Korelasi antara dua parameter untuk melihat hubungan erat setiap parameter yang diuji
Korelasi (X,Y) atau r= (Box et al, 1970)…(1)
Dimana X dan Y nilai rata-rata parameter sample yang diuji
R2 = r x r F hit = …..(2)
Selanjutnya untuk mengobservasi bagaimana variabel tetap tunggal dipengaruhi oleh satu atau lebih nilai variable bebas digunakan ANALISIS MULTIPLE REGRESI dengan formula sederhana sebagai berikut:
Y = βX1+βX2+βX3+βX4+βX5…+ C Dimana
Y = Variabel tetap (komposisi Tanah Campuran atau parameter kualitas air)
X= Variabel bebas (Parameter kualitas air atau Komposisi tanah campuran)
C= intersep
β = koefisien
untuk mencari persamaan Multiple Regresi ini digunakan Ms. Untuk menilai variable bebas berpengaruh nyata maka diuji nilai koefisien > P-Value, tidak berpengaruh nyata bila koefisien < P-Value baik pada konfiden level 90% dan 99%. Bila ditemukan nilai koefisien negative maka dimutlakan jadi positif.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Komposisi dan performa MSL-M

Penelitian ini telah menghasilkan produk water treatment untuk untuk mengolah Limbah cair domestik dimana Gambar 1. Menunjukan bentuk, jenis material dan teknik penyusunan komponen MSL-M 1,2,3 dan 4. Selanjutnya menyajikan gambar material, ukuran, komposisi dari lapisan permebel dan tanah campuran berserta fungsi setiap material itu dalam pembersihan limbah cair domestik dimana semua material ini berasal dari sumber daya alami payakumbuh dan Kab. 50 Kota. Secara lengkap formula komposisi MSL-M1, MSL-M2, MSL-M3 dan MSL-M4 disajikan pada Tabel 1. secara umum lapisan tanah campuran berfungsi sebagai pembersih yaitu untuk Filter, Absorbsi, Dekomposisi, Nitrifikasi/ Denitrifikasi sedangkan Lapisan Permeabel berfungsi untuk Sebagai
Lapisan permeabel yang berkemampuan tinggi meloloskan air, mencegah kerugian akibat penyumbatan serta tidak membutuhkan areal yang besar dalam instalasi.

Alat MSL-M mempunyai kemampuan mengolah limbah cair domestik per hari berkisar 3,54 sampai 103,36 meter kubik per hari per meter persegi luas permukaan MSL-M data disajikan pada Tabel 2.
Dari survei lapangan diperoleh volume rata-rata limbah cair domestik yang dihasilkan oleh satu (1) rumah makan 368,1646 meter kubik per tahun sedangkan untuk satu (1) rumah tangga terdiri dari 1 ayah, 1 ibu dan 2 anak 242, 54 meter kubik per tahun sesuai data Tabel 3.
Selama alat MSL-M1,2,3 dan 4 beropearsi mengolah limbah cair domestik diberikan aerasi dari pompa aerator listrik rata-rata 47,368 meter kubik per hari per meter persegi luas permukaan MSL-M terekam dari Tabel 4. Sedangkan Tabel 5 . Merekam kwalitas air olahan MSL-M terhadap survival bibit ikan Mujair meningkat dari 10 hari menjadi > 16 hari.

Sebab terjadinya penurunan BOD dan COD setelah diolah MSL-M karena adanya biofilm maka mikroba ini menyerap dan kemudian mendekomposisikan bahan organik dalam limbah cair (Luanmannee. S. et al, 2001). COD menggambarkan bahan organik yang terdekomposisi dengan lambat, aerasi yang intensif bermanfat mengurangi COD (Luanmanee, S., et al, 2001). Efisiensi MSL-M memindahkan Nitrogen dari limbah sangat nyata dipengaruhi oleh aerasi dan suhu (Attanandana T. et al, 2002).
Terjadinya perubahan Nitrogen setelah diolah MSL-M Konsentrasi nitrat tertinggi selama periode aerasi disebabkan oleh oksidasi NH4+ - N dan inhibisi NO3-N (Nitrat reduksi) akan tetapi, dan total nitrogen penurunannya berkurang selama periode tanpa aerasi dibandingkan selama periode aerasi. (Wakatsuki T. et al, 1993). Efisiensi MSL-M dalam pemindahan total nitrogen tergantung pada apakah kondisi sistim aerobik atau anaerobik aerasi meningkatskan efisiensi MSL memindahkan N organik sampai 100%.(Attanandana, et al, 1997).
MSL-M efektif memindahkan pospor sebab kapasitas tanah dan pelet besi untuk adsobsi atau/ presipitasi pospor dari limbah cair (Attanandana, T. et al, 2000). hal ini meningkatkan pembentukn ion Ferrous yang tidak efektif mengikat pospor (Masunaga & Wakatsuki 1999, wakatsuki 2000).

Data yang disajikan Mengungkapkan bahwa MSL-M 1, 3 dan 4 mampu dan efektif merobah pH Basa air sungai Batang Agam sebelum hujan jadi mendekati netral secara alamiah tanpa penambahan bahan kimia hal ini disebabkan kemampuan buffer dari material MSL-M. secara alamiah tanpa penambahan bahan kimia hal ini tanda terjadi reaksi oksidasi dan reduksi dalam MSL-M saat mengolah air sungai.



Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
a. efisiensi MSL-M meningkat mengolah limbah cair domestik dari rumah makan dengan menambah tinggi alat dan tebal lapisan serta komposisi yang terdiri dari eff BOD(99.21%), eff COD(92,29%), eff TSS(81,25%), eff N-total(3,12%), P-total( %), dan eff pH(-29,95%)
b. MSL-M3 efektif mengolah limbah cair domestik dari Rumah Makan dan belum efektif mengolah air sungai yang belum tercemar berat secara langsung
Saran
a. Dilakukan penelitian lanjutan terhadap MSL-M1, MSL-M2,MSL-M3 dan MSL-M4 dengan mengukur parameter BOD, COD, TSS, N-total, N-NO3, N-NH3, P-total dan unsur logam lebih intensif.
b. Membuat formulasi regresi tentang korelasi antara parameter uji dari Limbah cair domestik untuk menemukan formulasi terbaik dari material penyusun MSL-M.

DAFTAR PUSTAKA
Attanandana, T., B. Saithiti, S. hongpae, S. Kritapirom, T. Wakatsuki. 1997. Wastewaater treatment study, using the Multy-Soil-Layring system. In: Soil Quality Management and Agro-Ecosystem Health. proceedings of the Fourth International Conference of East and Southeast Asia Federation of Soil Science Societies, Nov. 1997. Cheju, Korea. pp 417-426
Attanandana, T., B. Saithiti, S. hongpae, S. Luanmanee, Kritapirom, T. Wakatsuki. 2000.Multi-media-layering system for food service wastewater treatment. Ecol. Eng. 15:133-138.
Luanmanee, S., T. Attanandana, T. Masunaga, T.Wakatsuki. 2001. the Efficiency of Multy –Soil-Layering system on domestic wastewater treatment during the ninth and tent year of operation. Ecol. Eng. 18, 2: 185-199.
Masunaga, T., T. Wakatsuki. 1999. High quality water remediation by the Multy Soil Layering method. In : Chemistry for Protection of the Environment. Proceeding of the 12 th International Conference on Chemistry for Protection of the Environment, Nanjing University Press, Nanjing, China, pp. 303-309.
Wakatsuki, T., S. Luanmanee, T. Masunaga, T. Attanandana. 2000. High grade on-site treatment of domestic wastewater and poluited river water by Multy-Soil-Layering method. In: Managing Water and Waste in the New Millinium. Proceeding of the IWA (Int. Water Association) Conference, May 2000, Johannesburg south Africa.
Wakatsuki, T., H. Esumi, S. omura. 1993. Hight performance and N&P removable on-site domestic wastewater treatment system by Multy-Soil-Layering Method. Wat. Sci. Tech. 27, 1: 31-40