Study Self Purification Sungai Brantas Akibat Pembuangan Intalasi ...
Transcript of Study Self Purification Sungai Brantas Akibat Pembuangan Intalasi ...
Study Self Purification Sungai Brantas Akibat Pembuangan Intalasi
Pengolahan Air Limbah Rumah Potong Hewan Gadang, Kota Malang
Dengan Metode Streeter-Phelps. Moh. Ridha Pratama1, Rini Wahyu S.2, Riyanto Haribowo2
1Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya 2Dosen Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya
e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Kebutuhan masyarakat terhadap produk industri peternakan semakin meningkat, hal
ini menyebabkan keberadaan Rumah Pemotongan Hewan (RPH) sangat diperlukan dalam
proses pemotongan hewan. Setiap pemotongan hewan yang dilakukan oleh RPH
menghasilkan limbah dan dibuang ke sungai yang menyebabkan penurunan kualitas air
sungai dan kemampuan memurnikan diri, seperti Perusahaan Daerah RPH Kota Malang
yang telah membuang limbah RPH ke sungai Brantas. Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk membandingkan baku mutu yang diatur dalam 173/Men.Kes/Per/VIII/77 dan
Peraturan Menteri LH 02 tahun 2001 dengan hasil laboratorium dari kualitas pembuangan
IPAL RPH dan mengetahui kemampuan sungai untuk Self Purification (waktu dan jarak
pemurnian air) setelah tercampur dengan pembuangan dari Instalasi Pengolahan Air
Limbah (IPAL) RPH. Metode yang digunakan untuk menentukan Self Purification air
sungai dengan cara matematis yaitu Metode Streeter-Phelps. Dari proses pengolahan
sampel air pembuangan IPAL RPH di laboratorium menghasilkan BOD = 435 mg/l, COD
= 636 mg/l, TSS = 560 mg/l, NH3-N = 8,696 mg/l, Minyak Lemak = 121,261 mg/l, dan
e.coli = 36x105 /1l sampel dari keseluruhan hasil menunjukkan air pembuangan IPAL RPH
tidak sesuai baku mutu kelas III dan dari hasil Metode Streeter-Phelps dihasilkan jarak Self
Purification 20,46314 km dengan waktu 17 jam, 45 menit, 47 detik
Kata Kunci: RPH, Baku Mutu, Self Purification, Streeter-Phelps.
ABSTRACT
The social demand for the products livestock industry is increasing, this causes the
existence of slaughterhouse (RPH) is indispensable in the process of slaughterhouses.
Each slaughter carried out by the slaughterhouse waste produced and discharged into the
river causing a decrease in river water quality and ability to Self Purification, for regional
companies RPH Malang city dump waste into rivers Brantas. The purpose of this study
was to compare the quality standards regulated in 173/Men.Kes/Per/VIII/77 and PerMen
LH 02 in 2001 with the laboratory results of the quality of wastewater disposal RPH and
determine the ability of the river to Self Purification (time and distance of self purification)
after mixed with the disposal of Wastewater Treatment Plant (WWTP) RPH. The method
used to determine Self Purification of river water by means of a mathematical method that
Streeter-Phelps. Processing of samples of wastewater WWTP RPH in the laboratory
resulted are BOD = 435 mg / l, COD = 636 mg / l, TSS = 560 mg / l, NH3-N = 8.696 mg /
l, Oils Fats = 121.261 mg / l, and e.coli = 36x105 / 1l sample of the overall results show
wastewater of WWTP RPH not appropriate quality standards class III and The result of
Streeter-Phelps method produced within Self Purification 20.46314 km with a time of 17
hours, 45 minutes, 47 seconds
Keywords: Slaughterhouse, Standard quality, Self Purification, Streeter-Phelps.
PENDAHULUAN Kebutuhan masyarakat terhadap produk
industri peternakan semakin meningkat.
Daging adalah salah satu produk industri
peternakan yang dihasilkan dari usaha
pemotongan hewan. Seiring bertambahnya
permintaan masyarakat terhadap daging
yang sehat khususnya daging sapi dan babi
terus meningkat, hal ini menyebabkan
intensitas pemotongan juga meningkat,
oleh karena itu keberadaan Rumah
Pemotongan Hewan (RPH) yang sangat
diperlukan dalam pelaksanaannya harus
dapat menjaga kualitas, baik dari tingkat
kebersihannya, kesehatannya, ataupun
kehalalan daging untuk dikonsumsi.
Berdasarkan hal tersebut maka pemerintah
mendirikan Rumah Pemotongan Hewan
(RPH) di berbagai daerah seluruh
Indonesia. Rumah Potong Hewan (RPH)
juga menghasilkan limbah yang dapat
menjadi sumber pencemaran. Kotoran sapi
yang terdiri dari feces dan urine
merupakan limbah ternak yang terbanyak
dihasilkan dan sebagian besar manure
dihasilkan oleh ternak ruminansia seperti
sapi, kerbau kambing, dan domba. Proses pembusukan mikroba di dalam
air limbah, mengakibatkan terjadinya
kenaikan BOD, COD, NH3, H2S,
perubahan pH, serta menimbulkan bau
busuk seperti bau urea dan belerang. Selain
itu juga terjadi pemanfaatan oksigen
terlarut yang berlebihan, yang dapat
mengakibatkan terjadinya degradasi
kualitas air.
Rumah Potong Hewan (RPH) adalah
bangunan kompleks dengan desain dan
konstruksi khusus yang memenuhi
persyaratan teknis dan higienis tertentu,
yang digunakan sebagai tempat memotong
hewan potong selain unggas bagi konsumsi
masyarakat
Objek kajian pada studi ini adalah RPH
Gadang Kelurahan Ciptomulyo Kecamatan
Kedungkandang yang menghasilkan
limbah hewan ternak (sapi dan babi).
Kemudian limbah hewan tersebut
ditampung pada sebuah IPAL dari Rumah
Potong Hewan (RPH). Selanjutnya limbah
dari IPAL tersebut dialirkan ke sungai
Brantas yang kemungkinan air limbah dari
Rumah Potong Hewan (RPH) dapat
mempengaruhi kualitas air dari sungai
Brantas.
Rumah Potong Hewan (RPH) dalam
pengolahan limbah dan standart baku mutu
kualitas air limbah diatur oleh Peraturan
Menteri Kesehatan RI No. 173 Tahun 1977
tentang pencemaran air dari badan air
untuk berbagai kegunaan yang
berhubungan dengan kesehatan dan
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup RI
No. 02 Tahun 2006 tentang persyaratan air
limbah Rumah Potong Hewan (RPH) yang
diperuntukkan memenuhi kebutuhan air
baku kelas tiga. Tujuan dari penelitian ini
adalah mengamati limbah organik yang
dihasilkan oleh Rumah Potong Hewan
(RPH) yang sudah sesuai dengan baku
mutu Air Limbah Rumah Bagi Kegiatan
Rumah Potong Hewan sesuai Peraturan
Menteri Lingkungan Hidup RI No. 02
Tahun 2006 dan Peraturan Menteri
Kesehatan RI No. 173 Tahun 1977 serta
mengetahui jarak dan kemampuan Sungai
dalam (Self Purification).
METODE PENELITIAN
2.1. Lokasi Pengambilan dan Analisa
Sampel.
Letak geografis dari PD. RPH Kota
Malang, Jl. Kolonel Sugiono no. 176
Kecamatan Sukun, Malang, Jawa Timur
pada koordinat 8°0'16"LS,
112°37'46"BT.
Pada penelitian ini dilakukan analisa
sampel pada beberapa laboratorium yaitu:
Laboratorium Air Tanah Teknik
Pengairan FT-UB yang meliputi analisa
BOD, COD, dan NH3-N kemudian
Laboratorium Mikrobiologi ITN Malang
untuk analisa Total Bakteri Kloroform
serta Laboratorium Kimia analisa ITN
Malang untuk analisa Minyak Lemak 2.2. Persiapan Alat dan Bahan
Alat dan Bahan yang digunakan pada
penelitian ini sebagai berikut Meteran
untuk mengukur kedalaman serta jarak
pengambilan sampel, Botol Plastik
Polietilina untuk menyimpan sampel air
sungai yang akan di uji pada
laboratorium, Kayu dan Bambu untuk
mengukur panjang basah dalam sebuah
ketinggan, Currentmeter untuk mengukur
kecapatan air sungai, Horiba (Water
Quality Monitor) untuk mengukur (pH,
DO, dan Temperatur) dan Model 3150
Suspended Solids untuk mengukur TSS.
2.3. Lokasi Pengambilan Sampel
Pada penelitian ini dilakukan sekali
pengambilan sampel dalam satu waktu
dan sampel yang diambil sebanyak Dua
Belas (12) sampel dan Delapan (8)
sampel pada 4 titik, jarak pengambilan
sampel 5m sebelum pembuangan IPAL
RPH dan setelah pembuangan IPAL RPH
sejauh 20m masing-masing sampel
berjarak, seperti pada Gambar berikut.
Gambar 1. Titik Pengambilan Sampel
2.4. Pengolahan Data Primer.
Berikut data primer yang diuji pada
penelitian ini:
a. Biological Oxygen Demand (BOD)
b. Chemical Oxygen Demand (COD)
c. Total Suspended Solid (TSS)
d. Minyak Lemak
e. Amoniak Nitrogen (NH3-N)
f. Derajat Keasaman (pH)
g. Total Bactery Coloform (TBC)
2.5. Analisis Pencemaran Air Sungai
Berdasarkan Peraturan Menteri.
Untuk menetapkan pemurnian kembali
(Self Purification) air sungai setelah
tercampur Air Limbah dari IPAL RPH,
maka hasil uji sampel dari laboratorium
dianalisa dengan mengacu pada standar
baku mutu Air Limbah yang telah
ditetapkan oleh Peraturan Menteri
Lingkungan Hidup RI No. 02 Tahun
2006 dan Peraturan Menteri Kesehatan
RI No. 173 Tahun 1977. Baku mutu air
yang digunakan adalah baku mutu kelas
III yaitu air yang peruntukannya dapat
digunakan untuk pembudidayaan ikan air
tawar, peternakan, air untuk mengaliri
pertanaman, dan atau peruntukan lain
yang mempersyaratkan air yang sama
dengan kegunaan tersebut.
Tabel 1. Baku Mutu Air Limbah Bagi
Kegiatan Rumah Potong Hewan
Jenis
Parameter Satuan
Kadar Maksimum
yang Diperbolehkan
BOD mg/l 100
COD mg/l 200
TSS mg/l 100
Minyak
Lemak mg/l 15
NH3-N mg/l 25
pH - 6 – 9
Volume air limbah maksimum untuk sapi,
kerbau dan kuda : 1,5 m3/ekor/hari
Volume air limbah maksimum untuk
kambing dan domba : 0.15 m3/ekor/hari
Volume air limbah maksimum untuk babi
: 0.65 m3/ekor/hari
Sumber : Peraturan Menteri Lingkungan
Hidup RI No. 02 Tahun 2006
Tabel 2. Parameter Baku Mutu air sungai
untuk standart TBC
Jenis
Parameter Satuan
Kadar
Maksimum
yang
Diperbolehkan
Total
Bakteri
Koliform
Jumlah per 1
liter sampel 10.000
Sumber : Peraturan Menteri Kesehatan RI
No. 173 Tahun 1977
2.6. Analisis Self Purification dengan
Metode Streeter-Phelps.
Pemodelan kualitas air sungai
mengalami perkembangan yang berarti
sejak diperkenalkannya perangkat lunak
DOSAGI pada tahun 1970. Prinsip dasar
dari pemodelan tersebut adalah penerapan
neraca massa pada sungai dengan asumsi
dimensi satu dan kondisi tunak.
Pertimbangan yang dipakai pada
pemodelan tersebut adalah kebutuhan
oksigen pada kehidupan air tersebut
(BOD) untuk mengukur terjadinya
pencemaran dibadan air.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Kondisi Daerah Penelitian (RPH
dan Sungai Brantas Perusahaan Daerah Rumah Pemotongan
Hewan Kota Malang (PD. RPH)
merupakan RPH milik pemerintah Kota
Malang mulai dibangun sejak tahun 1937,
dan mulai beroperasi pada tahun 1938
hingga saat ini. Waktu operasional RPH
terbagi menjadi 2 bagian, yaitu operasional
kantor pada pukul 09.00 – 16.00 WIB dan
proses pemotongan pada pukul 23.00 –
07.00 WIB, dengan rincian pada pukul
23.00 – 05.00 dilakukan pemotongan sapi,
sedangkan pada pukul 05.00 – 07.00
dilakukan pemotongan babi.
Sungai Brantas memiliki Daerah
Aliran Sungai (DAS) seluas 11.800 km2
dan panjang utama 320 km. Sungai
Brantas bermata air di Desa Sumber
Brantas, Kecamatan Bumiaji Kota Batu.
Sungai Brantas yang menjadi objek pada
penelitian ini mengaliri di depan Rumah
Potong Hewan. Rumah Potong Hewan
tersebut membuang limbahnya ke sungai
Brantas. Air limbah tersebut mengalir
melalui gorong-gorong IPAL sepanjang
±150m sampai menuju pembuangan ke
Sungai Brantas. Sungai Brantas yang
digunakan untuk pengambilan sampel
pada penelitian yaitu sepanjang 25m
sebelum dan sesudah pembuangan IPAL
RPH dengan lebar sungai sebesar 5,63 m,
dan berikut adalah tabel pengukuran
lapangan dari setiap section :
Tabel 3. Data Fisik Sungai Brantas
daerah RPH Kota Malang
Sumber : Hasil Pengukuran di Lapangan
3.2. Pengambilan Sampel.
Pengambilan sampel yang dilakukan
pada penelitian ini mengacu terhadap
debit yang dihasilkan pada section
pertama yaitu debit pada titik l sungai
brantas sebelum tercampur dengan
buangan dari IPAL RPH, yaitu :
Q = ∑ Vi . Ai
n
n+1
Q = ∑( V1 . A1) + ( V2 . A2) + ( V3 . A3)
Q = 1,434954 m3/det
Perhitungan debit selanjutnya
dilakukan adalah perhitungan debit air
dari IPAL RPH yang akan dibuang ke
sungai brantas.
Q = V . A
Q = 0,12 x 0,0701
Q = 0,008412 m3/det
Debit sebesar 1,434954 m3/det
termasuk pada debit kurang dari 5 m3/det,
maka pengambilan sampel dilakukan
pada tengah sungai dengan dilakukan
pegambilan secara merata sampai dasar
sungai, sampel yang diambil sebanyak 4
titik pengambilan sampel, yaitu seperti
pada keterangan berikut.
Gambar 2. Titik Pengambilan sampel
Pengambilan sampel dilakukan
dengan mengambil air Sungai Brantas
pada lokasi penelitian dengan
menggunakan botol putih polietilina
masing-masing sebanyak 3 kali
pengulangan (BOD, COD, NH3-N) dan 2
kali pengulangan (Minyak Lemak dan
TBC) untuk pengujian sampel air di
laboratorium dan juga dilakukan
pengukuran langsung di lokasi penelitian
dengan menggunakan alat Model 3150
Suspended Solids dan Horiba berturut
dilakukan di 4 titik pengambilan sampel
yang dilakukan pada pukul 07.00-08.30
tanggal 3 September 2015.
Pendistribusian sampel ke
laboratorium dilakukan secara hati-hati
agar menjaga kualitas dari sampel dan
dilakukan secara tertutup agar tidak
terkontaminasi dengan zat-zat lain dari
luar sampel kemudian sampel
dimasukkan ke laboratorium langsung
pada hari pengambilan sampel.
3.3. Analisis Data Hasil Laboratorium
Gambar 3. Grafik Kadar BOD
Gambar 4. Grafik Kadar COD
Gambar 5. Grafik Kadar TSS
3.3.4. Analisa Minyak Lemak
Gambar 6. Grafik Kadar Minyak Lemak
3.3.5. Analisa NH3-N
Gambar 7. Grafik Kadar NH3-N
3.3.6. Analisa pH
Gambar 8. Grafik Kadar pH
3.3.7. Analisa TBC
Tabel 4. Tabel Kadar TBC
Sumber : Hasil Laboratorium
3.4. Perbandingan Pengukuran dengan
Standart Baku Mutu
Rumah potong hewan dalam
pengolahannya diatur oleh Peraturan
Menteri Lingkungan Hidup RI No. 02
Tahun 2006 tentang Baku Mutu Air
Limbah bagi Kegiatan Rumah Potong
Hewan untuk kegiatan pemotongan dan
Peraturan Menteri Kesehatan No 173
Tahun 1977 untuk mengetahui tingkat
bakteri yang ada pada pembuangan IPAL
tersebut, dan berikut ini adalah tabel
perbandingan antara Baku Mutu yang
ditetapkan dengan hasil lapangan yang
telah diukur dari pembuangan Instalasi
Pengolahan Air Limbah atau IPAL RPH.
Tabel 5. Perbandingan Standart Baku
Mutu pada IPAL RPH.
No. Parameter
Standar
Baku
Mutu
Hasil
Lab Keterangan
1 BOD
(mg/l) 100 435
Melebihi
Kadar
Maksimum
yang
diperbolehkan
2 COD (mg/l)
200 636
Melebihi
Kadar Maksimum
yang
diperbolehkan
3 TSS
(mg/l) 100 560
Melebihi
Kadar
Maksimum yang
diperbolehkan
4 Minyak
Lemak 15 121.261
Melebihi
Kadar
Maksimum
yang diperbolehkan
5 NH3-N
(mg/l) 25 8.696
Tidak Melebihi
Kadar
Maksimum
yang diperbolehkan
6 pH 6-9 7.42
Sesuai dengan Kadar
Maksimum
yang
diperbolehkan
7
TBC
(/1 liter
sampel)
10.000 36 x
105
Melebihi
Kadar
Maksimum
yang
diperbolehkan
Sumber : Hasil Laboratorium dan
Pengukuran Lapangan
3.5. Analisis dengan Metode Streeter-
Phelps
Pemodelan Streeter-Phelps hanya
terbatas pada dua fenomena yaitu proses
pengurangan oksigen terlarut
(deoksigenasi) akibat aktivitas bakteri
dalam mendegradasikan bahan organik
yang ada dalam air dan proses
peningkatan oksigen terlarut (reaerasi)
yang disebabkan turbulensi yang terjadi
pada aliran sungai. Langkah–langkah penggunaan metode
Streeter – Phelps :
Menentukan Temperatur, DO dan BOD setelah pencampuran antara air
limbah dan air sungai
Tc =Qs Ts + Ql Tl
Qs + Ql
Tc =38.97335 + 0.23124588
1.443366
Tc = 27,16192281ºC
BODc =Qs BODs + Ql BODl
Qs + Ql
BODc =530.93298+3.65922
1.443366
BODc = 370,3788228 mg/l
DOc =Qs DOs + Ql DOl
Qs + Qs
DOc =7.3900131+0.016596876
1.443366
DOc = 5.131484305 mg/l
Penentuan Konstanta laju
Deoksigenasi
Penentuan harga K’ mengacu pada
buku Metcalf dan Eddy. Menurut
Metcalf dab Eddy, nilai K’ (basis
logaritmit, 20⁰C) berkisar antara 0,05 sampai 0,3 hari-1, maka pada
penelitian ini digunakan nilai K’
sebesar 0,3 hari-1
Penentuan Konstanta Reaerasi Penentuan konstanta Reaerasi dilakukan dengan persamaan berikut.
𝐾′2 =
294 (𝐷𝐿𝑈)1
2⁄
𝐻3
2⁄
𝐾′2 =
294 (2,2831 x 10−40,32)1
2⁄
0,9465673
2⁄
K’2 = 2,72871 hari-1
Menentukan nilai BOD ultima Lo = BODc
1 − e−5 k′⁄
Lo = 476,757788
Menentukan defisit DO setelah
pencampuran dengan menggunakan
tabel kejenuhan oksigen.
Defisit DO = DO jenuh – DO
campuran
Defisit DO = 7.96 – 5.131484305
Defisit DO = 2.828515695 mg/l
Melakukan perhitungan laju reaksi terhadap temperatur campuran antara
air sungai dan air limbah. K`T = K` (1,047) T-20
K`T = 0,416848 hari-1
K`2T = K`2 (1,016) T-20
K`2T = 3,057241 hari-1
Menentukan waktu kritis air sungai
terhadap campuran air limbah agar
mengetahui Self Purification
(Pemurnian air ).
tc = 1
K`2−K` ln {
K`2
K`(1 −
Do (K`2−K`)
K`Lo)}
tc = 0,37873 ln{7,334186 (0,962421)}
tc = 17 jam, 45 menit, 47 detik
Menentukan jarak kritis air sungai
terhadap campuran air limbah agar
mengetahui Self Purification
(Pemurnian air ).
v = 0.32 m/s = 1.152 m/jam
Xc = tc v
Xc = 17,763144 x 1.152 Xc = 20,46314 km
Menentukan defisit oksigen kritik :
𝐷𝑐 = 𝐾′
𝐾′2 𝐿𝑜 𝑒−𝐾′𝑡𝑐
Dc = 47,74814166 mg/l
Gambar 9. Kurva Karakteristik Oksigen
Gambar 10. Denah Hasil Pengamatan
KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis laboratorium
dan analisis data, maka dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
Hasil analisis laboratorium untuk
standart baku mutu air kelas tiga yang
mengacu pada Peraturan Menteri
Kesehatan RI No. 173 Tahun 1977
untuk parameter Total Bakteri Coliform
dan Peraturan Menteri Lingkungan
Hidup RI No. 02 Tahun 2006
menunjukkan hasil sebagian besar
parameter tidak sesuai standart yang
ditentukan.
Total Waktu yang dibutuhkan untuk
Pemurnian Diri (Self Purification)
Sungai Brantas setelah tercampur
limbah Rumah Potong Hewan (RPH)
Gadang dengan analisa menggunakan
Metode Streeter-Phelps dimana
diketahui nilai BOD dan DO yaitu
sebesar 17jam, 45menit, 47detik, dan
jarak yang dibutuhkan untuk Pemurnian
Diri (Self Purification) Sungai Brantas
yaitu sebesar 20,46314 km.
DAFTAR PUSTAKA.
Hendrasarie, Novirina dan Cahyarani.
2007. Kemampuan Self Purification
Kali Surabaya,Ditinjau Dari
Parameter Organik Berdasarkan
Model Matematis Kualitas Air .
Surabaya.
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.
110 Tahun 2003, Pedoman
Penetapan Daya Tampung Beban
Pencemaran Air Pada Sumber Air.
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No
02 Tahun 2006, Baku Mutu Air
Limbah Bagi Kegiatan Rumah
Pemotongan Hewan.
Peraturan Menteri Kesehatan No 173
Tahun 1977, Pencemaran Air dari
Badan Air untuk Berbagai
Kegunaan yang Berhubungan
dengan Kesehatan.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia
No. 82 Tahun 2001, Pengelolaan
Kualitas Air dan Pengendalian
Pencemaran Air.
Widya, N . Budiarsa, W . dan Mahendra,
MS. 2008 . Studi Pengaruh Air
Limbah Pemotongan Hewan Dan
Unggas Terhadap Kualitas Air
Sungai Subak Pakel I Di Desa
Darmasaba Kecamatan Abiansemal
Kabupaten Badung. Denpasar.