analisis chemical oxygen demand

8/13/2019 analisis chemical oxygen demand

1/18

1

STUDI KINERJA BOEZEM MOROKREMBANGAN PADA

PENURUNAN KANDUNGAN TOTAL SOLIDDAN ZAT ORGANIK

SEBAGAIPERMANGANATE VALUE(PV)

STUDY ON THE PERFORMANCE OF BOEZEM

MOROKREMBANGAN ON REMOVAL OF TOTAL SOLIDS AND

ORGANIC MATTERS AS PERMANGANATE VALUE (PV)

Hasriyani dan Joni Hermana

Jurusan Teknik Lingkungan FTSP

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya 60111

Email: [email protected]

Abstrak

Secara alami boezem memiliki kemampuan untuk pemulihan diri (self purification) dan mengolah bahan

pencemar yang masuk kedalamnya. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk menentukan beban pencemar yang

masuk ke dalam boezem dan kemampuan alaminya dalam menurunkan kandungan bahan pencemar yang masuk

kedalamnya. Penelitian dilaksanakan dengan pengumpulan data primer (debit dan kualitas air) di boezem dan data

sekunder (dimensi boezem). Pengambilan sampel dilakukan secara acak selama 30 hari yang mewakili musim kemarau.

Selanjutnya dengan prinsip neraca massa dihitung kinerja Boezem Morokrembangan dalam menurunkan kandungan

TS, TSS, zat organik (PV) dan COD secara alami pada saat ini. Hasil penelitian menunjukkan beban rerata PV, TS,

TSS, dan COD yang masuk ke dalam boezem secara berurutan adalah 13,71 kg/hari, 223,32 kg/hari, 26,99 kg/hari, dan

18,69 kg/hari. Kinerja boezem saat ini untuk menurunkan bahan pencemar pada kondisi normal untuk tiap parameter

PV, TS, TSS, dan COD adalah 8,92 %, 19,22 %, 14,23 % dan 12,06 % dengan nilai konstanta kecepatan reaksi (k) di

kondisi normal sebesar 0,07 /hari, 0,17 /hari 0,12 /hari, dan 0,12 /hari, berurutan.

Kata kunci : Air limbah domestik, Boezem Morokrembangan, pemulihan diri, dan kualitas air.


2/18


3/18

3

syarat untuk dimanfaatkan sebagai tempat rekreasi, memancing dan wisata air. Oleh karena itu,

diperlukan suatu upaya pemulihan diri (self purification) pada boezem.

Tujuan penelitian ini adalah mengkaji besarnya beban pencemaran pada Boezem

Morokrembangan ditinjau pada kandungan zat organik sebagai PV, TS, TSS dan COD rerata di

musim kemarau yang masuk ke dalam Boezem Morokrembangan, serta menganalisis kinerja

eksisting Boezem Morokrembangan dalam menurunkan kandungan zat organik sebagai PV, TS,

TSS dan COD rerata melalui analisis neraca massa bahan pencemar. Hasil penelitian ini diharapkan

dapat memberikan informasi tentang kemampuan Boezem Morokrembangan pada saat ini

khususnya informasi tentang beban bahan cemaran padatan dan organik yang masuk pada musim

kemarau, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pertimbangan untuk pengelolaan oleh Pemerintah

Kota Surabaya dan instansi lain yang terkait.

METODOLOGI

Penelitian Lapangan

Pengukuran Debit Air

Pelaksanaan penelitian ini dilakukan dengan mengukur kecepatan air di saluran inlet serta outlet

Boezem Morokrembangan Selatan menggunakan alat current meter Model 201 Portable Water

Current Meter. Pelaksanaan pengukuran debit air dilakukan pada dua kondisi yaitu saat tidak hujan

dan saat hujan.

Metode Sampling

Pengambilan sampel air dilakukan pada tiga lokasi saluran yaitu pada inletPurwodadi, inletGreges

dan outletdi Boezem Morokrembangan Selatan. Untuk lebih jelasnya, lokasi pengambilan sampel

air dapat dilihat pada Gambar 1.


4/18

4

Gambar 1. Lokasi Pengambilan Sampel Air

Pengambilan sampel air pada inlet Purwodadi dilakukan sebelum bar screen/trash rack, pada

inletGreges dilakukan setelah bar screen, sedangkan pada outletdilakukan setelah pintu air.

Pengambilan sampel dilakukan pada pagi hari selama 30 hari selama bulan April 2010 secara

berturut-turut yaitu pada pagi hari sekitar pukul 07.00-08.00 WIB. Pengawetan sampel

dilakukan sesuai dengan jenis analisis terhadap sampel air sesuai Standar Methods.

Penelitian Laboratorium

Analisis zat organik sebagai PV, COD, TS, dan TSS air sampel dilakukan di laboratorium

Teknik Lingkungan ITS Surabaya berdasarkan standar methods dan SNI. Zat organik sebagai

PV, TS, dan TSS akan dilakukan pada setiap saat setelah pengambilan sampel, sedangkan

khusus untuk analisis COD hanya dilakukan sebanyak enam kali (lima kali analisis TS, TSS dan

PV = satu kali analisis COD).

Data-data yang ada akan dianalisis dengan analisis statistik dengan bantuan program Microsoft

Excel untuk ditampilkan dalam bentuk tabulasi atau grafik. Dengan prinsip neraca massa

dilakukan perhitungan kinerja boezem saat ini.


5/18

5

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sampel Air

Sampel air limbah domestik Boezem Morokrembangan Selatan sangat berbau dan sedikit

keruh dengan temperatur berkisar antara 29- 30C, sedangkan pH antara 7,31 - 7,52.

Penentuan Debit Air

Pengukuran kecepatan air digunakan untuk menghitung debit air dengan rumus Q = A x v,

dimana Q adalah debit air, A adalah luas penampang basah saluran, dan vadalah kecepatan aliran

air. Koreksi alat current metersebesar 1,2 sehingga debit air sesungguhnya adalah 1,2 x Q hitung.

Hasil perhitungan debit air yang dilakukan untuk ketiga saluran dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil Perhitungan Debit Air Tiap Saluran

Nama SaluranDebit Air (m

3/detik)

Saat Normal (Tidak Hujan) Saat Hujan

Inlet Purwodadi 0,51 2,56

Inlet Greges 3,46 39,61

Outlet Boezem 1,82 22,18

Sumber: Hasil Perhitungan Debit Air

Dari hasil perhitungan diketahui bahwa dari ketiga saluran, debit air terbesar yang masuk

adalah dari saluran Greges. Debit air limbah yang masuk ke boezem saat hujan mengalami

peningkatan yang saat tinggi dibandingkan dengan saat tidak terjadi hujan. Hal ini dikarenakan

peningkatan volume air karena penambahan volume air hujan serta kecepatan air yang juga semakin

cepat yang disebabkan oleh sampah pada trash rack yang diangkut sehingga memperlancar laju

aliran air yang masuk ke dalam boezem. Debir air yang masuk dengan yang keluar cukup berbeda

jauh karena adanya waktu tinggal air dalam boezem sehingga air yang masuk tidak semuanya

keluar tapi masih ada yang tertampung dalam boezem.


6/18

6

Perhitungan Parameter Bahan Pencemar

Analisis zat organik sebagai PV, TS, TSS, dan COD dilakukan untuk tiga sampel air, yaitu

sampel air Purwodadi, Greges, dan Outlet. Pengambilan sampel dilakukan selama 30 hari dimana

terdapat pengambilan saat hujan sebanyak tujuh hari. Untuk COD hanya dilakukan enam kali dan

terdapat satu data saat hujan. Hasil analisis mendapatkan konsentrasi yang selanjutnya dikalikan

dengan debit air tiap saluran sehingga didapatkan beban dari tiap parameter bahan pencemar.

Konsentrasi yang masuk ke dalam boezem berfluktuatif tiap harinya dan tidak memiliki pola

khusus, sedangkan beban berfluktuatif dan terbagi atas dua pola yaitu saat hujan dan saat hujan.

Analisis Zat Organik dalam Angka Permanganat

Konsentrasi PV yang masuk ke dalam boezem berkisar antara 11,85 mg/L hingga 66,46

mg/L. Konsentrasi tertinggi berada di inletPurwodadi dan terendah pada inletGreges. Nilai PV ini

merupakan indikasi dari banyaknya bahan organik yang masuk ke dalam boezem. Zat organik

dalam angka permanganat mengalami penurunan konsentrasi menjadi relatif kecil saat terjadi hujan

karena terjadi pengenceran oleh air hujan sehingga konsentrasi pencemar (PV) akan berkurang.

Dengan asumsi nilai PV merupakan nilai BOD, maka menurut kriteria mutu air berdasarkan kelas

air III pada lampiran 1 Perda Kota Surabaya No. 2/2004 konsentrasi BOD yang seharusnya masuk

ke dalam boezem adalah 6 mg/L sehingga kandungan pencemar organik yang masuk ke boezem

sangat besar melebihi kadar seharusnya.

Beban yang diterima boezem terjadi peningkatan yang sangat signifikan saat terjadi hujan

dimana debit air yang masuk ke dalam boezem menjadi tinggi. Kondisi debit air yang tinggi

berpotensi mempercepat proses kontaminasi badan air oleh polutan. Beban PV terbesar yang

diterima boezem adalah 195,80 kg/hari dan yang terendah adalah 1,10 kg/hari. Beban PV rerata

yang masuk ke dalam boezem saat tidak hujan dan saat hujan berurutan adalah di inlet Purwodadi


7/18

7

sebesar 2,12 kg/hari dan 6,76 kg/hari, sedangkan di inlet Greges sebesar 11,58 kg/hari dan 102,41

kg/hari. Grafik beban PV dapat dilihat pada Gambar 2 berikut ini.

Gambar 2. Beban Angka PermanganatInlet Purwodadi danInletGreges

Analisis Total Solid

Konsentrasi TS yang masuk ke dalam boezem berkisar antara 116 mg/L hingga 940 mg/L.

Konsentrasi TS tertinggi dan terendah berada pada inletGreges. Nilai TS ini merupakan indikasi

dari banyaknya bahan padatan yang masuk ke dalam boezem. Dengan nilai TSS yang sebagian

mengalami penurunan saat terjadi hujan dan nilai TDS yang juga mengalami penurunan

menyebabkan nilai TS menjadi kecil. Hal ini disebabkan terjadinya pengenceran oleh air hujan

sehingga konsentrasi TDS berkurang dan mengakibatkan konsentrasi TS pun mengalami

penurunan. Hal ini juga disebabkan oleh pengambilan sampel yang dilakukan setelah bar screen

sehingga tidak terjadi aliran turbulen saat hujan karena tertahan oleh adanya bar screensehingga

tidak mempengaruhi kadar TS dalam sampel air.

Menurut kriteria mutu air berdasarkan kelas air III pada lampiran 1 Perda Kota Surabaya

No. 2/2004 konsentrasi residu tersuspensi yang dapat diterima boezem adalah 1400 mg/L. Nilai

konsentrasi TS saat ini masih berada pada kriteria tersebut, namun karena adanya TS dapat

menyebabkan pendangkalan sehingga volume efektif boezem dapat berkurang jika tidak dilakukan

pengerukan sesering mungkin. Oleh karena itu, konsentrasi TS yang masuk harus kecil agar

pendangkalan dan pengerukan tidak terjadi dengan cepat.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

200.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Hari Ke-

BebanAngkaPermanganat(kg/hari)

AngkaPermanganat

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Hari Ke-

BebanAngkaPermanganat(kg/hari)

Angka

Permanganat


8/18

8

Beban (massa) TS terbesar yang masuk ke boezem yaitu di inlet Greges sebesar 3121,14

kg/hari dan yang terendah adalah 19,74 kg/hari pada inletPurwodadi. Beban TS rerata yang masuk

ke dalam boezem saat tidak hujan dan saat hujan berurutan adalah inletPurwodadi sebesar 26,33

kg/hari dan 93,93 kg/hari, sedangkan di inletGreges sebesar 196,99 kg/hari dan 1679,86 kg/hari.

Grafik beban TS dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini.

Gambar 3. Beban Total Solid InletPurwodadi danInlet Greges

Walaupun konsentrasi total solid yang masuk ke dalam boezem mengalami penurunan saat

hujan tetapi beban yang masuk ke dalam boezem ternyata tidak mengalami penurunan bahkan

meningkat sangat tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa pengenceran yang ditandai dengan

bertambahnya debit air yang masuk ke dalam boezem tidak mengurangi bahan pencemar yang

masuk karena penambahan debit air juga diikuti dengan peanambahan kuantitas dan kualitas limbah

yang masuk ke sungai atau boezem (Razif, 2004).

Analisis Total Suspended Solid

Konsentrasi TSS yang masuk ke dalam boezem berkisar antara 20 mg/L hingga 232 mg/L.

Konsentrasi TSS tertinggi berada pada inlet Greges dan terendah berada pada inlet Greges dan

Purwodadi. TSS mengalami penurunan konsentrasi saat terjadi hujan. Namun, beban TSS yang

masuk ke dalam boezem mengalami peningkatan sangat besar. Sebagian besar konsentrasi TSS

mengalami penurunan menjadi relatif kecil saat terjadi hujan. Hal ini disebabkan terjadinya

pengenceran oleh air hujan sehingga konsentrasi TSS berkurang. Hal ini juga disebabkan oleh

pengambilan sampel yang dilakukan setelah bar screensehingga tidak terjadi aliran turbulen saat

0.0020.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Hari Ke-

Beban

TS(

kg/hari)

Total Solid

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

3000.00

3500.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Hari Ke-

BebanTS(kg/hari)

Total Solid


9/18

9

hujan karena tertahan oleh adanya bar screen sehingzga tidak mempengaruhi kadar TSS dalam

sampel air. Menurut kriteria mutu air berdasarkan kelas air III pada lampiran 1 Perda Kota Surabaya

No. 2 /2004 konsentrasi residu tersuspensi yang dapat diterima boezem adalah 400 mg/L.

Nilai beban TSS terbesar yang masuk adalah 424,37 kg/hari dan yang terendah adalah 0,88

kg/hari. TSS merupakan zat-zat yang tersuspensi yang ada di dalam air. Beban TSS rerata yang

masuk ke dalam boezem saat tidak hujan dan saat hujan berurutan adalah di inletPurwodadi sebesar

4,48 kg/hari dan 17,18 kg/hari, sedangkan di inletGreges sebesar 22,51 kg/hari dan 279,65 kg/hari.

Grafik beban TSS dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Beban Total Suspended Solid InletPurwodadi danInletGregres

Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)

Konsentrasi COD yang masuk ke dalam boezem berkisar antara 33,74 mg/L hingga 104,98

mg/L. Konsentrasi tertinggi berada di inletPurwodadi dan terendah pada inletGreges. Angka COD

merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organis yang dapat dioksidasikan melalui

proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air (Alaerts, 1984).

Nilai COD mengalami penurunan konsentrasi saat terjadi hujan. Hal ini disebabkan terjadinya

pengenceran oleh air hujan sehingga konsentrasi pencemar organik akan berkurang. Berdasarkan

kriteria mutu air untuk air kelas III pada lampiran 1 Perda Kota Surabaya No. 2/2004 konsentrasi

COD pada boezem seharusnya adalah 50 mg/L, sehingga konsentrasi COD berdasarkan pada

penelitian ini masih berada jauh di atas yang seharusnya.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Hari Ke-

Beban

TSS

(kg/hari)

Total

Suspended

Solid

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

450.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Hari Ke-

Beban

TSS(

kg/hari)

Total

Suspended

Solid


10/18

10

Beban terbesar yang masuk terjadi pada inletGreges dengan massa sebesar 115,34 kg/hari

dan massa terendah yang masuk adalah 2,50 kg/hari pada inletPurwodadi. Beban COD rerata yang

masuk ke dalam boezem saat normal adalah di inlet Purwodadi sebesar 3,40 kg/hari dan inlet

Greges sebesar 15,29 kg/hari, sedangkan saat hujan adalah inletPurwodadi sebesar 14,01 kg/hari

dan inletGreges sebesar 115,34 kg/hari.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

1 2 3 4 5 6

Data Ke-

BebanCOD(kg

/hari)

Purw odadiGreges

Outlet

Gambar 5. Beban COD Pada Kali Purwodadi, Kali Greges dan Outlet Boezem

Hasil analisis angka permanganat (PV) yang ada dibandingkan dengan angka COD di atas

untuk menentukan rasio PV/COD. COD merupakan gambaran tentang aktivitas kebutuhan oksigen

dalam proses-proses reaksi kimia dalam perairan yang secara umum kebutuhannya akan lebih tinggi

dari kebutuhan oksigen dalam proses biologi. Dari ketiga titik sampel rasio PV/COD bervariasi

antara 0,41 hingga 0,92. Rasio PV/COD ini menunjukkan bahwa nilai konsentrasi COD lebih besar

dibandingkan dengan PV. Hal ini disebabkan COD menggunakan oksidasi kimiawi yang lebih kuat

(K2Cr2O7) daripada PV (KMnO4).

Jika diinginkan kualitas air boezem memenuhi kriteria mutu air kelas II Perda Kota

Surabaya No. 2/ 2004 sesuai dengan pemanfaatannya untuk tempat rekreasi dan memancing, maka

beban maksimum bahan pencemar yang boleh masuk ke dalam boezem dapat dicari dengan

Persamaan 1, yaitu:

).1( deo tkSS += (1)


11/18

11

Inputo QxSBoezemditerimadapatyangrerataPVMaksimumBeban = .....................................(2)

Dimana, konsentrasi effluen (Se) yang keluar dari boezem sesuai dengan rencana peruntukkan

boezem yaitu kriteria air kelas II Perda Kota Surabaya No. 2/2004, nilai kdan tdsebesar didapatkan

dari perhitungan nilai kBoezem Morokrembangan.

Dari hasil perhitungan dengan rumus di atas diketahui bahwa nilai beban maksimum PV,

TS, TSS dan COD yang dapat diterima boezem yaitu 1,12 kg/hari, 437,92 kg/hari, 19,76 kg/hari dan

9,98 kg/hari, berurutan. Beban PV, TS, TSS dan COD saat ini yang masuk dari kedua inlet (saat

normal) adalah 13,71 kg/hr, 223,32 kg/hr, 26,99 kg/hr, dan 18,69 kg/hr, berurutan. Nilai ini masih

melebihi nilai beban maksimum yang dapat diterima boezem. Agar beban yang masuk sesuai

dengan yang seharusnya, maka air limbah harus diolah terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam

boezem. Upaya yang dapat dilakukan antara lain yaitu menggunakan fitoremidiasi (dengan enceng

gondok) ataupun biofilter pada saluran inlet boezem.

Perhitungan Kinerja Eksisting Boezem Morokrembangan

Boezem diibaratkan sebuah reaktor alam dimana reaktor ini memiliki kemampuan untuk

mengolah bahan pencemar yang masuk ke dalamnya. Kemampuan ini menyebabkan terjadi

akumulasi massa bahan pencemar pada reaktor. Jika pada sistem tidak terjadi reaksi, seperti unit

operasi, maka tidak terdapat penurunan karena rekasi, maka persamaan mass balancepada reaktor

boezem menjadi :

Akumulasi = MassaInlet Massa Outlet

= (massa inletPurwodadi + massa inlet Greges) massa inlet outlet

= ( Q1x C1) + (Q2 x C2) (Q3x C3) ........................................................................(3)

Tak berbeda jauh dengan beban, akumulasi parameter bahan pencemar ini pun tiap harinya

berfluktuatif dan terbagi menjadi dua dua pola yaitu saat tidak hujan dan saat hujan. Akumulasi PV


12/18

12

terbesar terjadi pada hari ke-23 yaitu sebesar 156,91 kg/hari. Akumulasi PV mengalami negatif (-)

pada hari ke-26 yaitu sebesar -0,32 kg/hari atau tidak terjadi akumulasi (nol). Hal ini dapat terjadi

karena pada outlet terjadi peningkatan kandungan zat organik yang dikarenakan oleh adanya

pembuangan air limbah maupun sampah organik yang berasal dari lingkungan disekitar outlet

boezem sehingga berpengaruh pada hasil analisis PV outlet. Akumulasi TS terbesar terjadi pada

hari ke-23 yaitu sebesar 2336,41 kg/hari. Nilai akumulasi terendah pada hari pertama yaitu sebesar

56,85 kg/hari. Sedangkan untuk akumulasi TSS terbesar terjadi pada hari ke-17 yaitu sebesar

293,00 kg/hari. Nilai akumulasi terendah pada hari ke-empat yaitu sebesar 5,13 kg/hari. Untuk

akumulasi COD terbesar terjadi pada data ke-empat yaitu sebesar 80,07 kg/hari. Nilai akumulasi

terendah pada data ke-3 yaitu sebesar 6,47 kg/hari. Akumulasi PV, TS, TSS dan COD terbesar

terjadi saat hujan disebabkan debit (beban) yang masuk ke dalam boezem sangat tinggi.

Dari perhitungan akumulasi parameter uji dapat diketahui bahwa akumulasi terbesar yang

terjadi pada boezem adalah akumulasi Total Solidyaitu sebesar 2336,41 kg/hari. Akumulasi yang

terjadi pada boezem ini menunjukkan terjadinya pengendapan bahan pencemar pada boezem.

Efisiensi

Untuk mengetahui seberapa besar kemampuan boezem dalam menurunkan kandungan

bahan pencemar yang masuk ke dalamnya dapat menggunakan rumus berikut ini :

%100

=input

outputinput

CCCEfisiensi ......................................................................................................(4)

Dimana Cinputadalah konsentrasi bahan pencemar yang masuk ke dalam boezem yaitu dari

inlet Purwodadi dan Greges, sedangkan Coutputadalah konsentrasi bahan pencemar yang keluar di

outlet boezem. Cinputdapat dihitung terlebih dahulu dengan rumus :

21

2211 ..

QQ

CQCQC

input+

+= (Eckenfelder, 1991).......................................................................................(5)


13/18

13

Berikut ini disajikan hasil perhitungan efisiensi untuk tiap parameter.

Tabel 2. Hasil Perhitungan Efisiensi (%) Penurunan Bahan Pencemar

Parameter

Konsentrasi Input Rerata(mg/L)

Konsentrasi Output Rerata(mg/L)

Efisiensi (%)

Saat NormalSaat

Hujan

Saat

NormalSaat Hujan

Saat

NormalSaat Hujan

PV 39,96 29,98 36,40 23,29 8,92 22,31

TS 651,07 487,07 525,91 327,43 19,22 32,78

TSS 78,68 81,51 67,48 74,29 14,23 8,86

COD 51,33 35,52 45,14 25,72 12,06 27,59

Sumber : Hasil Perhitungan

Nilai efisiensi boezem untuk tiap parameter berbeda-beda. Selain parameter TSS, nilai

efisiensi penurunan bahan pencemar untuk semua parameter lebih besar saat hujan dibandingkan

saat normal (tidak terjadi hujan), hal ini karena saat hujan terjadi pengenceran secara alami oleh air

hujan sehingga konsentrasi bahan pencemar mengalami penurunan. Pada kondisi normal, efisiensi

terbesar yang terjadi adalah pada parameter TS sebesar 19,22% sedangkan efisiensi terendah terjadi

pada parameter PV sebesar 8,92%. Saat kondisi hujan, parameter TS juga memiliki efisiensi

penurunan tertinggi sebesar 32,78%, namun parameter TSS justru memiliki efisiensi terendah

sebesar 8,86%.

Hasil penilitian di atas menunjukkan bahwa boezem memiliki kemampuan untuk

memulihkan atau purifikasi kondisi kualitas lingkungan air (kualitas air) dan dapat mengurangi

masukan bahan pencemar dari kedua inlet, walaupun tidak memiliki efisiensi yang cukup tinggi.

Hasil ini sejalan dengan penelitian Kumurur (2002) yang menyebutkan bahwa keberadaan Danau

Tondanau dapat mengurangi pengaruh masukan bahan pencemar dari inlet danau baik dari limbah

pertanian, rumah tangga dan erosi. Daerah genangan waduk sendiri merupakan daerah akumulasi

pengendapan bahan polutan, baik bahan terlarut maupun tersuspensi (Supangat dan Paimin, 2007).

Proses pemurnian diri boezem ini dapat diasumsikan sama dengan yang terjadi pada danau,

dimana terjadi akumulasi pada danau yang menyebabkan penurunan kandungan bahan pencemar

karena adanya pengaruh bentuk boezem yang memiliki panjang, lebar dan kedalaman tertentu


14/18

14

(faktor luasan boezem). Dalam hal ini boezem memiliki kedalaman kurang dari 2 m ( 1,6 m),

sehingga boezem dikategorikan sebagai danau dangkal dua dimensi. Dengan demikian proses

pemurnian diri yang terjadi pada Boezem Morokrembangan mengikuti persamaan berikut :

),(),()()( tCftCSCuy

CD

yCu

x

CD

xt

CRyyxx

++

+

=

(Qiuwen et al., 2008)........................(6)

dimana : u dan v = kecepatan pada arah x dan y (m/s) berurutan, C =konsentrasi(mg/L),Dx dan

Dy = koefisien difusi pada arah x dan y (m2/s), S (C, t) = sumber atau hilang (sink) oksigen

(mg/(L.dtk)), fR (C, t) = reaksi yang umumnya dinyatakan dengan persamaan kinematik orde

pertama.

Pada penelitian ini persamaan tersebut belum diterapkan karena adanya keterbatasan-

keterbatasan, salah satunya adalah keterbatasan data (dx, dy, serta koefisiem difusi boezem) yang

belum diketahui.

Perhitungan Nilai k Boezem Morokrembangan

Nilai k merupakan konstanta kecepatan dari reaksi yang terjadi pada boezem. Bahan

pencemar yang masuk ke dalam boezem memiliki waktu tinggal yang dapat diketahui dari

pembagian volume boezem dengan debit air yang masuk ke boezem. Volume boezem

Morokrembangan saat ini adalah sebesar 434.466 m3(Dept. PU, 2007). Waktu tinggal saat normal

(tidak terjadi hujan) adalah 1,27 hari dan saat hujan adalah 0,12 hari.

Nilai k berdasarkan Analisis (penelitian lapangan)

Nilai k berdasarkan analisis yang dilakukan dapat diketahui dengan menghitung nilai k

berdasarkan reaksi orde pertama dengan rumus sebagai berikut (Reynolds, 1995) :

kteC

C =

0

ktC

C=)ln(

0

..............................................................................................................(7)


15/18

15

Seluruh hasil perhitungan nilai k parameter bahan pencemar dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Nilai k Analisis (lapangan)

No. Parameter Kondisi Nilai K

1 PVNormal 0,07

Hujan 2,10

2 Total SolidNormal 0,17

Hujan 3,31

3 Total Suspended SolidNormal 0,12

Hujan 0,77

4 CODNormal 0,12

Hujan 2,69


Nilai kberdasarkan analisis (lapangan) saat normal jauh lebih kecil dibandingkan nilai k saat

hujan. Nilai ksaat hujan menjadi sangat besar karena td-nya kecil yang disebabkan oleh debit air

dan aliran air yang masuk ke dalam boezem sangat tinggi.

Nilai K secara Teoritis

Untuk menghitung nilai ksecara teoritis boezem diibaratkan sebuah kolam stabilisasi. Nilai

kberdasarkan fungsi temperatur, dimana kT= 0,25 (1,06)T-20

(Eckenfelder, 1991). Temperatur air

ada boezem yang digunakan adalah 29o

C. Nilai kadalah koefisien biodegradasi, berkisar antara

0,05-0,8/hari. Didapatkan nilai ksecara teoritis adalah 0,42/hari. Secara teoritis nilai kpada boezem

lebih besar dibandingkan dengan nilai khasil analisis.

Perbandingan Hasil Penelitian Lapangan dengan Hasil Perhitungan Teoritis

Boezem diibaratkan sebuah kolam stabilisasi dimana efisiensi proses untuk reaksi orde satu

berdasarkan persamaan (1), dimana Se dan Somerupakan konsentrasi effluen dan influen, dan k

adalah koefisien biodegradasi (0,05 0,8/hari), dimana nilai k secara teoritis didapatkan sebesar

0,42 /hari.


16/18

16

Selanjutnya dihitung effluen teoritis yang seharusnya keluar dari boezem. Perhitungan

menggunakan nilai konsentrasi saat normal (tidak terjadi hujan). Hasil perhitungan perbandingan

konsentrasi yang tersisihkan secara teoritis dan secara analisis dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Hasil Perbandingan Perhitungan Teoritis dan Analisis

A B (mg/L) C (mg/L) D (mg/L) 1 (mg/L) 2 (mg/L) (2) - (1) (mg/L)

PV 39,96 36,40 26,06 13,90 3,56 -10,34

TS 651,07 525,91 424,59 226,48 125,16 -101,32

TSS 78,68 67,48 51,31 27,37 11,20 -16,17

COD 51,33 45,14 33,47 17,86 6,19 -11,66


Keterangan : A = Parameter, B = Konsentrasi Input , C = Konsentrasi Output Analisis, D = Konsentrasi Output

Teoritis, 1 = Konsentrasi Tersisihkan Teoritis = B-D, 2 = Konsentrasi Tersisihkan Analisis = B-C, 2-1 = Perbedaan

antara Teoritis dan Analisis.

Dari Tabel 4 diketahui bahwa konsentrasi bahan pencemar yang dapat tersisihkan secara

teoritis lebih besar dibandingkan dengan hasil analisis yang telah dilakukan. Hal tersebut

ditunjukkan dengan nilai negatif (-) pada hasil perhitungan konsentrasi yang tersisihkan secara

teoritis dengan konsentrasi tersisihkan berdasarkan analisis. Namun, hal ini tetap menunjukkan

bahwa secara alami boezem pun bisa menyisihkan bahan pencemar yang masuk ke dalamnya (self

purification), hanya saja belum efektif. Untuk itu kemampuan boezem perlu ditingkatkan agar air

boezem memenuhi kriteria mutu air kelas II sesuai Perda Kota Surabaya No. 2/2004 sesuai rencana

pengembangan dan peruntukkannya.

Efisiensi (self purification) boezem dalam menurunkan bahan pencemar yang masuk secara

teoritis lebih besar dibandingkan dengan secara analisis lapangan karena secara teoritis digunakan

rumus orde satu dimana pada boezem dianggap terjadi reaksi secara sempurna sedangkan pada

lapangan tidak demikian, terdapat idle zone yang tidak mengalami reaksi secara sempurna, padatan

yang ada di dalam air limbah akan mengendap di daerah dekat bagian inlet, serta bagian outlet

terletak di bagian yang memungkinkan air limbah mengalami aliran singkat. Pada daerah idle zone


17/18

17

dapat dilakukan upaya peningkatan pengadukan dengan aerasi yaitu dengan menambahkan aerator

pada boezem sehingga dapat terjadi reaksi pencampuran secara sempurna sehingga kualitas air

boezem pun dapat mengalami peningkatan secara menyeluruh.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.

1. Besarnya beban zat organik (sebagai PV), total solid, total suspended solid, COD rerata yang

masuk ke Boezem Morokrembangan Selatan di saat tidak terjadi hujan adalah sebesar 13,71

kg/hari, 223,32 kg/hari, 26,99 kg/hari, dan 18,69 kg/hari, berurutan. Sedangkan saat hujan

sebesar 109,17 kg/hari, 1773,79 kg/hari, 296,83 kg/hari dan 129,36 kg/hari.

2. Boezem Morokrembangan Selatan memiliki kemampuan pemurnian alami untuk menurunkan

bahan pencemar yang masuk kedalamnya. Kinerja eksisting Boezem Morokrembangan Selatan

saat tidak hujan (normal) untuk tiap parameter PV, TS, TSS, dan COD berurutan adalah 8,92%,

19,22%, 14,23% dan 12,06%. Sedangkan saat hujan adalah 22,31%, 32,78%, 8,86% dan

27,59%.

Daftar Pustaka

Alaerts, G., dan Santika, S. S. 1984. Metoda Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional.

Anonim. 2007. Bantek Penanganan sampah di Morokrembangan Kota Surabaya. Surabaya:

Departemen PU, Direktorat Jenderal Cipta Karya, SatKer PIPS.

Anonim. 2004. Peraturan Daerah Kota Surabaya No 2 Tahun 2004 Tentang Pengelolaan

Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Surabaya.

Anonim. 2003. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No 112 Tahun 2003 Tentang

Baku Mutu Air Limbah Domestik. Jakarta.


18/18

18

APHA. 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21th edition.

American Public Health Association, Washington, D.C.

Eckenfelder, W.W. 1991. Principles of Water Quality Management. Boston: CBI Publishing.

Kumurur, V.A. April 2002. Aspek Strategis Pengelolaan Danau Tondano Secara Terpadu.

Ekoton2, 1:73-80.

Qiuwen C., Kui1 T., Chuanbao Z, and Ruonan L. 2009. Development and application of a two-

dimensional water quality model for the Daqinghe River Mouth of the Dianchi Lake.

Journal of Environmental Sciences21. 3:313318.

Razif, M. dan Yuniarto, A. 2004. Modul Ajar Pengelolaan Kualitas Air. Surabaya: Jurusan

Teknik Lingkungan FTSP-ITS.

Reynolds, T. D. and Richards P. A. 1995. Unit Operation and Processes in Environmental

Engineering. California: Texas A&M University, Brook/Cole Engineering Division.

SNI 06-6989.22-2004: Air dan air limbah - Bagian 22: Cara uji nilai permanganat secara titrimetri.

Socolofsky, S.A and Jirka, G.,H. 2002. Environmental Fluid Mechanics Part I: Mass Transfer

and Diffusion. Karlsruhe: Institut fur Hydromechanik, Universitat Karlsruhe.

Supangat, A.B. dan Paimin. Desember 2007. Kajian Peran Waduk Sebagai Pengendali Kualitas

Air Secara Alami. Forum Geografi21, 2:123 134.

Taguchi, K. dan Nakata, K. September 2009. Evaluation of biological water purification functions

of inland lakes using an aquatic ecosystem model. Ecological Modelling 220, 18:2255-

2271.

Vagnetti, R., Miana, P., Fabris, M., dan Pavoni, B. September 2003. Self-purification ability of a

resurgence stream. Chemosphere 52, 10:1781-1795.

Documents

analisis chemical oxygen demand