THE USE OF EQUISETUM HYEMALE AND DRACAENA … · bambu rejeki serta variasi waktu tinggal air...

23
THE USE OF EQUISETUM HYEMALE AND DRACAENA SANDERIANA PLANT FOR NITROGEN AND PHOSPHORIC REMOVAL IN GREY WATER WITH CONSTRUCTED WETLAND SYSTEM PENGGUNAAN BAMBU AIR (EQUISETUM HYEMALE) DAN BAMBU REJEKI (DRACAENA SANDERIANA) UNTUK PENYISIHAN NITROGEN DAN FOSFOR PADA GREY WATER DENGAN SISTEM CONSTRUCTED WETLAND Ratna Widya Danista Environmental Engineering Study Program Faculty of Civil Engineering And Planning Sepuluh Nopember Institute Of Technology Surabaya Abstract : Handling of grey water in Indonesia especially Surabaya today is directly discharged into the drainage channel that will culminate in a body of water without prior treatment. Grey water contains elements such as nitrogen, phosphate and potassium, which when present in excessive amounts in the body of water will cause eutrophication. Eutrophication will reduce the oxygen content dissolved in the water and harming living things that live in it. Subsurface constructed wetland system (SSF) of this water does not puddle on top of the planting medium, but the water flowing beneath the media so that it has various advantages. One advantage is that plants can adapt to more varied so it can be used as a park with good aesthetics. This study uses 9 reactor with variation types of plants is water bamboo and fortune bamboo, waste water residence time variation (td), is 4 days, 3 days and 2 days. Media used were sand and gravel. Waste stream in the reactor is in a vertical downflow. Waste water used is taken directly from the grey water boarding house in the Gebang Kidul 30, Surabaya. Observations were conducted every 3 days. The parameters studied were the number NH 3 N, NO 2 -N, NO 3 -N and the concentration of phosphorus compounds as total phosphorus. Equisetum hyemale and Dracaena sanderiana plant had no effect in decreasing the content of nitrogen and phosphorus compounds during waste water residence time (td) 4 days, 3 days and 2 days. As for the variations in waste water residence time (td) only affects the reduction of phosphorus in the Equisetum hyemale plants. The highest decrease in content of nitrogen and phosphorus compounds in the test reactor is in the Equisetum hyemale plants reactor when td 4 days is 86.5% and 81.7%. No significant difference in the reduction of nitrogen compounds and phosphorus content of each test reactor due to the lack of range between variation the of waste water residence time (td) 2 days, 3 days and 4 days. Key words: grey water, subsurface constructed wetland, Equisetum hyemale, Dracaena sanderiana, nitrogen, phosporus. Abstrak : Penanganan grey water di Indonesia khususnya Surabaya saat ini adalah langsung dibuang ke saluran drainase yang akan berujung di badan air tanpa pengolahan sebelumnya. Grey water mengandung unsur seperti nitrogen, fosfat dan potasium yang jika terdapat dalam jumlah yang berlebih di badan air akan menyebabkan peristiwa eutrofikasi. Eutrofikasi akan mengurangi kandungan oksigen terlarut dalam air dan membahayakan makhluk hidup yang hidup didalamnya. Sistem constructed wetland subsurface (SSF) ini air tidak menggenang di atas media tanam, tetapi air mengalir di bawah media sehingga memiliki berbagai keuntungan. Salah satu keuntungannya adalah tumbuhan yang dapat beradaptasi lebih bervariasi sehingga dapat digunakan sebagai taman dengan estetika yang baik. Penelitian ini menggunakan 9 reaktor dengan variasi jenis tumbuhan yaitu bambu air dan bambu rejeki serta variasi waktu tinggal air limbah (td) yaitu 4 hari, 3 hari dan 2 hari. Media yang digunakan adalah pasir dan kerikil. Aliran limbah di dalam reaktor adalah secara vertical downflow. Air limbah yang digunakan diambil langsung dari grey water rumah kos di Gebang Kidul No. 30, Surabaya. Pengamatan sampel dilakukan tiap 3 hari sekali. Parameter yang diteliti adalah jumlah NH 3 N, NO 2 -N, NO 3 -N dan konsentrasi senyawa fosfor sebagai total fosfor.

Transcript of THE USE OF EQUISETUM HYEMALE AND DRACAENA … · bambu rejeki serta variasi waktu tinggal air...

THE USE OF EQUISETUM HYEMALE AND DRACAENA SANDERIANA PLANT FOR NITROGEN AND PHOSPHORIC REMOVAL IN GREY WATER WITH

CONSTRUCTED WETLAND SYSTEM

PENGGUNAAN BAMBU AIR (EQUISETUM HYEMALE) DAN BAMBU REJEKI (DRACAENA SANDERIANA) UNTUK PENYISIHAN

NITROGEN DAN FOSFOR PADA GREY WATER DENGAN SISTEM CONSTRUCTED WETLAND

Ratna Widya Danista

Environmental Engineering Study Program Faculty of Civil Engineering And Planning

Sepuluh Nopember Institute Of Technology Surabaya

Abstract : Handling of grey water in Indonesia especially Surabaya today is directly discharged into the drainage channel that will culminate in a body of water without prior treatment. Grey water contains elements such as nitrogen, phosphate and potassium, which when present in excessive amounts in the body of water will cause eutrophication. Eutrophication will reduce the oxygen content dissolved in the water and harming living things that live in it. Subsurface constructed wetland system (SSF) of this water does not puddle on top of the planting medium, but the water flowing beneath the media so that it has various advantages. One advantage is that plants can adapt to more varied so it can be used as a park with good aesthetics.

This study uses 9 reactor with variation types of plants is water bamboo and fortune bamboo, waste water residence time variation (td), is 4 days, 3 days and 2 days. Media used were sand and gravel. Waste stream in the reactor is in a vertical downflow. Waste water used is taken directly from the grey water boarding house in the Gebang Kidul 30, Surabaya. Observations were conducted every 3 days. The parameters studied were the number NH3N, NO2-N, NO3-N and the concentration of phosphorus compounds as total phosphorus.

Equisetum hyemale and Dracaena sanderiana plant had no effect in decreasing the content of nitrogen and phosphorus compounds during waste water residence time (td) 4 days, 3 days and 2 days. As for the variations in waste water residence time (td) only affects the reduction of phosphorus in the Equisetum hyemale plants. The highest decrease in content of nitrogen and phosphorus compounds in the test reactor is in the Equisetum hyemale

plants reactor when td 4 days is 86.5% and 81.7%. No significant difference in the reduction of nitrogen compounds and phosphorus content of each test reactor due to the lack of range between variation the of waste water residence time (td) 2 days, 3 days and 4 days.

Key words: grey water, subsurface constructed wetland, Equisetum hyemale, Dracaena sanderiana, nitrogen

, phosporus.

Abstrak : Penanganan grey water di Indonesia khususnya Surabaya saat ini adalah langsung dibuang ke saluran drainase yang akan berujung di badan air tanpa pengolahan sebelumnya. Grey water mengandung unsur seperti nitrogen, fosfat dan potasium yang jika terdapat dalam jumlah yang berlebih di badan air akan menyebabkan peristiwa eutrofikasi. Eutrofikasi akan mengurangi kandungan oksigen terlarut dalam air dan membahayakan makhluk hidup yang hidup didalamnya. Sistem constructed wetland subsurface (SSF) ini air tidak menggenang di atas media tanam, tetapi air mengalir di bawah media sehingga memiliki berbagai keuntungan. Salah satu keuntungannya adalah tumbuhan yang dapat beradaptasi lebih bervariasi sehingga dapat digunakan sebagai taman dengan estetika yang baik.

Penelitian ini menggunakan 9 reaktor dengan variasi jenis tumbuhan yaitu bambu air dan bambu rejeki serta variasi waktu tinggal air limbah (td) yaitu 4 hari, 3 hari dan 2 hari. Media yang digunakan adalah pasir dan kerikil. Aliran limbah di dalam reaktor adalah secara vertical downflow. Air limbah yang digunakan diambil langsung dari grey water rumah kos di Gebang Kidul No. 30, Surabaya. Pengamatan sampel dilakukan tiap 3 hari sekali. Parameter yang diteliti adalah jumlah NH3N, NO2-N, NO3-N dan konsentrasi senyawa fosfor sebagai total fosfor.

Tumbuhan bambu air dan bambu rejeki tidak berpengaruh dalam penurunan kandungan senyawa nitrogen dan fosfor saat waktu tinggal air limbah (td) 4 hari, 3 hari maupun 2 hari. Sedangkan untuk variasi waktu tinggal air limbah (td) hanya mempengaruhi penurunan fosfor pada tumbuhan bambu air. Penurunan kandungan senyawa nitrogen dan fosfor tertinggi pada reaktor uji adalah pada reaktor tumbuhan bambu air saat td 4 hari yaitu sebesar 86,5 % dan 81,7 %. Tidak adanya perbedaan yang signifikan pada penurunan kandungan senyawa nitrogen dan fosfor antara reaktor uji tiap variasi disebabkan kurangnya range antar variasi waktu tinggal air limbah (td) 2 hari, 3 hari dan 4 hari.

Kata kunci : grey water, subsurface constructed wetland, bambu air, bambu rejeki, nitrogen, fosfor.

PENDAHULUAN

Berdasarkan tingkat kepadatan penduduk dan laju pertumbuhan penduduk di Indonesia, maka

air limbah grey water di lingkungan rumah tangga untuk masa yang akan datang potensial menjadi ancaman yang cukup serius terhadap pencemaran lingkungan perairan. Grey water merupakan bagian dari limbah cair domestik yang proses pengalirannya tidak melalui toilet, misalnya seperti air bekas mandi, air bekas mencuci pakaian, dan air bekas cucian dapur. Sebagian besar kandungan yang terdapat pada grey water adalah bahan organik yang mudah terdegradasi. Sekitar 60 – 85% dari total volume kebutuhan air bersih akan menjadi limbah cair domestik (Metcalf and Eddy, 2004). Bagian dari grey water adalah sekitar 75% dari total volume limbah cair domestik (Eriksson dkk., 2001).

Penanganan grey water di Indonesia, khususnya Surabaya saat ini adalah langsung dibuang ke saluran drainase yang akan berujung ke badan air tanpa pengolahan terlebih dahulu. Kondisi ini tentu akan menambah beban pencemaran di badan perairan / sungai. Kandungan utama grey water yaitu nitrogen dan fosfor dalam jumlah yang tinggi akan menyebabkan kemampuan pemulihan alamiah (self-purification) sungai terlampaui sehingga terjadilah peristiwa eutrofikasi. Eutrofikasi menyebabkan kandungan oksigen terlarut dalam air berkurang sehingga membahayakan makhluk hidup yang ada di badan air tersebut.

Pengolahan air limbah menggunakan constructed wetland merupakan salah satu pilihan pengolahan yang tepat mengingat karakteristik air limbah grey water dengan beban organik relatif kecil serta unsur nitrogen dan fosfat yang cukup tinggi. Unsur N serta P pada air limbah ini merupakan pupuk alami bagi tumbuhan sehingga sistem pengolahan dapat dilaksanakan dengan teknologi yang sederhana, praktis, mudah dan murah dalam pemeliharaannya. Pengolahan grey water menggunakan constructed wetland sistem subsurface (SSF) ini memanfaatkan simbiosis mikroorganisme dalam tanah dengan akar tumbuhan yang mengeluarkan oksigen. Bahan organik yang terdapat dalam air limbah akan dirombak oleh mikroorganisme menjadi senyawa lebih sederhana dan akan dimanfaatkan oleh tumbuhan sebagai nutrient, sedangkan sistem perakaran tumbuhan air akan menghasilkan oksigen yang dapat digunakan sebagai sumber energi/katalis untuk rangkaian proses metabolisme bagi kehidupan mikroorganisme.

Jenis tumbuhan dapat disesuaikan dengan jenis sistem constructed wetland yang digunakan. Pada sistem constructed wetland sistem subsurface (SSF) ini, air tidak menggenang di atas media tanam tetapi air mengalir di bawah media sehingga memiliki berbagai keuntungan. Salah satu keuntungannya adalah tumbuhan yang dapat beradaptasi lebih bervariasi sehingga dapat digunakan sebagai taman dengan estetika yang baik.

Bambu air (Equisetum hyemale) hidup sangat baik dalam keadaan basah atau terendam. Bentuk akarnya yang berliku-liku dan sangat kuat sehingga tahan dalam kondisi terendam maupun kering sehingga akar tidak mudah busuk ketika harus terendam air dalam beberapa hari. Akar tumbuhan ini root zone bagi rawatan air limbah serta sangat efektif dalam proses pemindahan oksigen karena kedalaman tusukan akarnya. Bambu rejeki (Dracaena sanderiana) tumbuhan yang mudah tumbuh dalam keadaan teduh maupun dengan pencahayaan matahari sehingga mudah dalam merawatnya. Bambu rejeki juga tahan dengan pH lingkungan yang tinggi serta kedalaman tusukan akar yang dalam sebagai fungsi pengoksigenan pada media. Alasan inilah yang membuat kedua tumbuhan ini dapat digunakan dalam constrcuted wetland.

Keberhasilan pengolahan air limbah dengan sistem constructed wetland ditentukan oleh pengaturan kondisi operasi salah satunya adalah waktu tinggal air limbah. Proses pengolahan secara biologis pada umumnya adalah dengan menampung air limbah pada suatu sistem dengan waktu tinggal yang cukup lama sehingga aktifitas mikroorganisme yang tumbuh secara alami dapat menguraikan lebih banyak senyawa polutan yang ada dalam air.

METODOLOGI

Ide didapatkan dengan membaca literatur mengenai pengolahan air limbah dengan sistem constructed wetland kemudian dilanjutkan dengan mencari literatur mengenai limbah rumah tangga terutama grey water yang merupakan senagian besar dari limbah cair domestik. Limbah grey water tersebut sebagian besar mengandung nitrogen dan fosfor yang nantinya akan diolah dengan menggunakan reaktor subsurface constructed wetland. Variabel yang digunakan adalah tumbuhan yaitu bambu air (Equisetum hymale) dan bambu rejeki (Dracaena sanderiana) serta variasi waktu tinggal air limbah (td) yaitu 4 hari, 3 hari dan 2 hari. Sampel air limbah yang digunakan diambil langsung dari grey water rumah kos di Gebang Kidul No. 30, Surabaya. Pengoperasian reaktor dilakukan secara batch dengan aliran limbah ke reaktor secara intermitten.

Aklimatisasi tumbuhan dilakukan agar tumbuhan dapat menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan baru yang akan diatur sesuai dengan kebutuhan penelitian. Pengkondisian tersebut dilakukan dengan menyiram tumbuhan menggunakan air keran setiap hari seperti merawat tumbuhan sampai tumbuh tunas baru pada reaktor penelitian tersebut. Banyaknya air limbah yang dialirkan dihitung menggunakan rumus :

td = V/Q

td : waktu tinggal air limbah (hari) V : volume reaktor (m3

Q : debit air limbah (m) 3

/hari)

dengan volume reaktor yang sama sebesar 0,012 m3

Pengamatan parameter yang dilakukan adalah nitrogen sebagai jumlah dari ammonia sebagai nitrogen (NH

untuk masing-masing td, didapatkan untuk td 4 hari sebesar 3 L/hari, untuk td 3 hari sebanyak 4 L/hari dan untuk td 2 hari sebanyak 6 L/hari. Pengukuran parameter influen dan efluen di reaktor constructed wetland dilakukan setiap 3 hari sekali di semua reaktor.

3-N), nitrit sebagai nitrogen (NO2-N) dan Nitrat sebagai nitrogen (NO3

Analisis data dilakukan dengan membandingkan efisiensi removal penyisihan nitrogen dan fosfor antara reaktor uji masing-masing variasi penelitian. Kemudian untuk mengetahui pengaruh variasi tumbuhan dan waktu tinggal air limbah (td) terhadap penyisihan nitrogen dan fosfor pada grey water dengan sistem constructed wetland ini dilakukan analisa statistik menggunakan minitab ANOVA two- way.

-N), kemudian senyawa fosfor sebagai total fosfor (Total P). Pengamatan parameter N dan P dilakukan setiap 3 hari sekali. Analisis ammonium menggunakan metode Nessler secara spektrofotometri, Analisis nitrit menggunakan metode Sulfanilamide, Analisis nitrat menggunakan metode brucin asetat dengan alat spektrofotometri serta Metode analisis total fosfor menggunakan metode klorid timah yang sebelumnya dilakukan digest untuk melepaskan fosfat dari senyawa organis dengan peleburan fosfat organik dan polifosfat menjadi ortofosfat. Kemudian akan didapatkan data influen dan efluen yang kemudian akan dihitung besar efisiensi removal tiap reaktor.

Skema reaktor penelitian, reaktor uji dan reaktor kontrol dapat dilihat pada Gambar 3.1 sampai Gambar 3.3.

Gambar 3.1 Skema Reaktor Penelitian

Gambar 3.2 Reaktor Uji Gambar 3.3 Reaktor Kontrol

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN PENURUNAN KANDUNGAN SENYAWA NITROGEN • Parameter Ammonia sebagai Nitrogen/ NH3

-N

Tabel 4.1. Konsentrasi NH3

K4 BA4 BR4 K3 BA3 BR3 K2 BA2 BR2

Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen

(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)

3 74,66 11,50 7,73 8,13 10,86 10,26 9,39 11,78 11,44 10,256 58,47 12,26 10,95 10,12 11,36 7,78 9,92 14,90 12,98 14,869 32,31 7,00 5,93 6,58 10,32 7,68 6,77 6,67 5,22 6,0112 46,52 10,53 7,54 7,72 12,42 11,04 8,82 11,88 10,29 10,3415 89,14 15,16 11,50 11,20 15,43 13,02 12,90 16,99 14,41 8,4218 86,86 11,30 7,07 7,81 14,51 11,81 14,35 16,10 16,02 15,0521 54,30 8,94 7,60 8,75 11,28 7,76 9,99 11,98 11,13 10,3524 82,35 15,46 9,27 8,56 11,50 8,15 8,15 10,53 9,93 9,1027 42,32 14,22 5,29 8,43 10,48 6,13 6,91 10,10 6,50 6,8730 63,23 17,07 16,74 12,96 14,24 13,38 12,46 15,27 12,00 13,95

Rata-rata 63,02 12,34 8,96 9,03 12,24 9,70 9,96 12,62 10,99 10,52

td 3 hari td 2 hari

Hari ke-Influen (mg/L)

td 4 hari

-N Efluen pada Reaktor td 4 hari, 3 hari dan 2 hari

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Keterangan: K4 = Reaktor Kontrol Td 4 hari. BA4 = Reaktor Bambu Air Td 4 hari. BR4 = Reaktor Bambu Rejeki Td 4 hari. K3 = Reaktor Kontrol Td 3 hari. BA3 = Reaktor Bambu Air Td 3 hari. BR3 = Reaktor Bambu Rejeki Td 3 hari. K2 = Reaktor Kontrol Td 2 hari. BA2 = Reaktor Bambu Air Td 2 hari. BR2 = Reaktor Bambu Rejeki Td 2 hari

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal NH3

-N pada reaktor td 4 hari, 3 hari dan 2 hari sebagai berikut :

Gambar 4.1. Efisiensi Removal NH3

-N pada reaktor td 4 hari

Gambar 4.2. Efisiensi Removal NH3

-N pada reaktor td 3 hari

Gambar 4.3. Efisiensi Removal NH3

-N pada reaktor td 2 hari

Penurunan kandungan senyawa nitrogen di dalam constructed wetland sangat bergantung pada metabolisme NH3-N (Schultz, 2003). Penurunan NH4-N dalam constructed wetland ini terkait erat dengan proses nitrifikasi ammonium menjadi nitrat yang dimana nitrat merupakan senyawa stabil dalam daur ulang nitrogen yang nantinya akan diserap tumbuhan sebagai nutrien. Menurut Connolly dkk (2003), Amonia sebagai nitrogen (NH4-N) dihilangkan melalui dua proses, yaitu penyerapan ke atas media di permukaan pembuluh batang tumbuhan diikuti oleh proses nitrifikasi kepada nitrit-nitrogen (NO2-N) dan nitrat-nitrogen (NO3

Penurunan konsentrasi pada reaktor uji lebih tinggi dari reaktor kontrol (tanpa tumbuhan) karena pada reaktor uji adanya akar tumbuhan akan membantu suplai oksigen lebih banyak sehingga bakteri nitrifikasi lebih optimal dalam penurunan konsentrasi NH

-N).

4-N. Akar tumbuhan merupakan tempat melekat dan berkembangbiaknya bakteri yang akan mendegradasi bahan pencemar yang ada pada limbah. Penurunan konsentrasi NH3

-N pada reaktor kontrol yang cukup besar disebabkan dari media pasir dan kerikil pada reaktor yang mempunyai konduktivitas hidrolik cukup besar sehingga oksigen dapat masuk menembus ke dalam media dan terjadi proses removal di dalam reaktor kontrol tersebut.

• Parameter Nitrit sebagai Nitrogen/ NO2

-N

Tabel 4.2. Konsentrasi NO2

K4 BA4 BR4 K3 BA3 BR3 K2 BA2 BR2

Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen

(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)

3 0,07 0,07 0,09 0,08 0,09 0,11 0,13 0,20 0,21 0,146 0,10 0,24 0,16 0,11 0,20 0,19 0,23 0,29 0,32 0,419 0,25 0,23 0,24 0,34 0,28 0,38 0,34 0,28 0,28 0,5212 0,11 0,14 0,12 0,11 0,12 0,10 0,12 0,11 0,11 0,1115 0,04 0,04 0,08 0,06 0,06 0,11 0,08 0,08 0,14 0,1118 0,05 0,06 0,07 0,13 0,13 0,11 0,13 0,17 0,13 0,1221 0,18 0,25 0,21 0,20 0,24 0,19 0,23 0,31 0,19 0,2224 0,05 0,06 0,05 0,05 0,07 0,07 0,07 0,14 0,06 0,0827 0,13 0,17 0,14 0,17 0,21 0,12 0,14 0,16 0,13 0,1130 0,05 0,09 0,05 0,07 0,11 0,08 0,04 0,09 0,06 0,07

Rata-rata 0,10 0,14 0,12 0,13 0,15 0,15 0,15 0,18 0,16 0,19

Hari ke-Influen (mg/L)

td 4 hari td 3 hari td 2 hari

-N Efluen pada Reaktor Td 4 hari, 3 hari dan 2 hari

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik konsentrasi NO2

-N influen dan efluen pada reaktor td 4 hari, 3 hari dan 2 hari sebagai berikut:

Gambar 4.4. Konsentrasi NO2

-N influen dan efluen pada reaktor td 4 hari

Gambar 4.5. Konsentrasi NO2-N influen dan efluen pada reaktor td 3 hari

Gambar 4.6. Konsentrasi NO2

-N influen dan efluen pada reaktor td 2 hari

Peningkatan konsentrasi nitrit (NO2-N) pada reaktor uji tumbuhan bambu air dan bambu

rejeki disebabkan proses mikrobiologis di akar yaitu proses nitrifikasi lebih besar dari proses penyerapan oleh tumbuhan. Selain itu adanya kandungan oksigen yang cukup banyak mengakibatkan proses denitrifikasi nitrit menjadi gas N2 terganggu sehingga peningkatan nitrit terjadi. Karena proses denitrifikasi dapat berlangsung dengan kondisi kurang oksigen, sedangkan akar tumbuhan mensuplai oksigen yang cukup terjadilah ketidakseimbangan. Selanjutnya peningkatan yang juga terjadi pada reaktor kontrol terjadi karena adanya media pasir yang digunakan pada reaktor dimana kondisi pasir (larutan pasir) yang tidak bermuatan itu sebagai tempat terakumulasinya bahan pencemar sehingga kandungan NO2

-N tersebut meningkat.

• Parameter Nitrat sebagai Nitrogen/ NO3

-N

Tabel 4.3. Konsentrasi NO3

K4 BA4 BR4 K3 BA3 BR3 K2 BA2 BR2

Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen Efluen

(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)

3 1,06 1,00 1,04 0,90 1,05 0,99 1,10 1,18 1,11 1,026 1,69 1,62 1,44 1,22 1,71 1,65 1,95 2,93 2,48 2,599 1,39 1,49 0,93 0,96 1,18 1,13 1,58 1,59 1,71 1,5012 1,03 1,36 1,78 1,55 1,17 1,40 1,71 1,23 1,38 1,1915 0,81 0,84 1,03 1,33 0,88 1,12 1,17 1,20 1,23 1,0318 0,91 1,04 1,12 1,05 1,31 0,94 1,16 1,54 1,34 1,2921 0,52 0,91 0,90 0,76 0,63 0,66 0,78 0,58 0,58 0,8224 0,75 1,78 1,03 1,60 1,27 0,86 0,86 1,86 1,65 1,3827 1,99 3,10 2,02 2,65 2,05 2,00 2,21 2,26 1,87 2,3930 0,66 0,91 0,54 0,71 1,15 0,91 0,92 0,70 0,78 0,63

Rata-rata 1,08 1,40 1,18 1,27 1,24 1,16 1,34 1,51 1,41 1,38

Hari ke-Influen (mg/L)

td 4 hari td 3 hari td 2 hari

-N Efluen pada Reaktor Td 4 hari, 3 hari dan 2 hari

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik konsentrasi NO3

-N influen dan efluen pada reaktor td 4 hari, 3 hari dan 2 hari sebagai berikut:

Gambar 4.7. Konsentrasi NO3

-N influen dan efluen pada reaktor td 4 hari

Gambar 4.8. Konsentrasi NO3

-N influen dan efluen pada reaktor td 3 hari

Gambar 4.9. Konsentrasi NO3

-N influen dan efluen pada reaktor td 2 hari

Kenaikan konsentrasi nitrat pada reaktor uji dapat disebabkan proses nitrifikasi yang sangat

optimal karena banyaknya suplai oksigen tidak diimbangi dengan proses denitrifikasi dan penyerapan tumbuhan pada reaktor tersebut. Proses nitrifikasi ini mengubah amonia menjadi nitrat, dimana nitrat

senyawa stabil yang akan diserap tumbuhan dan terjadi sangat signifikan sehingga penyerapan tumbuhan tidak dapat maksimal dan akhirnya terjadi kenaikan konsentrasi pada efluen. Untuk kenaikan konsentrasi pada reaktor kontrol terjadi sama seperti pada kenaikan nitrit dimana pengaruh media pasir yang digunakan pada pengoperasian reaktor itu sendiri. Dengan kondisi kandungan N yang tinggi, sedimen dalam reaktor (larutan pasir) mengakumulasinya sehingga tidak ada mekanisme removal, penguraian berasal dari limbah itu sendiri.

1. Efisiensi Removal Jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

-N pada Reaktor Td 4 hari

Tabel 4.4. Konsentrasi Efluen dan Efisiensi Removal Jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

Efluen Removal Efluen Removal Efluen Removal(mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%)

3 75,8 12,6 83,4 8,9 88,3 9,1 88,06 60,3 14,1 76,6 12,5 83,5 11,5 84,99 34,0 8,7 74,3 7,1 90,6 7,9 89,612 47,7 12,0 74,8 9,4 87,5 9,4 87,615 90,0 16,0 82,2 12,6 83,4 12,6 83,418 87,8 12,4 85,9 8,3 89,1 9,0 88,221 55,0 10,1 81,7 8,7 88,5 9,7 87,224 83,1 17,3 79,2 10,4 86,3 10,2 86,527 44,4 17,5 60,6 7,5 90,2 11,2 85,230 63,9 18,1 71,8 17,3 77,1 13,7 81,9

Rata-rata 64,2 13,9 77,0 10,3 86,5 10,4 86,2

Hari ke-Influen (mg/L)

td 4 hariK4 BA4 BR4

-N pada Reaktor Td 4 hari

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal senyawa nitrogen pada reaktor td 4 hari sebagai berikut :

Gambar 4.10. Efisiensi Removal jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

-N pada Reaktor Td 4 hari

Efisiensi removal senyawa nitrogen yang sangat besar pada reaktor uji ini disebabkan adanya peran tumbuhan dimana tumbuhan memiliki akar yang berfungsi sebagai alat transportasi oksigen dari atmosfir ke daerah rhizosphere. Pelepasan oksigen oleh tumbuhan ini memungkinkan bakteri aerob hidup stabil sehingga membantu proses nitrifikasi dimana proses ini mengubah ammonium dalam jumlah besar menjadi nitrat sebagai senyawa stabil yang akan diserap oleh

tumbuhan. Nitrifikasi merupakan proses utama dalam removal senyawa nitrogen ini. Bakteri aerob disini adalah bertugas mengubah senyawa-senyawa kompleks yang ada pada air limbah menjadi senyawa yang sederhana agar dapat diserap oleh tumbuhan.

Nitrogen dalam constructed wetland dapat dihilangkan dengan pengambilan nutrien oleh tumbuhan. Pengambilan nitrogen oleh tumbuhan adalah dalam bentuk amonia atau nitrat, yang mana kemudiannya tersimpan dalam tumbuhan dalam bentuk organik (Bastviken, 2006)

2. Efisiensi Removal Jumlah NH4-N, NO2-N, dan NO3

-N pada Reaktor Td 3 hari

Tabel 4.5. Konsentrasi Efluen dan Efisiensi Removal jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

Efluen Removal Efluen Removal Efluen Removal(mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%)

3 77,2 12,0 84,2 11,4 85,0 10,6 86,06 61,3 13,3 78,0 9,6 87,3 12,1 84,09 34,5 11,8 65,3 9,2 87,9 8,7 88,512 48,5 13,7 71,2 12,5 83,5 10,6 86,015 91,7 16,4 81,8 16,5 83,2 14,1 83,418 89,5 16,0 81,8 12,9 83,0 15,6 85,421 56,0 12,2 77,9 8,6 88,7 11,0 85,524 84,7 12,8 84,6 9,1 88,0 9,1 88,027 45,2 12,7 71,3 8,3 89,1 9,3 87,830 65,1 15,5 75,8 14,4 81,0 13,4 82,3

Rata-rata 65,4 13,6 77,2 11,2 85,7 11,5 85,7

td 3 hariK3 BA3 BR3

Hari ke-Influen (mg/L)

-N pada Reaktor Td 3 hari

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal senyawa nitrogen pada reaktor td 3 hari sebagai berikut :

Gambar 4.11. Efisiensi Removal jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

-N pada Reaktor Td 3 hari

Pada reaktor tumbuhan bambu air dan bambu rejeki, tumbuhan berperan dalam mentransfer

oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk mengubah kandungan senyawa yang ada pada air limbah grey water menjadi senyawa yang sederhana sehingga dapat dimanfaatkan sebagai nutrien bagi

tumbuhan, selain itu adanya sisa-sisa tumbuhan yang mati akan menjadi sumber karbon untuk proses denitrifikasi disamping nitrifikasi yang merupakan proses yang dominan dalam meremoval nitrogen. Selain itu terdapat proses yang berupa adsorbsi dan filtrasi yang dilakukan oleh media dan bahan organik akibat aktivitas akar tumbuhan. Menurut Chongrak (1989), Denitrifikasi memberikan kemungkinan untuk mereduksi kadar nitrogen yang menghasilkan fraksi nitrogen yang akan dilepaskan di udara. Denitrifikasi terjadi saat kondisi sedikit atau tanpa oksigen terlarut, tersedianya karbon organik yang cukup untuk sintesis sel, pH netral dan suhu air limbah. 3. Efisiensi Removal Jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

-N pada Reaktor Td 2 hari

Tabel 4.6. Konsentrasi Efluen dan Efisiensi Removal jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

Efluen Removal Efluen Removal Efluen Removal(mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%)

3 77,2 13,2 82,6 12,8 83,2 11,4 84,96 61,3 18,1 76,1 15,8 79,2 17,9 79,59 34,5 8,5 88,7 7,2 90,5 6,1 92,512 48,5 13,2 82,6 11,8 84,5 11,6 84,615 91,7 18,3 75,9 15,8 79,2 9,6 87,418 89,5 17,8 76,5 17,5 76,9 16,5 78,321 56,0 12,9 83,0 11,9 84,3 11,4 85,024 84,7 12,5 83,5 11,6 84,6 10,6 86,127 45,2 12,5 83,5 8,5 88,8 9,4 87,730 65,1 16,1 78,8 12,8 83,1 14,7 80,7

Rata-rata 65,4 14,3 81,1 12,6 83,4 11,9 84,7

td 2 hariK2 BA2 BR2

Hari ke-Influen (mg/L)

-N pada Reaktor Td 2 hari

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efissiensi removal senyawa nitrogen pada reaktor td 2 hari sebagai berikut :

Gambar 4.12. Efisiensi Removal jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

-N pada Reaktor Td 2 hari

Menurut Hunt dan Poach (2000), oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat berlangsung

dibawah kondisi aerobik dari bentuk senyawa nitrogen anorganik atau organik bentuk tereduksi menjadi bentuk teroksidasi. Bakteri Nitrosomonas memperoleh energi dari oksidasi amonia menjadi

nitrit, sedangkan bakteri Nitrobacter memperoleh energi dari oksidasi nitrit menjadi nitrat, kombinasi keduanya menyebabkan oksidasi nitrogen menjadi sempurna. Denitrifikasi nitrat terjadi sebagai direduksi menjadi bentuk gas di bawah kondisi anaerobik di lapisan paling bawah dari substrat constructed wetland. Reaksi ini dikatalisis oleh bakteri Pseudomonas spp denitrifikasi dan bakteri lainnya. (Haberl dkk., 1995)

Perbandingan Rata-Rata Efisiensi Removal Jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

-N pada Reaktor Td 4 hari, 3 hari dan 2 hari

Tabel 4.7. Perbandingan Efisiensi Removal Rata-rata Jumlah NH3-N, NO2-N, dan NO3

4 hari 3 hari 2 hariKontrol (K) 77,0 77,2 81,1

Bambu Air (BA) 86,5 85,7 83,4Bambu Rejeki (BR) 86,2 85,7 84,7

Reaktor (%)efisiensi removal tiap td

-N antar Td 4 hari, 3 hari dan 2 hari

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal senyawa nitrogen pada reaktor dibandingkan

antar variasi waktu tinggal air limbah (td) sebagai berikut :

Gambar 4.13. Efisiensi Removal Rata-rata jumlah NH4-N, NO2-N, dan NO3

-N antar Td 4 hari, 3 hari dan 2 hari

Efisiensi removal besar saat td 4 hari menunjukkan semakin lamanya waktu tinggal air limbah (td) menjadi semakin besar juga efisiensi removalnya karena waktu kontak air limbah dengan bakteri yang ada pada media lebih lama dalam meremoval kandungan nitrogen dalam air limbah.

Pengamatan dari ketiga variasi waktu tinggal air limbah (td) menunjukkan pengaruh tumbuhan yang kecil disini dimungkinkan karena tumbuhan bambu air dan bambu rejeki pada pertumbuhannya tidak begitu membutuhkan kandungan N yang banyak dalam air limbah sehingga tidak ada perbedaaan yang signifikan antara efisiensi removal reaktor kontrol dan reaktor uji.

Analisis Statistik Efisiensi Removal Jumlah NH4-N, NO2-N, dan NO3

-N terhadap Variasi Tumbuhan dan Waktu Tinggal Air Limbah (td).

Analisis Statistik menggunakan minitab Anova Two-way dengan proses analisis anova sebagai berikut :

1. Menentukan Hipotesis

Uji Hipotesa ini ditentukan untuk mengetahui apakah setiap variasi td air limbah dan tumbuhan mempengaruhi efisiensi removal kandungan nitrogen. a. H0

H

: Td tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen pada tumbuhan bambu air.

1

b. H

: Td mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen pada tumbuhan bambu air.

0

H

: Td tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen pada tumbuhan bambu rejeki.

1

c. H

: Td mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen pada tumbuhan bambu rejeki.

0

H

: Tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 4 hari.

1 d. H

: Tumbuhan mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 4 hari. 0

H

: Tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 3 hari.

1 e. H

: Tumbuhan mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 3 hari. 0

H

: Tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 2 hari.

1

: Tumbuhan mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 2 hari.

2. Penentuan Kesimpulan berdasarkan Probabilitas Penurunan kandungan senyawa nitrogen : - Jika probabilitas (P atau signifikans) > 0.05, maka H0- Jika probabilitas (P atau signifikans) < 0.05, maka H

: diterima 0

: ditolak

Berikut akan dibahas pengambilan kesimpulan hipotesa tiap poin a sampai e.

a. Pengaruh Variasi td pada Removal Tumbuhan Bambu Air

Tabel 4.8. Two-way ANOVA: Removal nitrogen versus Hari ke-; Td (BA) Source DF SS MS F PHari ke- 9 253,542 28,1713 3,79 0,008td 2 49,155 24,5773 3,31 0,06Error 18 133,825 7,4347Total 29 436,522

S = 2,727 R-Sq = 69,34% R-Sq(adj) = 50,61%

Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa td air limbah tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen pada tumbuhan bambu air dengan nilai probabilitas sebesar 0,060 (P > 0.05, maka H0

diterima).

b. Pengaruh Variasi td pada Removal Tumbuhan Bambu Rejeki

Tabel 4.9. Two-way ANOVA: Removal nitrogen versus Hari ke-; Td (BR) Source DF SS MS F PHari ke- 9 156,616 17,4018 3,3 0,015td 2 12,835 6,4173 1,22 0,32Error 18 95,039 5,2799Total 29 264,49

S = 2,298 R-Sq = 64,07% R-Sq(adj) = 42,11%

Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa td air limbah tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen pada tumbuhan bambu rejeki dengan nilai probabilitas sebesar 0,32 (P > 0.05, maka H0

diterima).

c. Pengaruh Variasi Tumbuhan pada Removal Td 4 hari

Tabel 4.10. Two-way ANOVA: Removal nitrogen versus Hari ke-; tumbuhan (4 hari)

Source DF SS MS F Phari ke- 9 176,71 19,6344 6,64 0,005tumbuhan 1 0,2 0,2 0,07 0,801Error 9 26,62 2,9578Total 19 203,53

S = 1,720 R-Sq = 86,92% R-Sq(adj) = 72,39%

Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 4 hari dengan nilai probabilitas sebesar 0,801 (P > 0.05, maka H0

diterima).

d. Pengaruh Variasi Tumbuhan pada Removal Td 3 hari

Tabel 4.11. Two-way ANOVA: Removal nitrogen versus Hari ke-; tumbuhan (3 hari)

Source DF SS MS F Phari ke- 9 92,832 10,3147 4,9 0,013tumbuhan 1 0,002 0,002 0 0,976Error 9 18,958 2,1064Total 19 111,792

S = 1,451 R-Sq = 83,04% R-Sq(adj) = 64,20%

Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 3 hari dengan nilai probabilitas sebesar 0,976 (P > 0.05, maka H0

diterima).

e. Pengaruh Variasi Tumbuhan pada Removal td 2 hari.

Tabel 4.12. Two-way ANOVA: Removal nitrogen versus Hari ke-; tumbuhan Source DF SS MS F Phari ke- 9 288,64 32,0711 8,19 0,002tumbuhan 1 7,688 7,688 1,96 0,195Error 9 35,262 3,918Total 19 331,59

S = 1,979 R-Sq = 89,37% R-Sq(adj) = 77,55% Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa tumbuhan tidak mempengaruhi

penurunan kandungan senyawa nitrogen saat td 2 hari dengan nilai probabilitas sebesar 0,195 (P > 0.05, maka H0

diterima).

PENURUNAN KANDUNGAN SENYAWA FOSFOR 1. Efisiensi Removal Kandungan Total Fosfor/Total P pada Reaktor td 4 hari Tabel 4.13. Konsentrasi Efluen dan Efisiensi Removal Total P pada Reaktor Td 4 hari

Efluen Removal Efluen Removal Efluen Removal(mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%)

3 6,6 2,0 69,3 1,5 77,4 0,9 85,86 6,1 2,8 54,5 1,9 68,6 2,6 57,29 10,0 2,4 75,9 2,4 76,4 2,1 79,412 13,1 2,5 80,8 1,8 86,5 1,9 85,215 13,4 1,9 86,0 1,3 90,4 1,8 86,518 16,4 3,1 81,2 3,0 81,8 2,7 83,721 19,3 2,8 85,5 1,7 91,1 2,1 88,9

Rara-rata 12,1 2,5 76,2 1,9 81,7 2,0 81,0

td 4 hariK4 BA4 BR4

Hari ke-Influen (mg/L)

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal kandungan total P pada reaktor td 4 hari

sebagai berikut :

Gambar 4.14. Efisiensi Removal Total P pada Reaktor Td 4 hari

Kebutuhan P bagi tumbuhan sangat besar tetapi sedikit lebih kecil dibawah nitrogen. Proses penurunan kandungan total P pada reaktor uji tumbuhan terjadi karena adanya proses penyerapan fosfor oleh akar tumbuhan, enzim fosfatase yang dihasilkan oleh berbagai mikroba dimana P organik diubah/dilepas menjadi fosfat anorganik karena akar tumbuhan akan menyerap larutan fosfor dalam bentuk larutan ion fosfat anorganik (H2PO4

- atau HPO42

Menurut Jenie (1999) , Mekanisme penyisihan fosfor di dalam sistem constructed wetland adalah penyerapan oleh tumbuhan, beberapa reaksi ikatan kimia dan pengendapan yang terjadi dalam sedimen. Pengendapan ini merupakan mekanisme penyisihan fosfor yang sangat penting karena kecepatan penyisihan fosfor melalui mekanisme ini lebih tinggi dibandingkan penyerapan oleh tumbuhan. Pembuangan bagian tumbuhan merupakan bagian yang penting dalam menyisihkan fosfor melalui cara kimia.

). Penguraian senyawa fosfor juga dapat terjadi akibat pembusukan bagian tumbuhan. Pengaruh tumbuhan disini sangatlah kecil, proses penurunan total P lebih dipengaruhi adanya adsorbsi/penyerapan oleh media pasir yang merupakan sistem yang efektif dalam penyerapan kandungan fosfor.

2. Efisiensi Removal Kandungan Total Fosfor/Total P pada Reaktor td 3 hari

Tabel 4.14. Konsentrasi Efluen dan Efisiensi Removal Total P pada Reaktor Td 3 hari

Efluen Removal Efluen Removal Efluen Removal(mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%)

3 6,6 2,3 65,8 2,0 70,2 2,1 68,36 6,1 2,6 57,7 1,8 70,0 2,1 65,19 10,0 2,2 78,5 2,1 79,5 1,9 81,212 13,1 2,6 80,4 2,2 83,3 2,3 82,115 13,4 2,2 83,8 1,5 88,8 1,9 86,118 16,4 3,5 78,9 2,7 83,4 2,7 83,521 19,3 3,3 82,8 1,9 90,3 2,8 85,5

Rara-rata 12,1 2,6 75,4 2,0 80,8 2,3 78,8

td 3 hariK3 B3 BR3

Hari ke-Influen (mg/L)

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal kandungan total P pada reaktor td 3 hari sebagai berikut :

Gambar 4.15. Efisiensi Removal Total P pada Reaktor Td 3 hari

Tumbuhan dalam reaktor uji ini secara tidak langsung berperan dalam meremoval kandungan fosfor yaitu mendukung kehidupan mikroorganisme pengurai limbah melalui akar-akarnya

sebagai penyuplai oksigen. Ketersediaan oksigen yang cukup akan menstabilkan pertumbuhan mikroba. Mikroba mengubah fosfat kedalam bentuk anorganik (H2PO4

- atau HPO42-

) agar dapat diserap oleh tumbuhan sebagai nutrien atau pupuk alami. Selain itu proses penurunan kandungan senyawa fosfor pada constructed wetland secara umum melibatkan proses-prosed adsorbsi secara cepat yang mengarah pada pembentukan padatan fosfat. Hal ini terkait dengan adanya pasir yang digunakan sebagai media.

3. Efisiensi Removal Kandungan Total Fosfor/Total P pada Reaktor td 2 hari

Tabel 4.15. Konsentrasi Efluen dan Efisiensi Removal Total P pada Reaktor Td 2 hari

Efluen Removal Efluen Removal Efluen Removal(mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%)

3 6,6 2,5 62,7 2,3 65,1 1,5 77,66 6,1 2,4 60,2 2,0 67,0 2,3 61,79 10,0 2,8 72,6 2,6 74,0 1,6 84,512 13,1 2,9 77,5 2,6 79,8 2,4 81,515 13,4 2,6 80,7 1,9 85,7 1,8 86,418 16,4 3,3 80,1 2,9 82,2 2,7 83,821 19,3 3,5 82,0 3,4 82,6 2,5 86,9

Rara-rata 12,1 2,8 73,7 2,5 76,6 2,1 80,4

td 2 hariK2 BA 2 BR2

Hari ke-Influen (mg/L)

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal kandungan total P pada reaktor td 2 hari

sebagai berikut :

Gambar 4.16 Efisiensi Removal Total P pada Reaktor Td 2 hari

Penghapusan fosfor di di constructed wetland ini didasarkan terutama pada siklus fosfor dan dapat melibatkan sejumlah proses seperti adsorpsi, filtrasi, sedimentasi, kompleksasi / curah hujan dan asimilasi / serapan. Penghapusan fosfor melalui serapan tumbuhan kurang efektif dibanding penghapusan nitrogen (Lantzke dkk., 1999).

Perbandingan Rata-Rata Removal Senyawa Fosfor/ Total P pada Reaktor td 4 hari, 3 hari dan 2 hari.

Tabel 4.16. Perbandingan Efisiensi Removal Rata-rata Senyawa Fosfor antar Td 4 hari, 3 hari dan 2

hari

4 hari 3 hari 2 hariKontrol (K) 76,2 75,4 73,7

Bambu Air (BA) 81,7 80,8 76,6Bambu Rejeki (BR) 81,0 78,8 80,4

Reaktor (%)efisiensi removal tiap td

Sumber : Hasil Analisis dan Perhitungan

Dari data diatas dibuat grafik efisiensi removal senyawa fosfor pada reaktor dibandingkan

antar variasi waktu tinggal air limbah (td) sebagai berikut :

Gambar 4.17. Efisiensi Removal Rata-rata Senyawa Fosfor antar Td 4 hari, 3 hari dan 2 hari Perbedaan removal antara kedua tumbuhan uji disini sangat kecil. Terlihat semakin panjang

waktu tinggal air limbah di dalam media mempengaruhi penyerapan kandungan fosfor yang ada di dalam air limbah. Maka dari itu td 4 hari memiliki efisiensi removal yang paling besar diantara variasi td air limbah lainnya.

Pengaruh tumbuhan dalam penurunan kandungan fosfor pun terlihat kecil karena tidak begitu terlihat perbedaan removal anatara reaktor kontrol dan reaktor uji dimungkinkan karena tumbuhan tidak terlalu membutuhkan kandungan fosfor dalam pertumbuhannya atau membutuhkan dalam jumlah yang tidak banyak. Sehingga removal fosfor lebih dipengaruhi oleh keberadaan media melakukan sistem absorbsi.

Analisis Statistik Efisiensi Removal Kandungan Senyawa Fosfor terhadap Variasi Tumbuhan dan waktu tinggal Air Limbah (td).

Analisis Statistik menggunakan minitab Anova Two-way dengan proses analisis anova

sebagai berikut :

1. Menentukan Hipotesis Uji Hipotesa ini ditentukan untuk mengetahui apakah setiap variasi td air limbah dan tumbuhan mempengaruhi efisiensi removal kandungan fosfor. a. H0 : Td tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor pada tumbuhan

bambu air.

H1 b. H

: Td mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor pada tumbuhan bambu air. 0

H

: Td tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor pada tumbuhan bambu rejeki.

1

c. H

: Td mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor pada tumbuhan bambu rejeki.

0H

: Tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 4 hari. 1

d. H: Tumbuhan mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 4 hari.

0H

: Tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 3 hari. 1

e. H: Tumbuhan mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 3 hari.

0H

: Tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 2 hari. 1

: Tumbuhan mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 2 hari.

2. Penentuan Kesimpulan Berdasarkan Probabilitas Penurunan kandungan senyawa fosfor : - Jika probabilitas (P atau signifikans) > 0.05, maka H0- Jika probabilitas (P atau signifikans) < 0.05, maka H

: diterima 0

: ditolak

Berikut akan dibahas pengambilan kesimpulan hipotesa tiap poin a sampai e. a. Pengaruh Variasi Td pada Removal Tumbuhan Bambu Air

Tabel 4.17. Two-way ANOVA: Removal fosfor versus Hari ke-; Td (BA)

Source DF SS MS F PHari ke- 6 1122,87 187,145 31,22 0td 2 103,49 51,746 8,63 0,005Error 12 71,93 5,994Total 20 1298,29

S = 2,448 R-Sq = 94,46% R-Sq(adj) = 90,77%

Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa td air limbah mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor pada tumbuhan bambu air dengan nilai probabilitas sebesar 0,005 (P < 0.05, maka H0

ditolak).

b. Pengaruh Variasi Td pada Removal Tumbuhan Bambu Rejeki

Tabel 4.18. Two-way ANOVA: Removal fosfor versus Hari ke-; Td (BR) Source DF SS MS F PHari ke- 6 1414,64 235,773 14,5 0td 2 16,8 8,401 0,52 0,609Error 12 195,17 16,264Total 20 1626,61

S = 4,033 R-Sq = 88,00% R-Sq(adj) = 80,00% Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa td air limbah tidak

mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor pada tumbuhan bambu rejeki dengan nilai probabilitas sebesar 0,609 (P > 0.05, maka H0

diterima).

c. Pengaruh Variasi Tumbuhan pada Removal Td 4 hari

Tabel 4.19. Two-way ANOVA: Removal fosfor versus Hari ke-; tumbuhan (4 hari) Source DF SS MS F Phari ke 6 999,62 166,603 8,67 0,009tumbuhan 1 2,16 2,161 0,11 0,749Error 6 115,27 19,212Total 13 1117,06

S = 4,383 R-Sq = 89,68% R-Sq(adj) = 77,64%

Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 4 hari dengan nilai probabilitas sebesar 0,749 (P > 0.05, maka H0

diterima).

d. Pengaruh Variasi Tumbuhan pada Removal Td 3 hari

Tabel 4.20. Two-way ANOVA: Removal fosfor versus Hari ke-; tumbuhan Source DF SS MS F Phari ke- 6 815,064 135,844 45,95 0tumbuhan 1 13,406 13,406 4,53 0,077Error 6 17,739 2,956Total 13 846,209

S = 1,719 R-Sq = 97,90% R-Sq(adj) = 95,46% Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa tumbuhan tidak mempengaruhi

penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 3 hari dengan nilai probabilitas sebesar 0,077 (P > 0.05, maka H0

diterima).

e. Pengaruh Variasi Tumbuhan pada Removal Td 2 hari

Tabel 4.21. Two-way ANOVA: Removal fosfor versus Hari ke-; tumbuhan Source DF SS MS F Phari ke- 6 745,687 124,281 6,7 0,018tumbuhan 1 48,286 48,286 2,6 0,158Error 6 111,224 18,537Total 13 905,197

S = 4,306 R-Sq = 87,71% R-Sq(adj) = 73,38%

Dari hasil running anova two-way diatas dapat dilihat bahwa tumbuhan tidak mempengaruhi penurunan kandungan senyawa fosfor saat td 2 hari dengan nilai probabilitas sebesar 0,158 (P > 0.05, maka H0

diterima).

KESIMPULAN Dari hasil analisis yang dilakukan didapatkan kesimpulan sebagai berikut :

1. Tumbuhan Bambu air dan Bambu rejeki tidak berpengaruh dalam penurunan kandungan nitrogen dan fosfor saat td 4 hari, 3 hari maupun 2 hari.

2. Waktu tinggal air limbah (td) tidak mempengaruhi penurunan kandungan nitrogen pada tumbuhan bambu air maupun bambu rejeki. Waktu tinggal air limbah (td) hanya mempengaruhi penurunan fosfor pada tumbuhan bambu air.

3. Penurunan kandungan senyawa nitrogen dan fosfor tertinggi pada reaktor uji adalah pada reaktor tumbuhan bambu air saat td 4 hari yaitu sebesar 86,5 % dan 81,7 %.

4. Tidak adanya perbedaan yang signifikan pada penurunan kandungan senyawa nitrogen dan fosfor antara reaktor uji tiap variasi disebabkan kurangnya range antar variasi waktu tinggal air limbah yaitu (td) 2 hari, 3 hari dan 4 hari.

DAFTAR PUSTAKA Akvopedia, 2009. “Vertical Subsurface Flow Constructed Wetland”. Available at:

http://www.akvo.org/wiki/index.php/Vertical_Subsurface_FlowAlaerts, G dan Santika, S.S. 1987. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional, Surabaya.

Constructed_Wetland

APHA, WWWA, WPCF. 1998. Standar Methods for the Examination of Water and Waste water, 20th

Bastviken, S. 2006. Nitrogen Removal in Treatment Wetlands –Factors Influencing Spatial and Temporal Variations. Linköping University, Sweden

edition. Washington.

Campbell, C.S. dan Odgen, M.H. 1999. Constructed Wetland in The Suistanable Landscape. John Wiley, New York.

Chongrak, P. 1989. Organic Waste Recycling. John Willey & Sons, New York. Connolly, R., Zhao, Y., Sun, G., dan Allen, S.,.2003. Removal of Ammoniacal- Nitrogen from an

Artificial Landfill Leachate in Downflow Reed BedsSchool of Chemical Engineering. Queen’s University Belfast, Northern Ireland, UK.

Crites, R. dan Tchobanoglous, G. 1998. Small and Decentralized Wastewater Management Systems. The McGraw-Hill Companies, United States

Eriksson, Eva, Auffarth, K., Henze, M., Leddin, A. 2001. Characteristics of Grey Wastewater. Urban Water 4, 85-104.

Gersberg, R.M. 1980. Role of Aquatic Plants in Wastewater Treatment by Artificial Wetlands, Water Resources, 20. 363-367

Greenway, M dan A. Wooley. 2000. Changes ini plant Biomass and Nutrient Removal Over 3 years in a Constructed Free Water Subsurface Flow Wetlands in Cairns, Australia. In Proceeding of 7th

Herumurti, W. 2005. Studi Penurunan Senyawa Nitrogen dan Fosfor Air limbah Domestik dengan Menggunakan Subsurface (SSF) Constructed Wetland (Studi Kasus di Kampus Teknik Lingkungan ITS), Tugas Akhir. Jurusan Teknik Lingkungan ITS, Surabaya

International Conference on Wetlands System for Water Pollution Control. Florida November 11-16, 2000. Institute of Food and Agricultural Science- University of Florida, International Water Association (IWA). Florida. Vol. 2: 707-718.

Hunt, P.G dan Poach, M.E. 2000. Wastewater Treatment in Constructed Wetlands, abstr. 1, hlm. 29. Di dalam 7th

Jenie, B.S.L dan W.P. Rahayu. 1999. Penanganan Limbah Industri Pangan. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor.

International Conference on Wetland System for Water Pollution Control. 2000. Lake Buena Vista, Florida.

Lantzke, I.R., Mitchell, D.S., Heritage, A.D., Sharma, K.P. 1999. A model of factors controlling orthophosphate removal in planted vertical flow wetlands. Ecol. Eng. 12 (1–2), 93–105.

Lee, C.C., Lin, S.D. 1999. Handbook of Environmental Engineering Calculations, vol. I. McGraw-Hill, New York.

Liehr, S. K., D.D. Kozub., D.D Schatz. 2000. Constructed Wetlands Treatment of High Nitrogen Landfill Leachate. Water Environmental Research Foundation, Alexandria, Virginia.

Lindstorm, C. 2000. Greywater Irrigation : Grey Waste Treatment. Diakses pada tanggal : 18 Oktober 2010.

Metcalf dan Eddy. 2004. Wastewater Engineering Treatment Disposal and Reuse, 4th edition. McGraw-Hill, New York

Novotny, V. dan Olem, H. 1993. Water Quality: Prevention, Identification, and Management of Difuse Pollution. Van Nostrand Reinhold, New York

Pant, H.K., Reddy, K.R., Lemon, E. 2001. Phosphorus retention capacity of root bed media of subsurface flow constructed wetlands. Ecol. Eng. 17 (4), 345–355.

Patrick, W. 2003. Relative radial oxygen loss in five wetland plants. In: Hammer D.A. (ed.), Constructed Wetlands for Wastewater Treatment. Lewis Publishers, Chelsea, Michigan, USA, pp. 501–507.

Philips, I.R, E.D. Burton dan DW. Hawker. 2005. Effects of Diffusion and Resuspension on Nutrient Release from Submerged Sediments, Toxicol. Environ. Chem., 87:373-388.

Schultz, P.G. 2003. Soil Microbiology and Biochemestry. Return of Nitrogen to Soil : Biological Nitrogen Fixation. p 164 – 196. Acad. Press.

Tangahu, B. V. dan Warmadewanthi, I.D.A.A. 2001. Pengolahan Limbah Rumah Tangga dengan Memanfaatkan Tanaman Cattail (Thypa latifolia) dalam Sistem Constructed Wetland, Jurnal Purifikasi, Volume 3 : 127-132

U.S. EPA. 1993. Subsurface Flow Construdted Wetlands for Waste Water Treatment. EPA 832-R-93-008., U.S. EPA, Washington, DC..

Vymazal, J. 2002. The use of sub-surface constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic: 10 years experience. Ecol. Eng. 18, 633–646.

Watson, J.T., Reed, S.C., Kadlec, R.H., Knight, R.L., Whitehouse, A.E. 1989. Performance expactations and loading rates for constructed wetlands. In: Hammer, D.A. (Ed.), Constructed Wetlands for Watewater Treatment, Michigan.

Wood, A. 1993. Constructed Wetland for Wastewater Treatment Engineering and Design Consideration. Cooper, P.F and Findlater, B.C (eds). Pergamon Press, U.K.

Yoshita, K.A. 2010. PKM Pengolahan Air Limbah Rumah Tangga (Grey Water) dengan Sistem Biofilter untuk Ecotech Farm. IPB.

Yuanita, C. 2003. Pengaruh Variasi Media Tanaman Terhadap Penurunan PV dan TSS pada Pengolahan Efluen IPLT Keputih Sukolilo Surabaya dengan Memanfaatkan Tumbuhan Cattail Menggunakan Sisten Constructed Wetland. Tugas Akhir. Teknik Lingkungan ITS. Surabaya.