pengolahan limbah cair dengan sistem weatland

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Wetland memiliki efisiensi penghilangan suspensi padat pada kolom air yang cukup besar. Materi-materi yang tersuspensi di kolom air dapat terdiri dari banyak macam kontaminan , seperti nutrien, logam berat, atau ikatan fisika atau kimia. Dewasa ini laju pembangunan semakin pesat, terutama di daerah perkotaan. Industri-industri yang berkembang selain memberikan dampak positif, juga menimbulkan dampak negatif, di antaranya pencemaran lingkungan dari limbah yang dihasilkan, baik berupa limbah organik maupun limbah anorganik seperti logam berat, dll. Sementara daerah resapan air sendiri semakin berkurang, karena banyaknya bangunan permanen seperti gedung-gedung bertingkat dan perumahan penduduk, sehingga menghalangi proses siklus alami air di dalam tanah, termasuk di dalamnya proses pengolahan limbah secara alami. Mengingat akan kekayaan hayati tumbuhan Indonesia yang besar serta ditunjang oleh iklim yang hangat sepanjang tahun, tentunya sumbangan tumbuhan untuk mengendalikan pencemaran perlu dikaji dan akhirnya diterapkan bila teknologinya ternyata menguntungkan.

1.2  Tujuan Penulisan

a)      Dapat Mengetahui Pengertian Wetland

b)      Dapat Mengetahui Prinsip Kerja Wetland

c)      Dapat Mengetahui Pemanfaatan Wetland Dalam Pengolahan Limbah Cair

d)     Dapat Mengetahui Desain Wetland Dalam Pengolahan Limbah Cair

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Wetland

Wetland adalah suatu lahan yang jenuh air dengan kedalaman air tipikal yang kurang dari 0,6 m yang mendukung pertumbuhan tanaman air emergent misalnya Cattail, bulrush, umbrella plant dan canna (Metcalf and Eddy, 1991), pengertian lainnya Constructed wetland merupakan suatu rawa buatan yang di buat untuk mengolah air limbah domestik, untuk aliran air hujan dan mengolah lindi (leachate) atau sebagai tempat hidup habitat liar lainnya, selain itu constructed wetland dapat juga digunakan untuk reklamasi lahan penambangan atau gangguan lingkungan lainnya. Wetland dapat berupa biofilter yang dapat meremoval sediment dan polutan seperti logam berat. (wikepedia, 2007)

Pada Constructed wetland terdapat tiga faktor utama, yaitu:

1. Area yang digenangi air dan mendukung hidupnya aquatic plant jenis hydrophita
2. Media tumbuh berupa tanah yang selalu digenangi air
3. Media jenuh air

Manfaat dan Fungsi Wetland
Wetland memiliki berbagai fungsi dan kegunaan yaitu
1.)Organic Carbon (BOD) Removal
2.)Nitrogen Removal
3.)Phosphorus Removal
4.)Trace Metals Removal
5.)Removal of Toxic Organic Compounds

Fungsi ekologi
1.)Tempat makan dan habitat kehidupan liar
2.)Peningkatan kualitas air
3.)Perlindungan terhadap banjir
4.)Kontrol abration garis pantai
5.)Untuk rekreasi
Kelemahan
Akibat bahan kontaminan yang tertinggal di tempat, tempat/daerah tersebut harus terus dimonitoring untuk memastikan kondisi kestabilan kondisi lingkungan.
Jika bahan konsentrasi pencemar meningkat, efek racun dapat menghambat pertumbuhan tanaman tersebut

2.2 Prinsip Kerja Wetland

a. Unit wetland harus didahului dengan bak pengendap untuk menghindari cloging    pada media koral oleh partikel-partikel besar.

Gambar 1. Sketsa unit WWG tipe SSF-Wetland

b. Secara umum, sistem multi sel memungkinkan operasi lebih fleksibel,dan dapat dibuat menurut topografi lahan. Konstruksi berupa bak/kolam dari pasangan batu

     kedap air dengan kedalaman ± 1 m

c.  Kolam dilengkapi pipa inlet dan pipa berlubang untuk outlet

d. Kolam diisi dengan media koral (batu pecah atau kerikil) diameter 5 mm s/d 10     mm bercampur tanah sebagai media tanam setinggi/setebal 80 cm

e.  Ditanami tumbuhan air dicampur beberapa jenis yang berjarak cukup rapat.

f.  Dialirkan air limbah setebal 70 cm dengan mengatur level (ketinggian) outlet yang memungkinkan media selalu tergenang air 10 cm dibawah permukaan koral

g. Disain luas kolam berdasarkan Beban BOD yang masuk per hari dibagi dengan loading rate pada umumnya. Untuk Amerika Utara = 32.10 kg BOD/Ha per hari.

Untuk daerah tropis kira-kira = 40 kg BOD/Ha per hari .

Sistim pengolahan limbah dengan wetland disarankan hanya untuk skala lingkungan maksimum 2.000 orang dan perkantoran atau gedung-gedung sekolah karena kebutuhan lahannya cukup tinggi antara 1.25 m2/kapita s/d 2.5 m2/kapita.

 Jenis Tanaman Untuk WWG.

Kriteria umum untuk menentukan spesies tumbuhan Wetland yang cocok untuk pengolah limbah belum ada, karena sistem yang berbeda memiliki tujuan dan standar yang berbeda. Hal yang patut dipertimbangkan dalam pemilihan tanaman adalah toleran terhadap limbah, mampu mengolah limbah, dan pengaruhnya terhadap lingkungan.

Saat ini tanaman yang sering digunakan untuk Wetland di Indonesia – terutama Bali - antara lain ; Anturium Merah /Kuning, Alamanda Kuning /Ungu, Akar Wangi, Bambu Air, Cana Presiden Merah /Kuning/Putih, Dahlia, Dracenia Merah /Hijau  Keladi Loreng /Sente /Hitam, Kenyeri Merah /Putih, Spider Lili, Bintang Air dan tanaman air lainnya (Dirjen Cipta Karya, Dep. Pekerjaan Umum, 2010).

Dasar Perhitungan WWG.

a.  Rumah tangga menghasilkanlimbah cair 100 liter/orang/hari.

b. Wetland ini berupa kolam dari pasangan batu kemudian diisi media koral setinggi 80 cm yang ditanami tumbuhan air (Hydrophyte) selanjutnya dialirkan air limbah. Air harus dijaga berada pada ketinggian 7 cm atau 10 cm dibawah permukaan koral agar terhindar dari bau dan lalat/serangga lainnya.

c. Untuk kapasitas pengolahan limbar cair 0,04 liter/dtk, diperlukan Wetland dengan panjang bak 7,2 m, lebar 2,4 m kedalaman 0,5 m. Waktu kontak air limbah dengan tanaman air selama 10hari. Tanaman air yang digunakan Common red, Thypa angustifolia,Cyperus papyrus. Efisiensi tanaman tersebut dalam menurunkan kadar unsur pencemar, BOD mampu turun 25-40%, COD 44-49%, dan Amonium total sebesar 34-36% (Puslitbang SDA Dept PU dalam Hotmian Siahaan, 2009).

d. Sel yang berisi media campuran pasir dan kerikil (diameter pasir 0,05 cm dan diameter kerikil 0,5-1 cm) paling efektif menurunkan BOD dan NH4+ hingga 70%

     (Surface et al. dalam Priyanto B dan Joko P, 2010)

Constructed wetland ada dalam berbagai bentuk dan ukuran, tergantung dari pemilihan dan evaluasi lokasi. Sistem ini bisa disesuaikan ke hampir semua lokasi dan bisa dibangun dalam banyak konfigurasi dari unit tunggal kecil yang hanya beberapa meter persegi sampai sistem dengan luas beratus hektar yg terintegrasi dengan pertanian air atau tambak (USAID, 2006).

Dalam constructed wetland Terdapat dua sistem yang dikembangkan saat ini yaitu:

Free Water Surface System (FWS)

FWS disebut juga rawa buatan dengan aliran di atas permukaan tanah. Sistem ini berupa kolam atau saluran-saluran yang dilapisi dengan lapisan impermeable di bawah saluran atau kolam yang berfungsi untuk mencegah merembesnya air keluar kolam atau saluran. Untuk sistem FWS dapat dilihat pada Gambar

(Sumber: Wetland Ecosystem Treatment - a Brief Overview,2000 dalam Wijayanti, 2004)

FWS tersebut berisi tanah sebagai tempat hidup tanaman yang hidup pada air tergenang (emerge plant) dengan kedalaman 0,1-0,6 m (Metcalf & Eddy, 1993). Pada sistem ini limbah cair melewati permukaan tanah. Pengolahan limbah terjadi ketika air limbah melewati akar tanaman, kemudian air limbah akan diserap oleh akar tanaman dengan bantuan bakteri (Crites and Tchobanoglous, 1998 dalam Wijayanti, 2004).

Sub-surface Flow System (SSF)

SFS disebut juga rawa buatan dengan aliran di bawah permukaan tanah. Air limbah mengalir melalui tanaman yang ditanam pada media yang berpori (Novotny dan Olem, 1994). Untuk Sub surface Flow System dapat dilihat pada gambar dibawah ini

Sistem ini menggunakan media seperti pasir dan kerikil dengan diameter bervariasi antara 3-32 mm. Untuk zona inlet dan outlet biasanya digunakan diameter kerikil yang lebih besar untuk mencegah terjadinya penyumbatan (USAID, 2006). Proses pengolahan yang terjadi pada sistem ini adalah filtrasi, absorbsi oleh mikroorganisme, dan absorbsi oleh akar-akar tanaman terhadap tanah dan bahan organik (Novotny dan Olem, 1994). Pada sistem SFS diperlukan slope untuk pengaliran air limbah dari inlet ke outlet. Tipe pengaliran air limbah pada umumnya secara horizontal, karena jenis ini memiliki efisiensi pengolahan terhadap suspended solid dan bakteri lebih tinggi dibandingkan tipe yang lain. Hal ini disebabkan karena daya filtrasinya lebih baik. Penurunan BOD nya juga lebih baik karena kapasitas transfer oksigen lebih besar (Khiattudin, 2003).

Menurut USAID (2006), SFS adalah sistem yg lebih disukai untuk sistem setempat, karena sistim FWS berpotensi menjadi tempat nyamuk berkembangbiak (khususnya jika tidak dipelihara ikan pemakan nyamuk di dalamnya). Sistem SFS ditutup dengan pasir atau tanah, karenanya tidak ada resiko langsung terhadap potensi timbulnya nyamuk.

Keuntungan dan kerugian Constructed Wetland

2.3 Pemanfaatan Wetland dalam Pengolahan Limbah Cair

1.Menghilangkan logam berat yang mencemari tanah dan air tanah, seperti yang dilakukan di New Zealand, lokasi : Opotiki, Bay of Plenty. Membersihkan tanah yang tercemar cadmium (Cd oleh penggunaan pesticida) dengan menanam pohon poplar.

2.Membersihkan tanah dan air tanah yang mengandung bahan peledak (TNT, RDX dan amunisi militer) di Tennese, USA, dengan menggunakan metode wetland yaitu kolam yang diberi media koral yang ditanami tumbuhan air dan kemudian dialirkan air yang tercemar bahan peledak tersebut.. Tumbuhan yang digunakan seperti: Sagopond (Potomogeton pectinatus), Water stargas (Hetrathera), Elodea (Elodea Canadensis) dan lain-lain.

3.Pengolahan limbah domestik dengan konsep fitoremediasi dengan metoda Wetland, seperti yang diterapkan di beberapa tempat di Bali dengan sebutan wastewater garden (WWG) atau terkenal dengan Taman Bali seperti yang terlihat di Kantor Camat Kuta, Sunrise School, dan Kantor Gubernur Bali. Wetland ini berupa kolam dari pasangan batu kemudian diisi media koral setinggi 80 cm yang ditanami tumbuhan air (Hydrophyte) selanjutnya dialirkan air limbah (grey water dan effluent dari septictank). Air harus dijaga berada pada ketinggian 7 cm atau 10 cm dibawah permukaan koral agar terhindar dari bau dan lalat/serangga lainnya.
       Untuk menghindari kloging (mampet) pada lapisan koral maka air limbah sebelum masuk unit wetland ini harus dilewatkan unit pengendap partikel discret. Berdasarkan hasil test laboratorium terhadap influen dan effluen diperoleh hasil evaluasi kinerja unit tersebut, dengan effisiensi removal sebagai berikut: BOD 80 s/d 90 % , COD 86 s/d 96 %, TSS 75 s/d 95 %, Total N 50 s/d 70 %, Total P 70 s/d 90 %, Bakteri coliform 99 %. Terdapat 27 spesies tumbuhan yang digunakan untuk Taman Bali ini diantaranya Keladi, Pisang, Lotus, Cana, Dahlia, Akar Wangi, Bambu Air, Padi-padian, Papirus, Alamanda dan tanaman air lainnya.
Pemeliharaan sistim ini sangat kecil yang umumnya hanya menyiangi daun-daun tumbuhan yang layu/kering dengan demikian maintainance cost sangat rendah. Menurut penjelasan dari pihak Sunrise School Bali yang telah dua tahun menggunakan sistim ini belum pernah terjadi cloging pada lapisan koral dengan void ratio hanya 40 % untuk ukuran koral hanya 5mm s/d 10mm.
Pada dasarnya proses yang terjadi pada wetland ini sangat alami artinya microorganisme dan tanaman membentuk ecosystem sendiri untuk berhadapan dengan jenis polutan yang masuk, jadi tingkat adaptasi/akomodasi terhadap zat dan kadar pencemararan sangat baik, berbeda dengan misalnya fakultatif pond proses akan rusak (invalid) jika ada B 3 yang masuk atau jika beban pencemaran meningkat lebih dari 20 % akan terbentuk algae bloom.Namun penerapan yang digunakan umumnya terbatas pada skala kecil yaitu untuk perkantoran, sekolah dan komunal sekala RW, hal ini terjadi karena luas lahan yang dibutuhkan perkapitanya lebih tinggi dibanding sistim konvensional umumnya. Meskipun dibandingkan dengan sistim stabilization pond kebutuhan lahan jauh lebih luas

2.4 Desain Wetland dalam Pengolahan Limbah Cair

      Pengolahan Limbah Ikan

Lahan basah buatan (constructed wetland) merupakan sistem pengolahan air limbah yang menggunakan teknologi sederhana dengan pendekatan baru untuk menurunkan pencemaran lingkungan berdasarkan pemanfaatan tanaman air dan mikroorganisma. Tanaman air pada lahan basah buatan mempunyai peran dalam menyediakan lingkungan yang cocok bagi mikroba pengurai untuk menempel dan tumbuh. Keunggulan sistem ini adalah konstruksinya sederhana tanpa peralatan dan mesin, relatif murah biaya operasional, dan perawatannya, dan mempunyai kapasitas buffer yang luas dan lumpur yang dihasilkan sedikit serta stabil. Sistem ini telah dicoba dalam menghalangi dan menahan aliran dan materal padatan (Meutia et al, 2000), menyisihkan pencemar material padatan (Meutia et al, 2000), menyisihkan beberapa jenis logam (Meutia dan Kania, 2000), penurunan kadar fosdor (Meutia dan Khairina, 2000), dan penyisihan senyawa nitrogen (Meutia dan Estriana, 2000) Sumber : (Meutia et al, 2000).

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan dan Saran

1. Fitoremediasi cukup effektif dan murah untuk menangani pencemaran terhadap lingkungan oleh logam berat dan B3 sehingga dapat digunakan untuk remediasi TPA dengan menanam tumbuhan pada lapisan penutup terahir TPA dan menggunakan sistim wetland bagi kolam leachit.

2. Sistim pengolahan limbah dengan wetland disarankan hanya untuk skala lingkungan maksimum 2000 orang dan perkantoran atau gedung-gedung sekolah karena kebutuhan lahannya cukup tinggi antara 1.25 m2/capita s/d 2.5 m2/capita dibanding fakultatif pond hanya 0.2 s/d 0.5 m2/capita atau hanya 1/5dari kebutuhan wetland.

3. Biaya investasi pada metode Wetland sangat relatif terhadap ketersedian lahan, dengan demikian untuk skala kecil sangat ekonomis bila lahan dapat disediakan.

4.Untuk skala rumah tangga sistim metode Wetland ini dapat dianggap pengganti bidang resapan.

DAFTAR PUSTAKA

Ilmu kelautan (marine science) indonesia: PEMANFAATAN WETLAND SEBAGAI MEDIA FITOREMEDIASI

http://alamsty.blogspot.com/2009/07/pemanfaatan-wetland-sebagai-media.html

Modifikasi Subsurface Wetland (Rakhmi Sonie) - Lingkungan Tropis

http://www.lingkungan-tropis.org/modifikasi-subsurface-wetland-rakhmi-sonie

Rawa Buatan (Constructed Wetlands) | sungaibersih2020

http://airsungaikelassatu2020.wordpress.com/teknologi-pengendalian-limbah-cair/rawa-buatan-constructed-wetlands/