Study Self Purification Sungai Brantas Akibat Pembuangan Intalasi

Pengolahan Air Limbah Rumah Potong Hewan Gadang, Kota Malang

Dengan Metode Streeter-Phelps. Moh. Ridha Pratama1, Rini Wahyu S.2, Riyanto Haribowo2

1Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya 2Dosen Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya

e-mail: ridhapratama27@gmail.com

ABSTRAK

Kebutuhan masyarakat terhadap produk industri peternakan semakin meningkat, hal

ini menyebabkan keberadaan Rumah Pemotongan Hewan (RPH) sangat diperlukan dalam

proses pemotongan hewan. Setiap pemotongan hewan yang dilakukan oleh RPH

menghasilkan limbah dan dibuang ke sungai yang menyebabkan penurunan kualitas air

sungai dan kemampuan memurnikan diri, seperti Perusahaan Daerah RPH Kota Malang

yang telah membuang limbah RPH ke sungai Brantas. Tujuan dari penelitian ini adalah

untuk membandingkan baku mutu yang diatur dalam 173/Men.Kes/Per/VIII/77 dan

Peraturan Menteri LH 02 tahun 2001 dengan hasil laboratorium dari kualitas pembuangan

IPAL RPH dan mengetahui kemampuan sungai untuk Self Purification (waktu dan jarak

pemurnian air) setelah tercampur dengan pembuangan dari Instalasi Pengolahan Air

Limbah (IPAL) RPH. Metode yang digunakan untuk menentukan Self Purification air

sungai dengan cara matematis yaitu Metode Streeter-Phelps. Dari proses pengolahan

sampel air pembuangan IPAL RPH di laboratorium menghasilkan BOD = 435 mg/l, COD

= 636 mg/l, TSS = 560 mg/l, NH3-N = 8,696 mg/l, Minyak Lemak = 121,261 mg/l, dan

e.coli = 36x105 /1l sampel dari keseluruhan hasil menunjukkan air pembuangan IPAL RPH

tidak sesuai baku mutu kelas III dan dari hasil Metode Streeter-Phelps dihasilkan jarak Self

Purification 20,46314 km dengan waktu 17 jam, 45 menit, 47 detik

Kata Kunci: RPH, Baku Mutu, Self Purification, Streeter-Phelps.

ABSTRACT

The social demand for the products livestock industry is increasing, this causes the

existence of slaughterhouse (RPH) is indispensable in the process of slaughterhouses.

Each slaughter carried out by the slaughterhouse waste produced and discharged into the

river causing a decrease in river water quality and ability to Self Purification, for regional

companies RPH Malang city dump waste into rivers Brantas. The purpose of this study

was to compare the quality standards regulated in 173/Men.Kes/Per/VIII/77 and PerMen

LH 02 in 2001 with the laboratory results of the quality of wastewater disposal RPH and

determine the ability of the river to Self Purification (time and distance of self purification)

after mixed with the disposal of Wastewater Treatment Plant (WWTP) RPH. The method

used to determine Self Purification of river water by means of a mathematical method that

Streeter-Phelps. Processing of samples of wastewater WWTP RPH in the laboratory

resulted are BOD = 435 mg / l, COD = 636 mg / l, TSS = 560 mg / l, NH3-N = 8.696 mg /

l, Oils Fats = 121.261 mg / l, and e.coli = 36x105 / 1l sample of the overall results show

wastewater of WWTP RPH not appropriate quality standards class III and The result of

Streeter-Phelps method produced within Self Purification 20.46314 km with a time of 17

hours, 45 minutes, 47 seconds

Keywords: Slaughterhouse, Standard quality, Self Purification, Streeter-Phelps.

PENDAHULUAN Kebutuhan masyarakat terhadap produk

industri peternakan semakin meningkat.

Daging adalah salah satu produk industri

peternakan yang dihasilkan dari usaha

pemotongan hewan. Seiring bertambahnya

permintaan masyarakat terhadap daging

yang sehat khususnya daging sapi dan babi

terus meningkat, hal ini menyebabkan

intensitas pemotongan juga meningkat,

oleh karena itu keberadaan Rumah

Pemotongan Hewan (RPH) yang sangat

diperlukan dalam pelaksanaannya harus

dapat menjaga kualitas, baik dari tingkat

kebersihannya, kesehatannya, ataupun

kehalalan daging untuk dikonsumsi.

Berdasarkan hal tersebut maka pemerintah

mendirikan Rumah Pemotongan Hewan

(RPH) di berbagai daerah seluruh

Indonesia. Rumah Potong Hewan (RPH)

juga menghasilkan limbah yang dapat

menjadi sumber pencemaran. Kotoran sapi

yang terdiri dari feces dan urine

merupakan limbah ternak yang terbanyak

dihasilkan dan sebagian besar manure

dihasilkan oleh ternak ruminansia seperti

sapi, kerbau kambing, dan domba. Proses pembusukan mikroba di dalam

air limbah, mengakibatkan terjadinya

kenaikan BOD, COD, NH3, H2S,

perubahan pH, serta menimbulkan bau

busuk seperti bau urea dan belerang. Selain

itu juga terjadi pemanfaatan oksigen

terlarut yang berlebihan, yang dapat

mengakibatkan terjadinya degradasi

kualitas air.

Rumah Potong Hewan (RPH) adalah

bangunan kompleks dengan desain dan

konstruksi khusus yang memenuhi

persyaratan teknis dan higienis tertentu,

yang digunakan sebagai tempat memotong

hewan potong selain unggas bagi konsumsi

masyarakat

Objek kajian pada studi ini adalah RPH

Gadang Kelurahan Ciptomulyo Kecamatan

Kedungkandang yang menghasilkan

limbah hewan ternak (sapi dan babi).

Kemudian limbah hewan tersebut

ditampung pada sebuah IPAL dari Rumah

Potong Hewan (RPH). Selanjutnya limbah

dari IPAL tersebut dialirkan ke sungai

Brantas yang kemungkinan air limbah dari

Rumah Potong Hewan (RPH) dapat

mempengaruhi kualitas air dari sungai

Brantas.

Rumah Potong Hewan (RPH) dalam

pengolahan limbah dan standart baku mutu

kualitas air limbah diatur oleh Peraturan

Menteri Kesehatan RI No. 173 Tahun 1977

tentang pencemaran air dari badan air

untuk berbagai kegunaan yang

berhubungan dengan kesehatan dan

Peraturan Menteri Lingkungan Hidup RI

No. 02 Tahun 2006 tentang persyaratan air

limbah Rumah Potong Hewan (RPH) yang

diperuntukkan memenuhi kebutuhan air

baku kelas tiga. Tujuan dari penelitian ini

adalah mengamati limbah organik yang

dihasilkan oleh Rumah Potong Hewan

(RPH) yang sudah sesuai dengan baku

mutu Air Limbah Rumah Bagi Kegiatan

Rumah Potong Hewan sesuai Peraturan

Menteri Lingkungan Hidup RI No. 02

Tahun 2006 dan Peraturan Menteri

Kesehatan RI No. 173 Tahun 1977 serta

mengetahui jarak dan kemampuan Sungai

dalam (Self Purification).

METODE PENELITIAN

2.1. Lokasi Pengambilan dan Analisa

Sampel.

Letak geografis dari PD. RPH Kota

Malang, Jl. Kolonel Sugiono no. 176

Kecamatan Sukun, Malang, Jawa Timur

pada koordinat 8°0'16"LS,

112°37'46"BT.

Pada penelitian ini dilakukan analisa

sampel pada beberapa laboratorium yaitu:

Laboratorium Air Tanah Teknik

Pengairan FT-UB yang meliputi analisa

BOD, COD, dan NH3-N kemudian

Laboratorium Mikrobiologi ITN Malang

untuk analisa Total Bakteri Kloroform

serta Laboratorium Kimia analisa ITN

Malang untuk analisa Minyak Lemak 2.2. Persiapan Alat dan Bahan

Alat dan Bahan yang digunakan pada

penelitian ini sebagai berikut Meteran

untuk mengukur kedalaman serta jarak

pengambilan sampel, Botol Plastik

Polietilina untuk menyimpan sampel air

sungai yang akan di uji pada

laboratorium, Kayu dan Bambu untuk

mengukur panjang basah dalam sebuah

ketinggan, Currentmeter untuk mengukur

kecapatan air sungai, Horiba (Water

Quality Monitor) untuk mengukur (pH,

DO, dan Temperatur) dan Model 3150

Suspended Solids untuk mengukur TSS.

2.3. Lokasi Pengambilan Sampel

Pada penelitian ini dilakukan sekali

pengambilan sampel dalam satu waktu

dan sampel yang diambil sebanyak Dua

Belas (12) sampel dan Delapan (8)

sampel pada 4 titik, jarak pengambilan

sampel 5m sebelum pembuangan IPAL

RPH dan setelah pembuangan IPAL RPH

sejauh 20m masing-masing sampel

berjarak, seperti pada Gambar berikut.

Gambar 1. Titik Pengambilan Sampel

2.4. Pengolahan Data Primer.

Berikut data primer yang diuji pada

penelitian ini:

a. Biological Oxygen Demand (BOD)

b. Chemical Oxygen Demand (COD)

c. Total Suspended Solid (TSS)

d. Minyak Lemak

e. Amoniak Nitrogen (NH3-N)

f. Derajat Keasaman (pH)

g. Total Bactery Coloform (TBC)

2.5. Analisis Pencemaran Air Sungai

Berdasarkan Peraturan Menteri.

Untuk menetapkan pemurnian kembali

(Self Purification) air sungai setelah

tercampur Air Limbah dari IPAL RPH,

maka hasil uji sampel dari laboratorium

dianalisa dengan mengacu pada standar

baku mutu Air Limbah yang telah

ditetapkan oleh Peraturan Menteri

Lingkungan Hidup RI No. 02 Tahun

2006 dan Peraturan Menteri Kesehatan

RI No. 173 Tahun 1977. Baku mutu air

yang digunakan adalah baku mutu kelas

III yaitu air yang peruntukannya dapat

digunakan untuk pembudidayaan ikan air

tawar, peternakan, air untuk mengaliri

pertanaman, dan atau peruntukan lain

yang mempersyaratkan air yang sama

dengan kegunaan tersebut.

Tabel 1. Baku Mutu Air Limbah Bagi

Kegiatan Rumah Potong Hewan

Jenis

Parameter Satuan

Kadar Maksimum

yang Diperbolehkan

BOD mg/l 100

COD mg/l 200

TSS mg/l 100

Minyak

Lemak mg/l 15

NH3-N mg/l 25

pH - 6 – 9

Volume air limbah maksimum untuk sapi,

kerbau dan kuda : 1,5 m3/ekor/hari

Volume air limbah maksimum untuk

kambing dan domba : 0.15 m3/ekor/hari

Volume air limbah maksimum untuk babi

: 0.65 m3/ekor/hari

Sumber : Peraturan Menteri Lingkungan

Hidup RI No. 02 Tahun 2006

Tabel 2. Parameter Baku Mutu air sungai

untuk standart TBC

Jenis

Parameter Satuan

Kadar

Maksimum

yang

Diperbolehkan

Total

Bakteri

Koliform

Jumlah per 1

liter sampel 10.000

Sumber : Peraturan Menteri Kesehatan RI

No. 173 Tahun 1977

2.6. Analisis Self Purification dengan

Metode Streeter-Phelps.

Pemodelan kualitas air sungai

mengalami perkembangan yang berarti

sejak diperkenalkannya perangkat lunak

DOSAGI pada tahun 1970. Prinsip dasar

dari pemodelan tersebut adalah penerapan

neraca massa pada sungai dengan asumsi

dimensi satu dan kondisi tunak.

Pertimbangan yang dipakai pada

pemodelan tersebut adalah kebutuhan

oksigen pada kehidupan air tersebut

(BOD) untuk mengukur terjadinya

pencemaran dibadan air.

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Kondisi Daerah Penelitian (RPH

dan Sungai Brantas Perusahaan Daerah Rumah Pemotongan

Hewan Kota Malang (PD. RPH)

merupakan RPH milik pemerintah Kota

Malang mulai dibangun sejak tahun 1937,

dan mulai beroperasi pada tahun 1938

hingga saat ini. Waktu operasional RPH

terbagi menjadi 2 bagian, yaitu operasional

kantor pada pukul 09.00 – 16.00 WIB dan

proses pemotongan pada pukul 23.00 –

07.00 WIB, dengan rincian pada pukul

23.00 – 05.00 dilakukan pemotongan sapi,

sedangkan pada pukul 05.00 – 07.00

dilakukan pemotongan babi.

Sungai Brantas memiliki Daerah

Aliran Sungai (DAS) seluas 11.800 km2

dan panjang utama 320 km. Sungai

Brantas bermata air di Desa Sumber

Brantas, Kecamatan Bumiaji Kota Batu.

Sungai Brantas yang menjadi objek pada

penelitian ini mengaliri di depan Rumah

Potong Hewan. Rumah Potong Hewan

tersebut membuang limbahnya ke sungai

Brantas. Air limbah tersebut mengalir

melalui gorong-gorong IPAL sepanjang

±150m sampai menuju pembuangan ke

Sungai Brantas. Sungai Brantas yang

digunakan untuk pengambilan sampel

pada penelitian yaitu sepanjang 25m

sebelum dan sesudah pembuangan IPAL

RPH dengan lebar sungai sebesar 5,63 m,

dan berikut adalah tabel pengukuran

lapangan dari setiap section :

Tabel 3. Data Fisik Sungai Brantas

daerah RPH Kota Malang

Sumber : Hasil Pengukuran di Lapangan

3.2. Pengambilan Sampel.

Pengambilan sampel yang dilakukan

pada penelitian ini mengacu terhadap

debit yang dihasilkan pada section

pertama yaitu debit pada titik l sungai

brantas sebelum tercampur dengan

buangan dari IPAL RPH, yaitu :

Q = ∑ Vi . Ai

n

n+1

Q = ∑( V1 . A1) + ( V2 . A2) + ( V3 . A3)

Q = 1,434954 m3/det

Perhitungan debit selanjutnya

dilakukan adalah perhitungan debit air

dari IPAL RPH yang akan dibuang ke

sungai brantas.

Q = V . A

Q = 0,12 x 0,0701

Q = 0,008412 m3/det

Debit sebesar 1,434954 m3/det

termasuk pada debit kurang dari 5 m3/det,

maka pengambilan sampel dilakukan

pada tengah sungai dengan dilakukan

pegambilan secara merata sampai dasar

sungai, sampel yang diambil sebanyak 4

titik pengambilan sampel, yaitu seperti

pada keterangan berikut.

Gambar 2. Titik Pengambilan sampel

Pengambilan sampel dilakukan

dengan mengambil air Sungai Brantas

pada lokasi penelitian dengan

menggunakan botol putih polietilina

masing-masing sebanyak 3 kali

pengulangan (BOD, COD, NH3-N) dan 2

kali pengulangan (Minyak Lemak dan

TBC) untuk pengujian sampel air di

laboratorium dan juga dilakukan

pengukuran langsung di lokasi penelitian

dengan menggunakan alat Model 3150

Suspended Solids dan Horiba berturut

dilakukan di 4 titik pengambilan sampel

yang dilakukan pada pukul 07.00-08.30

tanggal 3 September 2015.

Pendistribusian sampel ke

laboratorium dilakukan secara hati-hati

agar menjaga kualitas dari sampel dan

dilakukan secara tertutup agar tidak

terkontaminasi dengan zat-zat lain dari

luar sampel kemudian sampel

dimasukkan ke laboratorium langsung

pada hari pengambilan sampel.

3.3. Analisis Data Hasil Laboratorium

Gambar 3. Grafik Kadar BOD

Gambar 4. Grafik Kadar COD

Gambar 5. Grafik Kadar TSS

3.3.4. Analisa Minyak Lemak

Gambar 6. Grafik Kadar Minyak Lemak

3.3.5. Analisa NH3-N

Gambar 7. Grafik Kadar NH3-N

3.3.6. Analisa pH

Gambar 8. Grafik Kadar pH

3.3.7. Analisa TBC

Tabel 4. Tabel Kadar TBC

Sumber : Hasil Laboratorium

3.4. Perbandingan Pengukuran dengan

Standart Baku Mutu

Rumah potong hewan dalam

pengolahannya diatur oleh Peraturan

Menteri Lingkungan Hidup RI No. 02

Tahun 2006 tentang Baku Mutu Air

Limbah bagi Kegiatan Rumah Potong

Hewan untuk kegiatan pemotongan dan

Peraturan Menteri Kesehatan No 173

Tahun 1977 untuk mengetahui tingkat

bakteri yang ada pada pembuangan IPAL

tersebut, dan berikut ini adalah tabel

perbandingan antara Baku Mutu yang

ditetapkan dengan hasil lapangan yang

telah diukur dari pembuangan Instalasi

Pengolahan Air Limbah atau IPAL RPH.

Tabel 5. Perbandingan Standart Baku

Mutu pada IPAL RPH.

No. Parameter

Standar

Baku

Mutu

Hasil

Lab Keterangan

1 BOD

(mg/l) 100 435

Melebihi

Kadar

Maksimum

yang

diperbolehkan

2 COD (mg/l)

200 636

Melebihi

Kadar Maksimum

yang

diperbolehkan

3 TSS

(mg/l) 100 560

Melebihi

Kadar

Maksimum yang

diperbolehkan

4 Minyak

Lemak 15 121.261

Melebihi

Kadar

Maksimum

yang diperbolehkan

5 NH3-N

(mg/l) 25 8.696

Tidak Melebihi

Kadar

Maksimum

yang diperbolehkan

6 pH 6-9 7.42

Sesuai dengan Kadar

Maksimum

yang

diperbolehkan

7

TBC

(/1 liter

sampel)

10.000 36 x

105

Melebihi

Kadar

Maksimum

yang

diperbolehkan

Sumber : Hasil Laboratorium dan

Pengukuran Lapangan

3.5. Analisis dengan Metode Streeter-

Phelps

Pemodelan Streeter-Phelps hanya

terbatas pada dua fenomena yaitu proses

pengurangan oksigen terlarut

(deoksigenasi) akibat aktivitas bakteri

dalam mendegradasikan bahan organik

yang ada dalam air dan proses

peningkatan oksigen terlarut (reaerasi)

yang disebabkan turbulensi yang terjadi

pada aliran sungai. Langkah–langkah penggunaan metode

Streeter – Phelps :

Menentukan Temperatur, DO dan BOD setelah pencampuran antara air

limbah dan air sungai

Tc =Qs Ts + Ql Tl

Qs + Ql

Tc =38.97335 + 0.23124588

1.443366

Tc = 27,16192281ºC

BODc =Qs BODs + Ql BODl

Qs + Ql

BODc =530.93298+3.65922

1.443366

BODc = 370,3788228 mg/l

DOc =Qs DOs + Ql DOl

Qs + Qs

DOc =7.3900131+0.016596876

1.443366

DOc = 5.131484305 mg/l

Penentuan Konstanta laju

Deoksigenasi

Penentuan harga K’ mengacu pada

buku Metcalf dan Eddy. Menurut

Metcalf dab Eddy, nilai K’ (basis

logaritmit, 20⁰C) berkisar antara 0,05 sampai 0,3 hari-1, maka pada

penelitian ini digunakan nilai K’

sebesar 0,3 hari-1

Penentuan Konstanta Reaerasi Penentuan konstanta Reaerasi dilakukan dengan persamaan berikut.

𝐾′2 =

294 (𝐷𝐿𝑈)1

2⁄

𝐻3

2⁄

𝐾′2 =

294 (2,2831 x 10−40,32)1

2⁄

0,9465673

2⁄

K’2 = 2,72871 hari-1

Menentukan nilai BOD ultima Lo = BODc

1 − e−5 k′⁄

Lo = 476,757788

Menentukan defisit DO setelah

pencampuran dengan menggunakan

tabel kejenuhan oksigen.

Defisit DO = DO jenuh – DO

campuran

Defisit DO = 7.96 – 5.131484305

Defisit DO = 2.828515695 mg/l

Melakukan perhitungan laju reaksi terhadap temperatur campuran antara

air sungai dan air limbah. K`T = K` (1,047) T-20

K`T = 0,416848 hari-1

K`2T = K`2 (1,016) T-20

K`2T = 3,057241 hari-1

Menentukan waktu kritis air sungai

terhadap campuran air limbah agar

mengetahui Self Purification

(Pemurnian air ).

tc = 1

K`2−K` ln {

K`2

K`(1 −

Do (K`2−K`)

K`Lo)}

tc = 0,37873 ln{7,334186 (0,962421)}

tc = 17 jam, 45 menit, 47 detik

Menentukan jarak kritis air sungai

terhadap campuran air limbah agar

mengetahui Self Purification

(Pemurnian air ).

v = 0.32 m/s = 1.152 m/jam

Xc = tc v

Xc = 17,763144 x 1.152 Xc = 20,46314 km

Menentukan defisit oksigen kritik :

𝐷𝑐 = 𝐾′

𝐾′2 𝐿𝑜 𝑒−𝐾′𝑡𝑐

Dc = 47,74814166 mg/l

Gambar 9. Kurva Karakteristik Oksigen

Gambar 10. Denah Hasil Pengamatan

KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis laboratorium

dan analisis data, maka dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut:

Hasil analisis laboratorium untuk

standart baku mutu air kelas tiga yang

mengacu pada Peraturan Menteri

Kesehatan RI No. 173 Tahun 1977

untuk parameter Total Bakteri Coliform

dan Peraturan Menteri Lingkungan

Hidup RI No. 02 Tahun 2006

menunjukkan hasil sebagian besar

parameter tidak sesuai standart yang

ditentukan.

Total Waktu yang dibutuhkan untuk

Pemurnian Diri (Self Purification)

Sungai Brantas setelah tercampur

limbah Rumah Potong Hewan (RPH)

Gadang dengan analisa menggunakan

Metode Streeter-Phelps dimana

diketahui nilai BOD dan DO yaitu

sebesar 17jam, 45menit, 47detik, dan

jarak yang dibutuhkan untuk Pemurnian

Diri (Self Purification) Sungai Brantas

yaitu sebesar 20,46314 km.

DAFTAR PUSTAKA.

Hendrasarie, Novirina dan Cahyarani.

2007. Kemampuan Self Purification

Kali Surabaya,Ditinjau Dari

Parameter Organik Berdasarkan

Model Matematis Kualitas Air .

Surabaya.

Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.

110 Tahun 2003, Pedoman

Penetapan Daya Tampung Beban

Pencemaran Air Pada Sumber Air.

Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No

02 Tahun 2006, Baku Mutu Air

Limbah Bagi Kegiatan Rumah

Pemotongan Hewan.

Peraturan Menteri Kesehatan No 173

Tahun 1977, Pencemaran Air dari

Badan Air untuk Berbagai

Kegunaan yang Berhubungan

dengan Kesehatan.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia

No. 82 Tahun 2001, Pengelolaan

Kualitas Air dan Pengendalian

Pencemaran Air.

Widya, N . Budiarsa, W . dan Mahendra,

MS. 2008 . Studi Pengaruh Air

Limbah Pemotongan Hewan Dan

Unggas Terhadap Kualitas Air

Sungai Subak Pakel I Di Desa

Darmasaba Kecamatan Abiansemal

Kabupaten Badung. Denpasar.