Belajar › Rangkaian
R5 - ABR + lahan basah buatan
Rujukan buku: Buku 3, Bab 8
Apa itu R5
R5 memakai ABR sebagai pengolahan utama, lalu memoles keluarannya di lahan basah buatan (constructed wetland) aliran bawah permukaan horizontal. Lahan basah berupa kolam dangkal berisi kerikil yang ditanami tumbuhan air seperti Typha atau Cyperus. Air mengalir di sela kerikil, di bawah permukaan, sehingga tidak tampak genangan dan tidak menjadi sarang nyamuk. Penyisihan terjadi oleh biofilm pada kerikil dan akar, penyaringan, dan pengendapan. Lahan basah juga menurunkan bakteri patogen (sekitar 1,5 log pada aplikasi), tetapi bersama ABR (0,5 log) itu baru 2 log, belum cukup untuk mencapai 1.000 MPN/100 mL dari 107, sehingga bak desinfeksi kaporit tetap dipasang di hilirnya.
Urutan unit:
- Saringan kasar -> Pemisah minyak dan lemak (PM-01) -> Bak pengumpul
- -> Pengendap awal -> menyisihkan padatan agar kerikil tidak tersumbat
- -> ABR -> penguraian anaerobik utama
- -> Lahan basah buatan -> pemolesan di media kerikil bertanaman
- -> Desinfeksi -> Bak ukur -> badan air penerima; lumpur ke bak pengering lumpur
Kapan cocok, kapan tidak
Cocok bila:
- lahan luas dan murah tersedia, misalnya tepi kampung, lahan fasilitas umum, atau bekas sawah;
- tidak ada listrik dan pengelola adalah warga;
- ruang hijau atau nilai estetika dihargai masyarakat;
- badan air penerima cukup rendah sehingga kehilangan tinggi tekan di lahan basah masih tertampung.
Tidak cocok bila:
- tapak di permukiman padat;
- tapak datar dan badan air penerima tinggi, karena lahan basah yang panjang memakan tinggi tekan;
- debit besar dengan batas amoniak ketat (tingkat lebih dari 50 m3/hari: 10 mg/L), karena lahan basah ini hanya menurunkan amoniak sekitar setengahnya;
- tidak ada orang yang mau memangkas tanaman dan menjaga lahan dari sampah.
Kinerja yang diharapkan
ABR menurunkan BOD dari 280 menjadi sekitar 72 mg/L; lahan basah memolesnya lebih jauh. Sejak V2.3, mutu keluar lahan basah diperkirakan dari luas yang terpasang, bukan lagi disamakan dengan sasaran rancangan. Modelnya orde-satu aliran sumbat (plug flow):
Ce = C0 x exp(-kT x d x n x As / Q)
kT = 1,104 x 1,06^(T - 20)
dengan C0 dan Ce kadar BOD masuk dan keluar, kT tetapan laju pada suhu T, d tinggi media, n porositas, As luas, dan Q debit. Pada 27 derajat C, kT = 1,66 per hari. Penyisihan BOD dibatasi paling banyak 85 persen. Luas rancangan ditentukan oleh nilai terbesar dari tiga syarat: model orde-satu, beban BOD permukaan, dan beban hidrolis permukaan. Pada kasus Griya Asri, syarat ketiga yang menentukan, sehingga luas yang terpasang jauh lebih besar daripada yang diminta model orde-satu dan BOD keluar mendekati batas 85 persen.
Lahan basah juga menyisihkan TSS dengan baik. Untuk amoniak aplikasi memakai penyisihan 50 persen, jauh di bawah yang dibutuhkan untuk batas 10 mg/L bila kadar masuk 40 mg/L; ABR di hulunya tidak menurunkan amoniak sama sekali.
Kebutuhan lahan, listrik, operator
- Lahan: paling besar, berlipat-lipat dibanding rangkaian lain.
- Listrik: tidak perlu.
- Operator: rendah sampai sedang. Memangkas dan memanen tanaman, membersihkan pipa pembagi di sisi masuk, mencegah penyumbatan kerikil, menguras ABR, mengeruk lemak dari pemisah minyak.
Risiko
- Penyumbatan kerikil (clogging) di sisi masuk bila pengendap awal dan ABR tidak dikuras; aliran naik ke permukaan dan menimbulkan genangan.
- Kehilangan tinggi tekan besar akibat dasar miring sepanjang sel; keluaran mungkin perlu dipompa.
- Biaya media kerikil dan geomembran tinggi karena luasnya.
- Masa tanam: tanaman butuh satu musim untuk menutup permukaan.
Perbandingan singkat
Dibanding R1, R5 mengganti filter anaerobik dengan lahan basah, sehingga BOD, TSS, dan fecal coliform lebih baik dan amoniak turun separuh, tetapi lahannya belasan kali lebih luas dan biayanya lebih dari dua kali lipat. Lihat perbandingan lima rangkaian.
Studi kasus: Griya Asri
Data baku: 300 SR, 5 jiwa/SR, 125 L/orang/hari, lahan 42 x 18 m. Debit rata-rata 150,0 m3/hari (tingkat lebih dari 50 m3/hari), debit puncak 4,34 L/detik, beban BOD 60,0 kg/hari. Angka masuk: BOD 400 mg/L, amoniak 40 mg/L, minyak dan lemak 25 mg/L, fecal coliform 107 MPN/100 mL (asumsi; ganti dengan hasil uji laboratorium).
| Unit | Ukuran dalam (P x L x tinggi air) | Modul | BOD keluar (mg/L) | NH3-N keluar (mg/L) |
|---|---|---|---|---|
| Saringan SR-01 | 1,50 x 0,40 m | 1 | 400,0 | 40,0 |
| Pemisah minyak PM-01 | 3,55 x 1,85 x 1,20 m (HRT 30,3 menit) | 1 | 400,0 | 40,0 |
| Bak pengumpul BP-01 | 2,25 x 1,55 x 1,50 m | 1 | 400,0 | 40,0 |
| Pengendap awal PA-01 | 4,35 x 1,45 x 2,00 m | 1 | 280,0 | 40,0 |
| ABR AB-01 | 7,80 x 3,30 x 2,00 m, 6 kompartemen | 2 | 71,7 | 40,0 |
| Lahan basah LB-01 | 67,0 x 22,4 m per sel, media 0,60 m | 2 sel | 10,8 | 20,0 |
| Desinfeksi DS-01 | 3,95 x 1,65 x 1,20 m | 1 | 10,2 | 20,0 |
| Bak ukur BU-01 | 1,50 x 0,80 m | 1 | 10,2 | 20,0 |
| Pengering lumpur PL-01 | 6,20 x 3,20 m per bak | 3 | - | - |
Mutu keluaran terhadap baku mutu tingkat lebih dari 50 m3/hari (Lampiran I huruf A angka 2):
| Parameter | Hasil R5 | Baku mutu | Status |
|---|---|---|---|
| BOD | 10,2 mg/L | 30 | Lolos |
| COD | 20,4 mg/L | 100 | Lolos |
| TSS | 6,5 mg/L | 30 | Lolos |
| Amoniak (NH3-N) | 20,0 mg/L | 10 | Gagal (PERIKSA) |
| Minyak dan lemak | 1,8 mg/L | 5 | Lolos |
| Fecal coliform | 32 MPN/100 mL | 1.000 | Lolos |
Studi kasus
- Lima dari enam parameter lolos, dengan mutu BOD, COD, TSS, minyak-lemak, dan fecal coliform terbaik di antara semua rangkaian. Amoniak 20,0 mg/L tetap dua kali baku mutu.
- Lahan basah ditentukan oleh beban hidrolis permukaan 5,0 cm/hari: luas sel total 3.001,6 m2 (2 sel masing-masing 22,4 x 67,0 m), waktu tinggal 109,5 jam. Model orde-satu sendiri hanya meminta 486,6 m2 dan beban BOD permukaan 896 m2.
- Luas lahan perlu 4.346,1 m2 (luas bangunan 3.219,3 m2 x 1,35), sekitar 5,7 kali lahan tersedia 756 m2 (PERIKSA). Satu sel sepanjang 67,0 m sudah melampaui panjang lahan 42 m; panjang unit terpanjang 67,3 m terhadap batas 39 m dan lebar terpakai 67,50 m terhadap 18 m (PERIKSA).
- Kehilangan tinggi tekan di lahan basah 0,77 m. Sisa tinggi tekan di atas muka air badan penerima -0,26 m, di bawah syarat 0,20 m (PERIKSA): keluaran perlu dipompa, atau elevasi tapak dinaikkan.
- Elevasi dasar terdalam +3,39 m, 0,39 m di atas muka air tanah.
- Lumpur 31,6 kg bahan kering per hari.
- Biaya total Rp 2.446.443.230, tertinggi, atau sekitar Rp 8,15 juta per SR: media kerikil 1.809,9 m3 (Rp 714,9 juta), galian Rp 468,6 juta, dan geomembran 3.601,9 m2 (Rp 342,2 juta) mendominasi (harga asumsi).
- Listrik proses 0 kW. Kriteria berstatus PERIKSA: 5 (amoniak, panjang unit, luas lahan, lebar terpakai, sisa tinggi tekan).
Pelajaran dari R5
R5 mengajarkan bahwa mutu keluaran yang indah bisa tidak berguna bila tapak tidak mendukung. Untuk Griya Asri rangkaian ini gagal dua kali: amoniak 20 mg/L (50 persen penyisihan tidak cukup untuk batas 10 mg/L dari kadar masuk 40 mg/L) dan kebutuhan lahan lebih dari lima kali lahan yang ada, belum lagi tinggi tekan yang habis. Pilihan bila R5 tetap diminati: cari lahan tambahan (misalnya lahan fasilitas umum di dekatnya), pakai lahan basah hanya untuk sebagian debit, atau tambahkan unit nitrifikasi aerob sebelum lahan basah dan perlakukan lahan basah sebagai pemoles. Lihat juga kebutuhan lahan dan sisa tinggi tekan.
Rujukan
- Buku 3, Bab 8.
- Peraturan Menteri LH/BPLH Nomor 11 Tahun 2025 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Standar Teknologi Pengolahan Air Limbah untuk Air Limbah Domestik (Berita Negara RI Tahun 2025): Pasal 8, Lampiran I huruf A angka 2. Peraturan ini mencabut peraturan terdahulu (Permen LHK P.68/2016) pada Pasal 14.
- Kadlec, R.H. & Wallace, S.D. (2009). Treatment Wetlands, 2nd ed. CRC Press.
- Sasse, L. (1998). DEWATS. BORDA.