Efektivitas MBBR dan Disinfeksi Fotokatalitik ZnO terhadap Kekeruhan, COD, dan Fecal Coliform Terhadap Limbah IPLT

Adithya Satria Pratama; Rizka Novembrianto

Authors

Adithya Satria Pratama Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author
Rizka Novembrianto Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author

Keywords:

MBBR, Desinfeksi, fecal coliform, air limbah domestik, fotokatalis ZnO

Abstract

Air limbah domestik dari Instalasi Pengolahan Lumpur Tinja (IPLT) masih berpotensi mengandung beban organik dan mikrobiologi yang perlu diolah lebih lanjut sebelum dibuang ke lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja kombinasi reaktor Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) dan Photocatalytic Disinfection berbasis ZnO dalam menurunkan parameter kekeruhan, Chemical Oxygen Demand (COD), dan Fecal Coliform pada air limbah IPLT Keputih Surabaya. Reaktor MBBR dioperasikan menggunakan media Kaldnes K3 dengan variasi isian media 20% dan 40%, serta waktu tinggal 12, 24, dan 36 jam. Tahap polishing dilakukan menggunakan reaktor Photocatalytic Disinfection dengan variasi dosis ZnO sebesar 0; 0,5; 1; dan 1,5 g/L. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan waktu tinggal dan volume media Kaldnes berpengaruh terhadap penurunan kadar COD. Kondisi terbaik pada proses MBBR diperoleh pada waktu tinggal 36 jam dengan media Kaldnes 40%, yang menghasilkan kadar COD sebesar 176 mg/L dengan efisiensi penyisihan 77%. Nilai kekeruhan setelah proses koagulasi-flokulasi-sedimentasi berada pada rentang 0,58–0,70 NTU. Pada proses Photocatalytic Disinfection, dosis ZnO optimum diperoleh pada 1 g/L, yang mampu menurunkan Fecal Coliform hingga <17–<18 MPN/100 mL. Penambahan ZnO hingga 1,5 g/L tidak memberikan peningkatan penyisihan yang signifikan. Secara keseluruhan, kombinasi MBBR dan Photocatalytic Disinfection berbasis ZnO efektif digunakan sebagai sistem pengolahan lanjutan air limbah domestik.

References

[1]Afrozi, D. (2010). Photocatalysis and the role of UV radiation in environmental applications: Mechanisms and challenges. Journal of Environmental Science and Technology, 42(2), 245–251.

[2] Aliah, S., & Karima, L. (2015). Fotokatalisis dalam pengolahan air limbah: Teori dan aplikasi. Jurnal Teknik Lingkungan, 14(2), 87–93.

[3] Alikhani, M. Y., Lee, S., Yang, J., Shirzad-Sibooni, M., Peeni-Dogabeh, H., Khorasani, M. S., Nooshak, M., & Samarghandi, M. R. (2013). Photocatalytic removal of Escherichia coli from aquatic solutions using synthesized ZnO nanoparticles: A kinetic study. Water Science and Technology, 67(3), 557–563.

[4] American Public Health Association. (2017). Standard methods for the examination of water and wastewater (23rd ed.). APHA.

[5] Ananda, I. P., Wibowo, A., & Dwi, S. (2017). Proses seeding dalam pengolahan limbah cair menggunakan sistem moving bed biofilm reactor (MBBR). Jurnal Teknologi Lingkungan, 15(2), 134–141.

[6] Bodzek, M., & Rajca, M. (2012). Photocatalysis in the treatment and disinfection of water. Part I: Theoretical backgrounds. Ecological Chemistry and Engineering S, 19(4), 489–512. https://doi.org/10.2478/v10216-011-0036-5

[7] Di Biase, A., Kowalski, M. S., Devlin, T. R., & Oleszkiewicz, J. A. (2019). Moving bed biofilm reactor technology in municipal wastewater treatment: A review. Journal of Environmental Management, 247, 849–866.

[8] Helard, D. (2010). Pengaruh variasi rasio waktu reaksi terhadap waktu stabilisasi pada penyisihan senyawa organik dari air buangan pabrik minyak kelapa sawit dengan sequencing batch reactor aerob. Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Andalas.

[9] Kementerian Lingkungan Hidup/Badan Pengendalian Lingkungan Hidup Republik Indonesia. (2025). Peraturan Menteri Lingkungan Hidup/Badan Pengendalian Lingkungan Hidup Nomor 11 Tahun 2025 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Standar Teknologi Pengolahan Air Limbah untuk Air Limbah Domestik. KLH/BPLH.

[10] Madan, S., Madan, R., & Hussain, A. (2022). Advancement in biological wastewater treatment using hybrid moving bed biofilm reactor (MBBR): A review. Applied Water Science, 12, 141. https://doi.org/10.1007/s13201-022-01662-y

[11] Metcalf & Eddy. (2014). Wastewater engineering: Treatment and resource recovery (5th ed.). McGraw-Hill.

[12] Nusa, I. S., & Dinda, R. K. H. (2015). Pengolahan air limbah dengan proses biakan melekat dalam sistem biofilter.

[13] Ødegaard, H. (2006). Innovations in wastewater treatment: The moving bed biofilm process. Water Science and Technology, 53(9), 17–33.

[14] O’Neill, S., Robertson, J. M. C., Héquet, V., Chazarenc, F., Pang, X., Ralphs, K., Skillen, N., & Robertson, P. K. J. (2023). Comparison of titanium dioxide and zinc oxide photocatalysts for the inactivation of Escherichia coli in water using slurry and rotating-disk photocatalytic reactors. Industrial & Engineering Chemistry Research, 62(45), 18952–18959. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c00508

[15] Rusten, B., Eikebrokk, B., Ulgenes, Y., & Lygren, E. (2006). Design and operations of the Kaldnes moving bed biofilm reactors. Aquacultural Engineering, 34(3), 322–331. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2005.04.002

[16] Saidulu, P., Kumar, M., & Reddy, T. R. (2021). The role of media in moving bed biofilm reactors for wastewater treatment: A review. Environmental Engineering Science, 38(5), 314–320.

[17] Sirelkhatim, A., Mahmud, S., Seeni, A., Kaus, N. H. M., Ann, L. C., Bakhori, S. K. M., Hasan, H., & Mohamad, D. (2015). Review on zinc oxide nanoparticles: Antibacterial activity and toxicity mechanism. Nano-Micro Letters, 7(3), 219–242. https://doi.org/10.1007/s40820-015-0040-x