## JURNAL TEKNIK SIPIL

## Rancang Bangun Sistem Filtrasi Portabel Pengolahan Air Limbah (Grey Water) Domestik
Ezra Hartarto Pongtuluran 1 , Lilik Damayanti 2
1,2) Politeknik Negeri Balikpapan, Jalan Soekarno Hatta Km.8, Balikpapan, 76129, Indonesia
1) ezra.hartarto@poltekba.ac.id ; 2) lilik.damayanti@poltekba.ac.id

## ABSTRAK
Beberapa permasalahan yang terjadi dalam suatu kawasan adalah pencemaran limbah cair dimana faktor penyebabnya berasal  dari  sektor  domestik. Salah satu  bentuk  pengendalian tersebut  dibangunnya  instalasi  pengolahan  limbah,  sehingga  penelitian  ini  bertujuan membuat permodelan alat filtrasi portabel pengolahan limbah cair (grey water) yang mudah pengoperasian dan perawatan, mengetahui kapasitas alat filtrasi portabel dalam pengolahan limbah cair,  dan  mengevaluasi  hasil pengolahan kualitas limbah cair setelah melewati alat filtrasi portabel. Pada rancangan pembuatan media alat filtrasi, terdapat 5 media filter yang terdapat  dalam  model  alat.  Sistem  filtrasi  yang  dilakukan  dengan  prinsip  arah  vertikal, dimana  aliran  limbah  yang  masuk  akan  terus  maju  ke  dalam  media  yang  telah  terdapat dalam  alat.  Kapasitas  kemampuan  alat  filtrasi  portabel  dalam  melakukan  pengolahan limbah  cair  mencapai  waktu  konstan  pada  menit  ke  55  dengan  besar  debit  limpasan 0,000031 m 3 /detik. Hasil kualitas limbah sebelum masuk sistem filtrasi mempunyai tingkat kadar  pencemaran  cukup tinggi  yakni  BOD:  525  mg/L,  COD:  1350  mg/L, TSS:  0  mg/L, minyak  dan  lemak:  0  mg/L,  sulfat:  237,3  mg/L.  Setelah  pengolahan  tingkat  kadar pencemaran limbah menjadi menurun dengan hasil BOD: 119 mg/L, COD: 273 mg/L, TSS: 0  mg/L,  minyak  dan  lemak:  0  mg/L,  sulfat:  163,2  mg/L.  Besar  persentase  penurunan tingkat pencemaran untuk BOD: 77,33%, COD: 79,78%, dan sulfat: 31,23%.
Kata Kunci : air limbah, filtrasi portabel, limbah domestik

## ABSTRACT
Some of the problems that occur in an area are liquid waste pollution where the causative factor comes from the domestic sector. One form of control is the construction of a sewage treatment plant, therefor this study aims to create a model of a portable filtration device for processing grey water which is easy to operate and maintain, to determine the capacity of a portable filtration device in wastewater treatment, and to evaluate the results of processing the quality of wastewater after treatment through a portable filtration device. In the design of making filtration media, there are 5 filter media in the tool model. The filtration system is  carried  out  in  a  vertical  direction,  where  the  incoming  waste  flow  will  continue  to advance into the media that contained in the devicel. The capacity of the portable filtration device to treat liquid waste reaches a constant time of 55 minutes with a runoff discharge of  0.000031  m3/second.  The  results  of  waste  quality  before  entering  the  filtration  system have a reasonably high level of pollution, that is BOD: 525 mg/L, COD: 1350 mg/L, TSS: 0 mg/L, oil and fat: 0 mg/L, sulfate: 237.3 mg /L. After processing the level of waste pollution decreased with the results of BOD: 119 mg/L, COD: 273 mg/L, TSS: 0 mg/L, oil and fat: 0 mg/L, sulfate: 163.2 mg/L. The percentage reduction in pollution levels for BOD: 77.33%, COD: 79.78%, and sulfate: 31.23%.
Keywords: grey water, portable filtration, domestic waste

## 1. PENDAHULUAN
Latar belakang Limbah cair yang berasal dari perumahan penduduk, fasilitas komersial, institusional maupun rekreasi merupakan kategori limbah (Metcalf and
Eddy,  2003).  Pemukiman  yang  pada umumnya  tidak  memiliki  pengolahan limbah  cair,  menyebabkan  sebagian besar  limbah  cairnya (grey  water) dibuang melalui sumur peresapan maupun  langsung  kedalam  badan  air yang ada di lingkungan sekitar, sehingga akan  mengakibatkan  tercemarnya  badan air  maupun  air  tanah  yang  ada (Kurniawan,  2014).  Beban  limbah  cair yang  berasal  dari  sektor  domestik memiliki  kapasitas  jauh  lebih  besar dibandingkan  dengan  volume  limbah cair yang dihasilkan dari sektor perindustrian. Ginting  (2007)  mengungkapkan  apabila senyawa  yang  terdapat  dalam  limbah melebihi  kadar  yang  ditentukan  dapat menyebabkan  air  tidak  dapat  digunakan untuk  berbagai  macam  keperluan”.  Bila limbah  cair  yang  mengandung  bahan dan  zat  berbahaya  bercampur  langsung dengan lingkungan, maka akan berdampak menurunnya kualitas lingkungan (South and Nazir, 2016).
Sungai  dan  parit  merupakan  badan  air yang  menerima  limbah  cair  domestik, sehingga  diperlukan  suatu  pengendalian agar limbah cair domestik tersebut tidak langsung  dibuang  ke  badan  air.  Metode alternatif  yang  dapat  dilakukan  dalam pengolahan limbah cair adalah menggunakan metode filtrasi (Sulistyanti,  Antoniker  and  Nasrokhah, 2018). Filtrasi merupakan sistem pengolahan limbah dengan proses pemisahan  zat  padat  dari  fluida  yang bertujuan menghilangkan partikel tersuspensi  dan  koloidal  dengan  cara menyaring  menggunakan  media  filter (Artiyani and Firmansyah, 2016) Pembangunan suatu instalasi pengolahan  limbah  sektor  domestik merupakan salah satu bentuk pengendalian  yang  dapat  dilakukan dalam rangka menurunkan beban limbah
tercemar.  Instalasi  pengolahan  limbah cair domestik dapat dirancang berdasarkan  debit  air  buangan  yang dihasilkan oleh berbagai sektor (domestik), sehingga harapan perancangan  yang  dilakukan  dapat bekerja efektif.

## Perumusan Masalah
Adapun bentuk rumusan masalah berdasarkan latar belakang penelitian ini antara lain: 1. Berapa  besar  kapasitas  kemampuan alat filtrasi portabel dalam melakukan  pengolahan  limbah  cair (grey water) ?
2. Bagaimana kualitas alat filtrasi portabel  dalam  pengolahan  limbah cair (grey water) ?
3. Berapa besar perubahan kualitas hasil pengolahan  limbah  cair (grey  water) setelah melewati alat filtrasi portabel?

## Tujuan Penelitian
Berdasarkan hasil tinjauan latar belakang  dan  rumusan  masalah,  maka terbentuk  tujuan  dari  penelitian  ini antara lain:
1. Membuat  permodelan  alat  filtrasi portabel  pengolahan  limbah  cair (grey  water) yang  mudah  dalam pengoperasian dan perawatan,
2. Mengetahui  kapasitas  kemampuan alat filtrasi portabel dalam melakukan  pengolahan  limbah  cair
(grey water),
3. Mengevaluasi hasil pengolahan kualitas  limbah  cair (grey  water) setelah melewati alat filtrasi portabel.

## 2. METODE PENELITIAN Waktu dan Lokasi Penelitian
Waktu  penelitian  ini  akan  dilaksanakan selama  8  bulan  di  mulai  pada  bulan April  sampai  dengan  November  2022. Adapun  lokasi  yang  menjadi  tempat pengambilan sampel limbah cair
domestik  (lihat  Gambar  1)  adalah berasal  dari  limbah  non-kakus  yang
berasal  dari  aktivitas  mencuci  pada laundry  Mustika  yang  berada  di  jalan waduk wonorejo, Gn. Samarinda,
Kecamatan  Balikpapan  Utara,  Kota Balikpapan. Gambar 1 Lokasi pengambilan sampel limbah cair domestik

## Metode Pengumpulan Data
Sistematika penyusunan data menunjukkan suatu alur kerangka berpikir  dari  awal  mulai  dari  studi literatur,  survey  lapangan,  pembuatan alat  permodelan,  pengujian  alat  sampai pengolahan hasil treatment.

## Tahapan Penelitian
Langkah-langkah ataupun roadmap penelitian  yang  dilakukan  disajikan dalam  diagram  alir  penelitian (fishbone) pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram alir penelitian (Fishbone)

## Analisis Data
Rancang  bangun  model  alat  merupakan tahapan utama dimana membuat dengan sistem  portabel  dalam  artian  alat  ini akan sangat mudah dalam pengoperasian
dan perawatannya. Adapun model rencana  alat  pengolahan  limbah  yang akan  dibuat  dapat  dilihat  pada  Gambar
3.
Gambar 3 Rencana alat portabel pengujian limbah cair (grey water) domestik
Berdasarkan  gambar  di  atas,  dapat dilihat  adanya  beberapa  bagian  dari  alat filtrasi yang dapat dipasang dan lepaskan sehingga pembersihan alat saat akan  dilakukan  perawatan  akan  lebih mudah.  Bagian  tersebut  telah  dibuat lubang-lubang  sebagai  celah  lewatnya aliran dalam pengolahan limbah.
Perawatan dapat dilakukan yaitu dengan melepaskan  pembatas  media  (akrilik), kemudian  menyemprotkan  air  kedalam lubang  pada  pembatas  media  tersebut hingga  media  filtrasi  dapat  kembali bersih  dan  dapat  digunakan  kembali
pada  sistem  pengolahan  limbah  cair (grey water).

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Rancangan Pembuatan Alat
Pada  rancangan  pembuatan  media  alat filtrasi,  terdapat  5  (lima)  media  filter yang  terdapat  dalam  model  alatnya. Media ini mempunyai tugas dan peranan masing-masing  dalam  meminimalisr tingkat pencemaran limbah yang terjadi. Sistem  filtrasi  yang  dilakukan  dengan prinsip  arah  vertikal,  dimana  aliran limbah yang masuk akan terus maju dan masuk ke dalam media-media yang telah ada  dalam  alat  seperti  yang  disajikan pada Gambar 4.

## Gambar 4 Alur proses filtrasi
Alat  filtrasi  dibuat  menggunakan box container dimana  didalamnya  terdapat sekat  dinding  yang  terbuat  dari  bahan akrilik  untuk  menampung  dan  menjadi pembatas  antar  media  filter.  Setiap dinding  media  filter  ini  telah  dilakukan pembuatan  lubang-lubang  sebagai  jalur masuk  aliran  limbah  dengan  dimeter lubang  sebesar  1,5  mm  dan  jarak  antar lubang adalah 1 cm.
Metode  portabel  terdapat  pada  dinding akrilik  ini,  dimana  dapat  dikeluarkan dari box tanpa harus membongkar media
filter  yang  ada  didalamnya.  Ketika dalam  media  filter  telah  terlihat  kotor, dinding  portabel  akrilik  ini  dapat  di keluarkan kemudian dilakukan pencucian  atau  penyemprotan  melalui lubang-lubang dinding untuk
membersihkan  kembali  media  filter sehingga  membutuhkan  waktu  sangat singkat dalam melakukan perawatannya. Adapun  hasil  model  alat  filtrasi  yang telah dirancang dapat ditampilkan sesuai pada Gambar 5.
INLET SERABUT KELAPA KERIKIL PASIR AKTIF KARBON AKTIF SERAT KAPUK OUTLET

## Gambar 5 Model alat filtrasi

## Kapasitas Alat Filtrasi
Pengujian  kapasitas  alat  ini  dilakukan untuk  mengetahui  besar  tampungan  alat untuk  melewatkan  aliran  yang  masuk hingga  keluar  kembali  pada  lubang outlet yang  telah  dibuat.  Lubang outlet ini  juga  menjadi  faktor  dalam  penetuan kapasitas  alat  yang  meruapakan  luas
tangkapan aliran yang akan keluar. Pengujian  dilakukan  selama  60  menit dengan memperhitungkan volume aliran yang  keluar  yang  setiap  5  menit  akan ditampung pada gelas ukur dimana hasil dari  pengujian  kapasitas  ini  berupa  laju limpasan.  Adapun  hasil  pengujian  ini disajikan pada Tabel 1.
.
Tabel 1 Kapasitas alat filtrasi Waktu Aliran limbah laundry Volume Debit Limpasan Luas Tangkapan Laju limpasan (menit) m³ (m³/menit) (m²) (m/menit) 0 0,000000 0,000000 0,00053 0,000000 5 0,000075 0,000015 0,00053 0,028241 10 0,000115 0,000023 0,00053 0,043303 15 0,000149 0,000030 0,00053 0,056105 20 0,000165 0,000033 0,00053 0,062130 25 0,000182 0,000036 0,00053 0,068531 30 0,000197 0,000039 0,00053 0,074180 35 0,000215 0,000043 0,00053 0,080958 40 0,000203 0,000041 0,00053 0,076439 45 0,000188 0,000038 0,00053 0,070791 50 0,000165 0,000033 0,00053 0,062130 55 0,000156 0,000031 0,00053 0,058741 60 0,000156 0,000031 0,00053 0,058741
Berdasarkan  tabel  di  atas,  dapat  dilihat bahwa  pada  awal  aliran  limbah  masuk pada  alat  besar  debit  limpasan  yang dapat  dikeluarkan  masih  cukup  besar, namun  setelah  beberapa  saat  terjadi penuruan.  Hal  ini  dikarenakan  beberapa
media  filter  telah  mengalami  kejenuhan akibat adanya aliran yang telah melewatinya.  Hubungan  antara  besar debit  limpasan  terhadap  durasi  waktu aliran  pada  alat  dapat  dilihat  pada Gambar 6.

## Gambar 6 Hubungan antara besar debit limpasan terhadap durasi waktu pada alat filtrasi
Pada  gambar grafik  di  atas  dapat  dilihat bahwa  5  menit  pertama  dari  awal  mulai terjadi  selisih  debit  limpasan  yang terjadi  pada  alat  filtrasi  masih  cukup besar  yaitu  0,000015  m 3 /detik  hingga akhirnya  terjadi  penurunan  (resesi)  dan mencapai  waktu  konstan  pada  menit  ke 55 dengan besar debit limpasan 0,000031 m 3 /detik atau selisih 0,000002
m 3 /detik dari waktu pencatatan sebelumnya. Kualitas Hasil Pengolahan Alat Filtrasi Pengujian menggunakan limbah langsung  dari laundry yang  masuk  ke dalam  alat  filtrasi.  Beberapa  parameter yang digunakan antara lain BOD, COD, TSS,  amonia,  minyak  dan  lemak,  pH dan  sulfat  dengan  mengacu  pada Peraturan  Menteri  Lingkungan  Hidup dan  Kehutanan  Republik  Indonesia, tentang Baku Mutu Limbah Domestik.
Pada kualitas limbah sebelum pengujian, hasil  pemeriksaan  yang  diperoleh  dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Hasil uji air limbah sebelum filtrasi
No. Parameter Satuan Kadar Maksimum Diizinkan Hasil Pemeriksaan 1 BOD mg/L 30 525 2 COD mg/L 100 1350 3 TSS mg/L 30 - 4 Amonia mg/L 10 - 5 Minyak dan Lemak mg/L 5 - 6 pH 6,0 – 9,0 8,98 7 Sulfat mg/L - 237,3 Parameter tingkat kadar limbah tertinggi terdapat  pada  parameter  COD  dengan nilai  1350  mg/L  dimana  syarat  yang diizinkan  adalah  100  mg/L.  Hal  ini tentunya dapat merusak kualitas air yang berada pada saluran drainase sekitar atau dapat dikatakan menjadi kategori pencemaran lingkungan. Pemeriksaan kualitas limbah selanjutnya dilakukan  pada  sampel  limbah  yang telah mengalami pengolahan (treatment) sebelumnya dan menghasilkan penurunan  kadar  limbah  seperti  yang ditampilkan pada Tabel 3.
0,000000 0,000005 0,000010 0,000015 0,000020 0,000025 0,000030 0,000035 0,000040 0,000045 0,000050 0 10 20 30 40 50 60 D eb it L im p as an (m ³/ s)
Durasi Waktu (menit)

## Tabel 3 Hasil uji air limbah sesudah filtrasi
No. Parameter Satuan Kadar Maksimum Diizinkan Hasil Pemeriksaan 1 BOD mg/L 30 119 2 COD mg/L 100 273 3 TSS mg/L 30 - 4 Amonia mg/L 10 - 5 Minyak dan Lemak mg/L 5 - 6 pH 6,0 – 9,0 9,22 7 Sulfat mg/L - 163,2 Setelah  mendapatkan  hasil  pengujian, dilakukan perbandingan pada parameter- parameter yang telah ditentukan
sebelumnya  dimana  dapat  dilihat  pada Gambar 7.

## Gambar 7 Perbandingan uji parameter hasil kualitas limbah sistem filtrasi
Hasil  perbandingan  yang  ditampilkan terlihat  jelas  perbedaan  selisih  kualitas kadar  limbah  sebelum  dan  sesudah dilakukannya  pengolahan  pada  sistem filtrasi. Kualitas  kadar  limbah  sebelum  dan sesudah pengujian menunjukkan terdapat  perbedaan  hasil  dimana  telah terjadi  penurunan  kadar  limbah  setelah mengalami pengolahan  dalam alat filtrasi.  Hasil  rekapitulasi  persentase penurunan  kadar  limbah  pada  berbagai parameter  yang  diujikan  dapat  dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Perbandingan kualitas limbah laundry hasil uji filtrasi
No Paramter Satuan Sebelum filtrasi Sesudah filtrasi Persentase Penurunan 1 BOD mg/L 525 119 77.33% 2 COD mg/L 1350 273 79.78% 3 TSS mg/L 0 0 0.00% 4 Amonia mg/L 0 0 0.00% 5 Minyak dan Lemak mg/L 0 0 0.00% 6 pH 8.98 9.22 -2.67% 7 Sulfat mg/L 237.3 163.2 31.23%
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 BOD COD TSS Amonia Minyak dan Lemak pH Sulfat Sebelum Filtrasi 525 1350 0 0 0 8,98 237,3 Sesudah filtrasi 119 273 0 0 0 9,22 163,2
Ha si l P em er iks aa n
(m g/L )
Persentase penurunan kadar limbah hasil filtrasi  juga  disajikan  dalam  bentuk
grafik  seperti  yang  ditampilkan  pada Gambar 8. Gambar 8 Persentase penurunan hasil uji filtrasi
Berdasarkan hasil perhitungan, didapatkan  bahwa  penggunaan  alat filtrasi  sebagai  pengolahan  limbah cukup berpengaruh dimana hal ini dapat dilihat  pada  parameter  yang  diujikan terjadi  penurunan.  Penurunan  kadar limbah tertinggi terdapat pada parameter COD  yaitu  berkurang  sebesar  79,78%, kemudian  parameter  BOD  berkurang sebesar  77,33%  dan  parameter  sulfat dapat berkurang hingga 31,23%.

## 4. PENUTUP
Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh  dari  hasil  penelitian  dan pembahasan  yang  telah  duraikan  adalah sebagai berikut:
1. Besar  kapasitas  kemampuan  alat filtrasi  portabel  dalam  melakukan pengolahan  limbah  cair (grey  water) pada 5 menit pertama dari awal mulai terjadi  selisih  debit  limpasan  yang terjadi  pada  alat  filtrasi  masih  cukup besar  yaitu  0,000015  m 3 /detik  yang kemudian  debit  limpasan  mencapi titik  puncak  pada  waktu  35  menit dengan komulatif besar debit limpasan  sebesar  0.000043  m 3 /detik hingga  akhirnya  terjadi  penurunan (resesi)  dan  mencapai  waktu  konstan pada  menit ke  55 dengan besar  debit limpasan  0,000031  m 3 /detik  atau selisih  0,000002  m 3 /detik  dari  waktu pencatatan sebelumnya.
2. Hasil kualitas limbah sebelum masuk ke  dalam  sistem  filtrasi  mempunyai tingkat  kadar  `pencemaran  yang cukup  tinggi,  dimana  hal  ini  dapat dilihat pada uji parameter antara lain: BOD  sebesar  525  mg/L,  COD sebesar  1350  mg/L,  TSS  sebesar  0 mg/L,  minyak  dan  lemak  sebesar  0 mg/L,  sulfat  237,3  mg/L.  Kemudian setelah masuk ke dalam media filtrasi dan mengalami pengolahan (treatment) tingkat kadar pencemaran limbah  menjadi  menurun  dengan hasil  masing-masing:  BOD  sebesar 119  mg/L,  COD  sebesar  273  mg/L, TSS  sebesar  0  mg/L,  minyak  dan lemak  sebesar  0  mg/L,  sulfat  163,2
mg/L. 3. Penurunan  kadar  limbah  setelah mengalami pengolahan menggunakan  alat  filtrasi  cukup signifikan  pada  beberapa  parameter yang  diujikan, dimana masing- masing  persentasi  penurunan  tingkat pencemarannya  adalah  BOD  sebesar 77,33%,  COD  sebesar  79,78%,  dan sulfat  sebesar  31,23%.  Sedangkan untuk  parameter  TSS,  minyak  dan lemak tidak terjadi penurunan dikarenakan  dari  awal  tidak  terdapat kandungan  pencemaran  yang  terjadi di dalamnya.
77,33% 79,78% 0,00% 0,00% 0,00% 31,23% 0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00% 100,00% BOD COD TSS Amonia Minyak dan Lemak Sulfat
P er se n ta se P en ur un an ( % ) Parameter
Berdasarkan  hasil  penelitian,  adapun saran  yang  dapat  diberikan  oleh  penulis antara lain:
1. Pada  penggunaan  alat  filtrasi  yang dibuat,  selalu  memperhatikan  dan membersihkan secara berkala terhadap  alat  penyaring  dan  media filter.
2. Untuk  penelitian  selanjutnya  dalam alat  filtrasi  agar  dapat  mencoba berbagai media filter atau menambahkan  mekanisme backwash
agar  mendapatkan  berbagai  hasil dalam  meminimalisir  tingkat  kadar limbah  sebelum  masuk  kedalam lingkungan.

## DAFTAR PUSTAKA
Artiyani,  A.  and  Firmansyah,  N.H.. (2016) ‘Kemampuan Filtrasi Upflow Pengolahan Filtrasi Upflow  dengan  Media  Pasir Zeolit  dan  Arang  Aktif  dalam Menurunkan  Kadar  Fosfat  dan
Deterjen  Air  Limbah  Domestik’,
Jurnal  Industri  Inovatif ,  6(1),  pp. 8–15.
Ginting,  P.  (2007) Sistem  Pengelolaan
Lingkungan  dan  Limbah  Industri .
Bandung: CV. Yrama Widya.
Kurniawan, A. (2014) ‘Rancang Bangun Sistem  Pengolahan  Limbah  Cair Domestik Terpadu (Compact System)’, Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Universitas Tanjung Pura, Pontianak. , 2(1). Metcalf  and  Eddy  (2003) Wastewater Engineering Collection and Pumping of Wastewater . McGraw-Hill, New York. South, A.E. and Nazir (2016) ‘Karakteristik Air Limbah Rumah Tangga pada Salah Satu Perumahan  Menengah  Keatas  di Tanggerang Selatan’, Jurnal Ecolab , 10(2), pp. 80–88.
Sulistyanti,  D.,  Antoniker,  A.  and Nasrokhah,  N.  (2018)  ‘Penerapan Metode  Filtrasi  dan  Absorpsi pada Pengolahan Limbah Laboratorium .’, EduChemia (Jurnal  Kima  dan  Pendidikan) , 3(2), pp. 147–156.