STUDI OPTIMASI PENGGUNAAN LAHAN BASAH TERAERASI UNTUK PENYISIHAN PADATAN TERLARUT PADA AIR TERPRODUKSI

## OPTIMIZATION STUDY OF AERATED WETLAND FOR TOTAL DISSOLVED SOLID REMOVAL IN PRODUCED WATER
Kartika Laksmi Dwimerti 1 dan Marisa Handajani 2
Program Studi Teknik LIngkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132
1 meat_shoeslover@yahoo.com , 2 marisa.handajani@ftsl.itb.ac.id
Abstrak:  Air  terproduksi  merupakan  produk  sampingan  dari  proses  produksi  indutsri minyak  dan  gas.  Kualitas  air  terproduksi  beragam,  namun  secara  umum  memiliki konsentrasi  total  dissolved  solid  (TDS)  yang  relatif  tinggi.  Pada  konsentrasi  tinggi, Total Dissolved Solid (TDS) dapat menyebabkan perubahan  rasa pada air, pengendapan mineral dan korosi. Teknologi wetland dapat menjadi alternatif pengolahan yang mudah diterapkan  dan  relatif  murah.  Penambahan  aerasi  diharapkan  mampu  meningkatkan efisiensi  penyisihan  TDS.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  melihat  pengaruh penambahan  aerasi  pada  wetland,  waktu  detensi/waktu  tinggal  yang  optimum,  dan penambahan Cyperus nutans yang digunakan sebagai vegetasi terhadap penyisihan TDS dan  parameter  lainnya.  Sejauh  ini,  hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  penambahan aerasi  dapat  meningkatkan  efiensi  penyisihan  TDS  dibandingkan  dengan  penelitian sejenis  yang  tidak  menggunakan  aerasi.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  efisiensi penyisihan  TDS  pada  reaktor  dengan  penambahan  aerasi  lebih  tinggi  dibandingkan dengan reaktor yang diaerasi.
Kata kunci: Air terproduksi, Aerasi, Total Dissolved Solid, Wetland
Abstract:  Produced  water  is  formed  from  oil  and  gas  industry’s  production process.The  quality  of  produced  water  is  very  diverse,  depends  on  the  tipe  of  oil,  the soil, and many more. However, produced water has a simillar characteristic, which is Total Dissolved Solid. In high concentration,  Total Dissolved Solidscan cause mineral sedimentation,  and  give  a  bitter  taste  in  the  water.  Wetland  provide  an  alternative solution  to  processed  the  water.  The  adding  of  aeration  might  increase  the  removal eficiency of Total Dissolved Solid. The aim of the study is to observe the influence of the addition  of  wetland  aeration,  detention  time,  and  also  type  of  plant  that  used  as vegetation. So far, the observation result that the addition of aeration can increase the removal eficiency of Total Dissolved Solid.
Key words: aerated wetland, aeration, produced water, Total Dissolved Solid

## 1. PENDAHULUAN
Air  terproduksi  merupakan  hasil  sekunder  dari  proses  separasi  di  dalam  industri migas.  Jumlah  limbah  air  terproduksi  cukup  banyak  karena  pada  saat  proses pengambilan  minyak  mentah  dan  gas  alam  dari  dasar  bumi,  komposisi  antara  air  dan minyak  bumi/gas  alam  lebih  besar  komposisi  airnya.  Air  terproduksi  mengandung campuran  kombinasi dari: garam dan organik terlarut, butiran minyak yang terdispersi, senyawa organik terlarut, gas kimia terlarut, bakteri dan mikroorganisme lainnya, serta partikel padat terdispersi. Air terproduksi berpotensi mengandung zat bersifat toksik dan masih  banyak  mengandung  minyak-lemak,  senyawa-senyawa  hidrokarbon  (PAH), logam berat, klorida dan anion-anion, senyawa fenol, senyawa ammonia, dan lain-lain. Air terproduksi dapat diolah melalui berbagai metode baik secara fisika, kimia maupun biologi (Ahmadun et al., 2009).
Sebagai  produk  sampingan,  air  terproduksi  yang  dihasilkan  biasanya  diolah dengan water  disposal  treatment berupa  injeksi  air  atau  instalasi  pengolah  sebelum dibuang ke badan air. Pengolahan kimia dan fisika seringkali masih menyisakan lapisan minyak,  warna,  dan  bau    pada  efluen  sehingga  diperlukan  instalasi  pengolahan  air limbah yang mampu menyisihkan parameter-parameter buangan air terproduksi.
Untuk memenuhi tujuan tersebut pengolahan secara biologi dengan menggunakan engineering  wetland  maupun  proses  biologi  lainnya  atau  kombinasi  dari  beberapa sistem  pengolahan  seringkali  dilakukan  untuk  mengolah  air  terproduksi  tersebut. Engineering  wetland  merupakan  lahan  basah  buatan  yang  direkayasa  sedemikian  rupa untuk  aplikasi  remediasi  air/tanah  yang  tercemar  (Austin,2009).  Akan  tetapi, penggunaan  teknologi  engineering  wetland  ini  mempunyai  batasan  konsentrasi pencemar  yang  masuk  sebelum  diolah  menggunakan  teknologi  tersebut.  Oleh  karena itulah,  terkadang  diperlukan  pre-treatment  terlebih  dahulu  sebelum  air  limbah  itu dimasukkan  ke  dalam  teknologi  engineering  wetland. Engineering  wetland  memiliki kelebihan  dalam  hal  tingkat  penggunaan  energi  yang  rendah,  dalam  biaya  operasional lebih  rendah  dibandingkan  penginjeksian  tradisional  ke  dalam  sumur  yang  butuh banyak  energi,  dan  memberikan  keuntungan  bagi  ekosistem  sekitarnya  (Jackson  dan Myers, 2002).
Proses  yang  terjadi  dalam  sistem  wetland  adalah  filtrasi,  absorbsi  oleh mikroorganisme,  dan  absorbsi  oleh  akar-akar  tanaman  terhadap  tanah  dan  bahan organik  (Novotny  dan  Olem  dalam  DIMSUM,  2008).    Dari  beberapa  studi  yang dilakukan untuk mengolah air terproduksi dengan sistem constructed wetland, diketahui bahwa  constructed  wetland  dapat  menyisihkan  diantaranya  COD,  BOD 5 ,  mineral minyak, TKN  (Ji  et al., 2002), TDS,  toksisitas (Murray-Gulde et al., 2003)  dan logam berat (Kanagy et al., 2008).
Salah  satu  permasalahan  yang  ada  dalam  air  terproduksi  ini  adalah  tingginya konsentrasi  klorida  dan  anion-anion,  atau  lebih  singkatnya  disebut  sebagai  TDS. TDS dapat  dikatakan  sebagai  gabungan  zat  terlarut  (baik  itu  zat  organic  maupun anorganic,  mis  :  garam,  dll)  yang  terkandung  pada  suatu  larutan.  Penelitian  ini  akan difokuskan  pada  masalah  pengurangan  konsentrasi  TDS  di  dalam  air  terproduksi dengan menggunakan teknologi wetland. Untuk dapat dilepaskan ke lingkungan, maka TDS  harus  dapat  memenuhi  baku  mutu  pemerintah  yang  berlaku  PerMenLH  no.4 tahun2007,  yakni  4000  mg/L.  Untuk  mendapatkan  vegetasi  lokal  dan  memahami kondisi  eksisting  lapangan  dilakukan  penyesuaian  atau  adaptasi.  Karakteristik  air terproduksi dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik air terproduksi berdasarkan PERMENLH no.4 tahun 2007
No. Parameter Metode pengukuran PermenLH no.4/2007 Analysist result 1 TDS SNI-06-6989.27- 2005 4000 mg/L 18900 2 pH SNI-06-6989.11- 2004 6 – 9 6,04 3   Temperature   SNI-06-6989.23- 2005 40 C 33,5 4 Penol SNI-06-6989.21- 2005 2 mg/L 0,015 5 Amonia SNI-06-6989.30- 2005 5 mg/L 21,35 6 H2S SNI-06-2470-1991 0.5 mg/L 2,034 7 COD SNI-06-6989:2- 2004 200 mg/L 67,76 8 Oil-Grease SNI-06-6989.10- 2004 25 mg/L 4,2

## 2. METODOLOGI
Preparasi  reaktor;  reaktor  yang  akan  digunakan  akan  dibuat  dengan  skala laboratorium. Pada penelitian kali ini, digunakan 2 bentuk reaktor yaitu bentuk kotak  (2 buah) dan silinder (2 buah). Total reaktor  yang digunakan berjumlah 4 buah.  Reaktor yang  digunakan  akan  menggunakan  sistem  satu  tingkat.  Sistem  pengaliran  yang digunakan  adalah  subsurface  horizontal  system.  Variasi  yang digunakan  salah  satunya adalah  perbandingan  antara  volume  dengan  luas  permukaan  reaktor  yang  digunakan. Untuk  mengetahui  pengaruh  aerasi,  pada  awal  percobaan  terdapat  reaktor  yang  tidak menggunakan  aerasi,  dan  digunakan  sebagai  kontrol.  Selain  untuk  melihat  pengaruh aerasi  pada  proses  penyisihan  TDS,  diobservasi  pula  pengaruh  vegetasi  untuk penyisihan  parameter  yang  sama.  Vegetasi  yang  digunakan  adalah  Cyperus  nutans, yang  merupakan  tumbuhan  asli  yang  biasa  dikenal  dengan  nama  djukut  bekutan  dari daerah penghasil air terproduksi. Potongan reaktor dapat dilihat pada Gambar 1.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 1. Potongan memanjang reaktor (a) A’/V 0,025 bervegetasi; (b) A’/V 0,025 non vegetasi; (c) A’/V 0,05 bervegetasi; (d) A’/V 0,05 non vegetasi
Running  reaktor;  pada  saat mengoperasikan reaktor dilakukan secara bertahap sesuai dengan  variasi  yang  telah  dipilih  dengan  air  terproduksi  yang  diencerkan  sebagai umpan.  Variasi  yang  dilakukan  antara  lain  adalah  konsentrasi  air  yang  akan  diolah, perbandingan  volume-luas  permukaan  yatu  0,025  dan  0,05,  dan  vegetasi  Cyperus nutans.  Konsentrasi  TDS  pada  air  terproduksi  yang  akan  diolah  dimulai  dengan konsentrasi sebesar 5000 mg/L dan dilanjutkan 10000 mg/L.
Pengenceran  air  terproduksi  dilakukan  dengan  mencampurkan  air  terproduksi dengan  aquades.  Untuk  10  L  air  terproduksi  dengan  konsentrasi  TDS  5000  mg/L dicampurkan  4  L  air  terproduksi  dengan  6  L  aquades.  Untuk  10  L  air  terproduksi dengan  konsentrasi  10000  mg/L,  7  L  air  terproduksi  dicampur  dengan  3  L  aquades. Konsentrasi  yang  diolah  akan  meningkat  secara  bertahap  (Myers,2003),  hal  ini bertujuan  untuk  mengadaptasikan  dan  menstabilkan  kinerja  reaktor  yang  digunakan. Debit pengaliran harus tetap dijaga dengan melakukan pengukuran debit setiap harinya.
Dilakukan  penambahan  bakteri  yang  berasal  dari  lumpur  IPAL  Bojong  Soang  setiap awal  variasi  percobaan.  Penambahan  bakteri  diberikan  sebanyak  2,5%  dari  volume reaktor  yang  akan  diberi  seeding.  Skema  pemasangan  reaktor  dapat  dilihat  pada Gambar 2. Variasi penelitian dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 2. Skema pemasangan reaktor; (a) A’/V 0,025 bervegetasi; (b) A’/V 0,025 non vegetasi; (c) A’/V 0,05 bervegetasi; (d) A’/V 0,05 non vegetasi
Tabel 2. Variasi percobaan Running 1 Running 2 Variasi a b (kontrol) c d (kontrol ) a b(kontrol) c d(kontrol) td 3 hari 3 hari 3 hari 3 hari 3 hari 3 hari 3 hari 3 hari A’/V 0.025 0.025 0.05 0.05 0.025 0.025 0.05 0.05 Konsentrasi TDS (mg/L) 5000 5000 5000 5000 10000 10000 10000 10000 aerasi + - + - + - + - Vegetasi + - + - + - + -
Sampling;  sampel  yang  keluar  dari  outlet  keempat  reaktor  diambil  setiap  harinya. Pengambilan  sampel  dilakukan  setiap  pukul  8  pagi  dan  2  siang,  kecuali  pada  akhir minggu hanya dilakukan satu kali. Pengamatan dilakukan setiap hari selama percobaan dilakukan.  Hal-hal  yang  dikontrol  setiap  harinya  adalah  debit  (dan  kesetimbangan  air antara inflow dan outflow) dan kinerja reaktor itu sendiri. Pengamatan kondisi tanaman Cyperus  nutans  juga  dilakukan,  terlihat  segar  atau  layu.  Parameter  kualitas  air  yang diamati  selama  periode  percobaan  adalah  TDS,  suhu,  pH  (harian);  NH 3 ,  H 2 S,  Fenol, COD (awal dan akhir percobaan).
Pengukuran  kualitatif  air  outlet;  setelah  sampling  selesai  dilakukan  maka  akan dilakukan  pengukuran  untuk  mengetahui  kinerja  reaktor  serta  efektivitas  variasi  yang dilakukan. Pengukuran dilakukan setiap dua kali sehari, mengikuti jadwal sampling per harinya.  Dari  hasil  pengukuran  akan  didapat  satu  arah  kesimpulan  mengenai  kinerja reakor dan variasi yang paling tepat untuk mengolah air terproduksi. Untuk air artficial, parameter yang diukur hanyalah TDS, temperatur, dan pH. Berbeda dengan air limbah asli, dimana parameter yan diperiksa sesuai dengan KepmeLH. Jika kondisi sudah tunak (steady  state),  dimana  nilai  TDS  sudah  konstan,  maka  akan  dilakukan  analisa  sampel secara  menyeluruh  untuk  COD,  sulfida  terlarut,  ammonia,  total  fenol,  temperatur,  pH dan TDS sesuai dengan parameter yang tertuang pada PerMenLH no.4 tahun 2004 yang digunakan  sebagai  acuan  untuk  kualitas  air  terpoduksi.  Pengukuran  TDS  dilakukan dengan  mengkonversikan  hasil  yang  terbaca  pada  DHL  meter  (Daya  Hantar  Listrik) dengan  faktor  koreksi  yang  didapat  dari  kurva  kalibrasi  pada  grafik  DHL  dengan gravimetri.
fee d b a c d

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada variasi pertama yang diuji coba digunakan air terproduksi yang diencerkan. Variasi  yang  diuji  coba  antara  lain  adalah  konsentrasi  TDS  5000  mg/L  dengan  waktu detensi  3  hari.  Variasi  pertama  dilakukan  untuk  mengobservasi  pengaruh  penggunaan aerasi pada sistem wetland. Pada empat reaktor yang digunakan, hanya dua reaktor yang menggunakan  aerator,  yaitu  reaktor  berbentuk  kotak  dengan  vegetasi  dan  reaktor berbentuk silinder dengan vegetasi.
Air  yang  digunakan  sebagai  feeding  adalah  air  terproduksi  yang  diencerkan dengan  konsentrasi  TDS  5000  mg/L.  Parameter  yang  dianalisa  pada  variasi  ini  TDS, temperatur,  COD,  fenol,  NH3  dan  H2S.  Pada  percobaan  kali  ini  ditambahkan  bakteri yang berasal dari lumpur  IPAL  Bojong Soang pada  awal  percobaan.  Hasil  pengolahan pada variasi konsnetrasi TDS 5000 mg/L dapat dilihat pada Gambar 3 dan Tabel 3.
Tabel 3. Hasil pengukuran TDS pada variasi konsentrasi TDS 5000 mg/L dan td 3 hari
hari ke- TDS inlet TDS outlet (mg/L) (mg/L) A'/V 0,025; vegetasi; aerasi A'/V 0,025; non vegetasi; non aerasi A'/V 0,05; vegetasi; aerasi A'/V 0,05; non vegetasi; non aerasi 1 5027 2227,5 5038 4950 5005 2370,5 5076,5 4950 4977,5 2 2299 5115 4984 4950 2370,5 5038 4999,5 4950 3 2073,5 5029 4977,5 4592,5 1875,5 5016 4966,5 4719 4 1771 5010,5 4955,5 4680,5 1650 5016 4933,5 4730 5 1457,5 4985 4889,5 4889,5 6 1325,5 4972 4851 4950 7 1958 5010,5 4911,5 4900,5 2068 5005 4917 4889,5
Dari  hasil  pengukuran  terlihat  bahwa  kinerja  reaktor  yang  paling  optimal  untuk menyisihkan  TDS  adalah  reaktor  berbentuk  kotak  dengan  rasio  luas  permukaan  dan volume  (A’/V)  0,025;  menggunakan  aerasi;  dan  bervegetasi.  Dari  Gambar  3  terlihat bahwa  reaktor  yang  menggunakan  aerasi  menunjukkan  kinerja  yang  lebih  baik dibandingkan dengan reaktor yang tidak menggunakan aerasi. Pada reaktor dengan rasio luas  permukaan  dan  volume  (A’/V)  0,025;  menggunakan  aerasi;  dan  bervegetasi, penyisihan tertinggi  yang dapat dicapai adalah sebesar 73,6% dengan konsentrasi TDS sebesar 1325,5 mg/L.
Gambar 3. Konsentrasi TDS outlet pada variasi konsentrasi TDS 5000 mg/L
Sementara  kinerja  reaktor  yang  tidak  menggunakan  aerasi  tidak  optimal  untuk menyisihkan  total  dissolved  solid.  Dengan  penggunaan  aerasi  proses  pengolahan  air dapat lebih dimaksimalkan. Udara yang dikeluarkan oleh aerator akan mengoptimalkan air  yang  masuk  dari  zona  inlet  untuk  lebih  didistribusikan  diantara  celah-celah  media (kerikil).  Dengan  demikian  luas  permukaan  pengolahan  yang  tersedia  akan  semakin besar,  hasilnya  proses  pengolahan  (filtasi)  yang  dilakukan  oleh  media  penyaring (kerikil) akan lebih maksimal. Padatan terlarut akan menempel pada permukaan media kerikil  sehingga  kualitas  outlet  pengolahan  akan  semakin  baik  (Tarigan  dan  Edward, 2003). Zat terlarut akan diserap oleh akar tanaman kemudian dijadikan salah satu bahan untuk  metabolisme  tanaman  sebagai  organisme  autotrof.  Penambahan  bakteri memberikan  pengaruh  yang  cukup  signifikan  dimana  pada  reaktor  yang  tidak  diberi tambahan  vegetasi  menunjukan  kinerja  penyisihan  yang  hampir  sama  dengan  reaktor yang  diberi  vegetasi.  Padatan  terlarut  akan  digunakan  bakteri  untuk  diubah  menjadi energi pada proses metabolismenya. Padatan terlarut dapat terserap maupun terdifusi ke dalam sel bakteri (Tarigan dan Edward, 2003).
Reaktor berbentuk kotak memiliki ukuran  40 cm x 28 cm x 22 cm. Volume pada reaktor ini mendekati 25 L. Pada reaktor berbentuk kotak luas permukaan (A’) sebesar 616  cm 2 .  Maka  rasio  antara  luas  permukaan  dan  volume  (A’/V)  adalah  sebesar  0,025. Reaktor berbentuk silinder memiliki ukuran panjang 57,5 cm dan diameter 24 cm. Luas permukaan  pada  reaktor  silinder  (A’)  adalah  1380  cm 2 .  Maka  rasio  antara  luas permukaan  dengan  volume  (A’/V)  adalah  sebesar  0,05.  Terlihat  dari  hasil  percobaan, reaktor yang memiliki rasio A’/V 0,025 menunjukkan hasil pengolahan yang lebih baik. Dengan  kedalaman  reaktor  yang  lebih  besar  tidak  selalu  membuat  hasil  percobaan menjadi  lebih  optimal,  karena  dengan  tingkat  kedalaman  yang  lebih  besar  terdapat potensi  dead  zone  yang  mengakibatkan  aerasi  tidak  tersebar  merata  sehingga  air  tidak dapat terolah secara maksimal (Austin,2009).
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 2 4 6 8 k onsentra si TDS ( m g/L) pengukuran hari ke- A'/V 0,025; bervegetasi, aerasi A'/V 0,025; non vegetasi; non aerasi
A'/V 0,05; bervegetasi; aerasi A'/V 0,05; non vegetasi; non aerasi

## Tabel 4. Hasil pengukuran senyawa organik pada konsenrasi TDS 5000 mg/L
reaktor amonia fenol H 2 S COD makro Ȧ NH 3 (mg/L) T transmitan fenol (mg/L) T transmitan H 2 S(mg/L) (mg/L) inlet feeding 0,068 0,757 99,00 <0.01 94 0,353844 133,002 outlet A'/V 0,025; bervegetasi 0,052 0,643 >100 <0.001 94 0,353844 78,816 A'/V 0,025; non vegetasi  0,07 0,771 >100 <0.001 94 0,353844 108,372 A'/V 0,05; bervegetasi 0,063 0,721 >100 <0.001 95 0,296325 113,298 A'/V 0,05; non vegetasi  0,061 0,707 >100 <0.001 95 0,296325 128,076
Gambar 4. Pengukuran pH pada variasi konsentrasi TDS 5000 mg/L
Rentang pH yang diperbolehkan untuk karakteristik air terproduksi ini adalah 6-9, terlihat  pada  Gambar  4  hasilnya  memenuhi  kriteria  pengukuran  yang  diperbolehkan. Pada rentang pH 6-9 merupakan pH yang cukup ideal untuk aktivitas bakteri dan sesuai dengan  vegetasi  yang  digunakan.  Tanaman  Cyperus  nutans  memiliki  pH  ideal  untuk tumbuh  pada  rentang  pH  6-8  (Murray-Gulde  et  al.,  2003).  Kinerja  reaktor  mulai stabil/tunak setelah hari kedua atau ketiga percobaan dilakukan. Hal ini terlihat dengan penurunan pencemar yang realtif menerus.
Pada parameter NH 3 , terjadi peningkatan konsentrasi NH 3 pada reaktor berbentuk kotak dengan A’/V 0,025 non vegetasi. Hal ini dapat diakibatkan oleh kondisi di reaktor yang  tidak  diberi  tambahan  aerasi  sehingga  bakteri  yang  berada  dalam  reaktor  tidak bekerja optimal. Dapat pula terjadi proses denitrifikasi oleh bakteri nitrifikasi, sehingga
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 4 6 8 pH pengukuran hari ke- A'/V 0,025; vegetation; aeration A'/V 0,025; non vegetasi; non aerasi
A'/V 0,05; bervegetasi; aerasi A'/V 0,05; non vegetasi; non aerasi
terbentuk senyawa NH 3 -N yang dapat terionisasi menjadi senyawa NH 4 -N (Tarigan dan Edward,  2003).  Untuk  parameter  fenol  dan  H2S  hasilnya  relatif  kecil,  sehingga  dapat diabaikan.  Untuk  parameter  fenol  sendiri  hampir  tidak  terdeteksi  pada  outlet  dari seluruh reaktor yang mendekati nol. Sementara untuk parameter H2S, tidak mengalami penurunan  yang  signifikan  namun  tetap  berada  pada  konsenrasi  H2S  yang diperbolehkan yaitu 0,5 mg/L (PerMenLH/4/2007).
Semakin tinggi bahan organik dalam air menyebabkan kandungan oksigen terlarut semakin  kecil,  karena  oksigen  digunakan  oleh  mikroba  untukmengoksidasi  bahan organik.  Adanya  bahan  organik  tinggi  dalam  airmenyebabkan  kandungan  oksigen terlarut  semakin  kecil,  karena  oksigendigunakan  oleh  mikroba  untuk  mengoksidasi bahan organik. Adanya bahanorganik tinggi dalam air menyebabkan kebutuhan mikroba akan oksigen akanmeningkat, yang diukur dari nilai BOD yang meningkat. Penambahan aerasi  akan  meningkatkan  kandungan  oksigen  terlarut  dalam  reaktor,  hal  ini  akan meningkatkan aktivitas bakteri dalam menggunakan zat padat terlarut sebagai salah satu bahan untuk metabolisme bakteri. Dengan demikian proses perombakan padatan terlarut akan  semakin  cepat  (Tarigan  dan  Edward,  2003).  Hasil  pengukuran  parameter  COD pada  keempat  reaktor  memenuhi  kualitas  air  terproduksi  pada  PermenLH  no.4/2007, dimana konsentrasi COD maksimum adalah 200 mg/L.
Variasi  yang  kedua  adalah  variasi  konsentrasi  TDS  10000  mg/L  dengan  waktu detensi 3 hari. Air yang digunakan sebagai feeding kali ini adalah air terproduksi yang diencerkan  hingga konsentrasi  TDS  10000 mg/L.  Peningkatan konsentrasi  TDS  secara bertahap  diharapkan  mampu  menstabilkan  kinerja  reaktor  yang  digunakan,  serta mengadaptasikan  komponen  pendukung  sistem  wetland  yang  digunakan.  Pada  variasi konsentrasi  TDS  1000  mg/L  ini  ditambahkan  bakteri  yang  berasal  dari  lumpur  IPAL Bojong Soang untuk meningkatkan proses penyisihan TDS, karena air yang digunakan sebagai  feeding  merupakan  air  terproduksi  yang  diencerkan  sehingga  mengandung senyawa  organik  yang  dapat  diuraikan  oleh  bakteri.  Hasil  pengolahan  air  terproduksi yang diuji coba dengan variasi konsentrasi TDS 10000 mg/L dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 5.
Tabel 5. Hasil pengukuran TDS pada variasi konsentrasi TDS 10000 mg/L dan td
3 hari hari ke- TDS inlet (mg/L)
TDS outlet (mg/L)
A'/V 0,025; bervegetasi A'/V 0,025; non vegetasi A'/V 0,05; bervegetasi A'/V 0,05; non vegetasi 1
10285
6270 8360 9047,5 9234,5 1,5 6418,5 8635 9245,5 9278,5 2 6880,5 8811 9471 9196 2,5 7150 8750,5 9460 9190,5 3 7073 8415 9570 9284 3,5 7100,5 8481 9586,5 9317 4 6935,5 8475,5 9542,5 9471 4,5 7007 8470 9498,5 9625 5 6563 8464,5 9614 9520,5 6 5335 8503 9421,5 9454,5
Dengan  beban  pengolahan  yang  meningkat,  efisiensi  pengolahan  lebih  kecil dibanding  dengan  efisiensi  pengolagan  pada  variasi  konsentrasi  TDS  5000  mg/L. Terlihat  pada  Gambar  5,  kinerja  reaktor  yang  paling  optimal  adalah  reaktor  kotak dengan rasio A’/V 0,025; dengan tambahan aerasi dan vegetasi. Efisiensi tertinggi yang dapat  dicapai  pada  percobaan  dengan  variasi  kedua  ini  sebesar  48,12%  dengan konsentrasi TDS sebesar 5335 mg/L.
Gambar 5. Pengukuran TDS pada variasi konsentrasi TDS 10000 mg/L
Uji  coba  dengan  variasi  konsentrasi  TDS  10000  mg/L  ini  dapat  mengobservasi pengaruh penambahan bakteri dan penggunaan vegetasi untuk penyisihan TDS dan zat organik lain yang terkandung pada air terproduksi. Apabila dibandingkan antara sesama reaktor  yang  berbentuk  kotak,  keduanya  diberi  tambahan  bakteri  tetapi    hanya  satu reaktor yang diberi vegetasi. Terlihat bahwa efisiensi penyisihan TDS pada reaktor yang diberi  vegetasi  dan  tambahan  bakteri  lebih  tinggi,  tetapi  pada  reaktor  yang  tidak ditambahkan  vegetasi  memiliki  efisiensi  penyisihan  yang  cukup  baik.  Sehingga  dapat dikatakan bahwa baik vegetasi maupun penambahan bakteri dapat meningkatkan kinerja reaktor dalam menyisihkan TDS.
Parameter lainnya yang dianalisa pada variasi kedua adalah nitrogen dalam bentuk NH 3 , Fenol, sulfur dalam bentuk H 2 S, dan COD (makro). Hasil pengukuran paramater tersebut  dapat  dilihat  pada  Tabel  6.  Parameter  in  merupakan  senyawa  organik  yang terkandung  pada  air  terproduksi  yang  telah  diencerkan,  berbeda  dengan  air  artificial yang tidak memiliki kandungan organik di dalamnya. Pengukuran parameter organik ini dilakukan setiap awal dan akhir periode running reaktor.
Tabel 6.  Hasil pengukuran senyawa organik pada variasi konsentrasi TDS 10000 mg/L
reaktor amonia fenol H 2 S COD makro
Ȧ NH 3 (mg/L) T transmitan fenol (mg/L) T transmitan  H 2 S(mg/L) (mg/L) inlet feeding 0,464 7,134 99 <0.01 94 0,3538441  354,672
outlet
A'/V 0,025; bervegetasi 0,119 2,237 >100 <0.001 94 0,3538441  118,224 A'/V 0,025; non vegetasi 0,121 2,265 >100 <0.001 95 0,2963253 295,56 A'/V 0,05; bervegetasi 0,091 1,84 >100 <0.001 95 0,2963253  334,968 A'/V 0,05; non vegetasi 0,112 2,138 >100 <0.001 95 0,2963253  256,152
0 5000 10000 15000 0 1 2 3
4 5 6 7 k o nsentrasi TDS ( m g/L) pengukuran hari ke- A'/V 0,025; bervegetasi A'/V 0,025; non vegetasi A'/V 0,05; bervegetasi
A'/V 0,05;  non vegetasi
Pada  analisa  nitrogen  dalam  bentuk  NH 3 ,  terlihat  penurunan  yang  cukup signifikan pada outlet dari keempat reaktor. Konsentrasi NH 3 pada air terproduksi awal sebelum  diolah  adalah  sebesar  7,134  mg/L.  Rata-rata  penyisihan  NH3  pada  ketiga reaktor lainnya memiliki efisiensi penuruan yang hampir sama besar yaitu sekitar 54%. Pada  percobaan  kali  ini  tidak  terjadi  kenaikan  konsentrasi  amonia  seperti  pada percobaan  sebelumnya.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  bakteri  nitrifikasi  mengubah amonia  yang  merupakan  sumber  makanan  bakteri  nitrifikasi  menjadi  nitrit,  kemudian diubah  kembali  menjadi  nitrat  yang  akan  diserap  olehakar  tanaman  sebagai  salah  satu bahan untuk metabolisme tanaman (Ji et al., 2002).
Pada  analisa  fenol  yang  dilakukan,  hasil  yang  didapatkan  cukup  baik  dimana untuk  outlet  dari  semua  reaktor  konsentrasi  fenol  yang  terkandung  sudah  sangat  kecil sekali  sehingga  dapat  diabaikan.  Pada  outlet,  konsentrasi  fenol  hampir  mendekati  nol. Pada dasarnya kandungan fenol dalam air terproduksi memang relatif rendah.
Pada  analisa  H2S,  penurunan  yang  terjadi  tidak  terlalu  besar,  walaupun  hasilnya masih  di  bawah  baku  mutu  yang  berlaku.  Konsentrasi  H2S  pada  air  terproduksi (feeding) tidak mengalami penurunan yang berarti setelah dilakukan pengolahan dengan wetland. Konsentrasi H2S, baik pada air terproduksi maupun pada outlet  dari keempat reaktor  berada  pada  kisaran  0,3  –  0,35  mg/L,  yang  mana  memenuhi  baku  mutu  yang berlaku.
Pada  variasi  konsentrasi  TDS  5000  mg/L  ini,  kinerja  reaktor  yang  paling  baik untuk  menyisihkan  COD  adalah  reaktor  dengan  rasio  A’/V  0,025;  bervegetasi,  denga aerasi.  Dimana  efisiensi  penurunan  parameter  COD  yang  terjadi  adalah  sebesar  67%. Berbeda  dengan  ketiga  reaktor  lainnya  yang  mencapai  efisiensi  penurunan  COD  lebih rendah.  Penambahan  aerasi,  bakteri,  dan  vegetasi  terbukti  dapat  meningkatkan  kinerja reaktor  dalam  mengolah  air  terproduksi,  terutama  untuk  penyisihan  total  dissolved solid.  Dengan  demikian  kualitas  air  terproduksi  yang  dihasilkan  diharapkan  dapat semakin  baik  sebelum  dibuang  ke  badan  air  penerima,  sehingga  semakin  ramah lingkungan.
Gambar 6. Perbandingan antara rasio A’/V 0,025 dan A’/V 0,05 untuk penyisihan TDS
0 10 20 30 40 50 60 70 80 konsentrasi TDS 5000 mg/L konsentrasi TDS 10000 mg/L e fisiensi peny isihan TDS ( %) variasi A'/V 0,025; bervegetasi; aerasi
A'/V 0,05; bervegetasi; aerasi
Dari  dua  variasi  yang  dilakukan  terlihat  pada  Gambar  6,  bahwa  reaktor  dengan rasio  luas  permukaan  dan  volume  (A’/V)  0,025  mencapai  efisiensi  penyisihan  TDS yang  lebih  tinggi  dibandingkan  reaktor  dengan  rasio  A’/V  0,05.  Pada  reaktor  denga rasio  A’/V  0,05  memiliki  kedalaman  yang  lebih  besar,  namun  hal  ini  berpotensi menimbulkan  dead  zone  yang  akan  membuat  proses  pengolahan  air  terproduksi  tidak merata.  Efisiensi  penyisihan  TDS  yang  dapat  dicapai  oleh  reaktor  dengan  rasio  A’/V 0,025  berada  di  atas  70%,  sementara  pada  reaktor  dengan  rasio  A’/V  0,05  mencapai efisiensi penyisihan di bawah 10%.
Hal  lainnya  yang  mempengaruhi  hasil  percobaan  yang  telah  dilakukan  adalah variasi konsentrasi. Dengan beban pengolahan TDS yang lebih rendah yaitu 5000 mg/L, efisiensi  reaktor  dengan  rasio  A’/V  0,025  relatif  tinggi.  Tetapi  teknologi  wetland  ini juga  mampu  mengolah  beban  pengolahan  TDS  yang  mencapai  2  x  lipat  dari  variasi konsentrasi TDS  pertama  yaitu 10000 mg/L. Capaian  efisiensi penyisihannya memang lebih  rendah  namun  hal  ini  membuktikan  bahwa  teknologi  ini  memiliki  batasan konsentrasi  TDS  yang  masuk  sukup  tinggi.  Hal  ini  akan  mempengaruhi  pengaturan konsentrasi  TDS  yang  akan  diolah,  apabika  teknologi  ini  diterapkan  untuk  skala lapangan. Sejauh ini, dari dua variasi konsentrasi TDS yang telah dilakukan pengolahan awal (pre treatment) belum dibutuhkan karena sistem wetland masih dapat mengolah air terproduksi hingga konsentrasi TDS 10000 mg/L.

## 4. KESIMPULAN
Penyisihan  parameter  TDS  dengan  menggunakan  aerated  wetland  memiliki potensi untuk berkembang menjadi salah satu alternatif pengolahan air terproduksi yang berasal  dari  proses  produksi  minyak  dan  gas.  Dari  variasi  konsentrasi  yang  dilakukan terlihat  bahwa  penambahan  aerasi,  penambahan  vegetasi,  dan  penambahan  bakteri memberi  pengaruh  yang  signifikan  dalam  menyisihkan  total  dissolved  solid  yang terkandung  pada  air  terproduksi.  Rasio  A’/V  0,025  memberikan  hasil  penelitian  yang lebih  optimal  dibandingkan  dengan  rasio  A’/V  0,05  pada  reaktor  yang  digunakan. Dengan penambahan aerasi luas permukaan pengolahan yang tersedia dapat diperbesar sehingga  kualitas  outlet  hasil  pengolahan  akan  semakin  maksimal.    Pengaplikasian wetland ini memiliki keunggulan antara lain biayanya relatif murah, pengoperasiannya mudah, dan efisiensi penyisihannya cukup tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmadun,  F  A,  A  Pendashteh,  L  C  Abdullah,  D  R  A  Biak,  S  S  Madaeni,  dan  Z  Z Abidin.  (2009).  Review  of  technologies  for  oil  and  gas  produced  water treatment. Journal of Hazardous Materials 170: 530-551
Austin, David P.E.2000. Advanced Treatment Wetlands: A 4th Generation Technology. Minnesota:  North  American  Wetland  Engineering  White  Bear  Lake,    USA. Water Research 39: 415-423
L.M.  Jackson  dan    J.  E.  Myers.  (2002).  Evaluation  of  Subsurface  Flow  Wetlands  vs. Free-water  Surface  Wetlands  Treating  NPR-3  Produced  Water  –  Year  No.  2.
Rocky  Mountain  Oilfield  Testing  Center  (RMOTC).  Water  Research  34:  715- 719
Kanagy  L  E,  B  M  Johnson,  J  W  Castle,  J  H  Rodgers  Jr.  (2008).  Design  and performance  of  a  pilot-scale  constructed  wetland  treatment  system  for  natural gas storage produced water. Bioresource Technology 99: 1877-1885
Moshiri, Gerald A. 1993. Constructed wetlands for water quality improvement. Florida: CRC Press Inc.
Murray-Gulde,  Cynthia,  J  E  Heatley,  T  Karanfil,  J  H  Rodgers  Jr,  J  E  Myers.  (2003).
Performance of a hybrid reserve osmosis-constructed wetland treatment system for brackish oil field produced water. Water Research 37: 705-713
Prosep.  (2010).  Produced  Water  Treatment:  Selecting  the  Right  Equipment  for  Your Application.
Online:  http://www.ngoilgas.com/article/Produced-Water-Treatment-Selecting- the-Right-Equipment-for-Your-Application/
Tarigan  dan  Edward.2003.  Kandungan  Total  Zat  Padat  Tersuspensi    di  Perairan Raha.Makara Sains Vol.7 Halaman 73-78.