Studi Terbaru Ungkap Rahasia di Balik Pengolahan Air Limbah Semarang: Air Buangan Bersih 4 Kali Lipat dari Batas Standar!

Mengapa Temuan di Jantung Semarang Ini Bisa Mengubah Wajah Sanitasi Kota?

Pengelolaan air limbah domestik (rumah tangga dan perkantoran) adalah salah satu tantangan paling mendasar yang dihadapi kota-kota besar yang berkembang pesat di Indonesia. Ketika urbanisasi meningkat, jumlah air limbah yang dibuang ke badan air publik, seperti sungai dan danau, juga melonjak drastis. Jika air limbah ini tidak diolah dengan benar, konsekuensinya bukan hanya pencemaran visual, tetapi juga peningkatan risiko penyakit menular serta kerusakan ekosistem perairan yang menjadi jalur kehidupan kota.

Pemerintah Indonesia telah menetapkan garis pertahanan lingkungan melalui regulasi yang ketat. Kerangka hukum yang menjadi patokan utama adalah Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan (Permen LHK) No. 68 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik.¹ Peraturan ini menetapkan batas maksimum toleransi polutan yang boleh dibuang ke lingkungan, memastikan bahwa sungai dan sumber air permukaan tidak terbebani oleh limbah domestik.

Dalam konteks inilah, studi tentang kinerja Instalasi Pengolahan Air Limbah Domestik (IPAL Domestik) milik Dinas Lingkungan Hidup (DLH) Kota Semarang menjadi sorotan utama. Unit IPAL yang dibangun pada tahun 2020 ini didesain dengan kapasitas $9\text{ m}^3$ dan mengadopsi sistem pengolahan terintegrasi: fisik, kimia, dan biologi.¹ IPAL ini bertujuan mengolah air buangan yang dihasilkan dari aktivitas harian di kompleks perkantoran DLH, meliputi kamar mandi, musala, dan dapur kecil.¹

Hasil penelitian yang dilakukan oleh para ahli menunjukkan pencapaian yang mengejutkan, bukan hanya sekadar memenuhi standar Permen LHK No. 68 Tahun 2016, tetapi melampauinya dengan margin keamanan yang sangat besar. Keberhasilan pada skala kecil ini memiliki implikasi kebijakan yang luas: membuktikan bahwa sistem pengolahan limbah terdesentralisasi—yang dipasang pada institusi atau kawasan kecil—dapat menjadi solusi efektif dan berpotensi mengubah wajah sanitasi perkotaan.

Ini adalah kabar baik yang menunjukkan bahwa manajemen limbah yang efisien tidak hanya bergantung pada infrastruktur kota yang masif. Kapasitas $9\text{ m}^3$ yang tergolong kecil ini berhasil menghasilkan air buangan yang sangat berkualitas, menunjukkan bahwa investasi pada unit-unit terdesentralisasi dapat mengurangi beban polusi secara signifikan, memindahkan fokus dari 'apakah kita akan lulus standar?' menjadi 'seberapa tinggi kita bisa menetapkan standar mutu?'. Model ini dapat diadopsi oleh gedung perkantoran, sekolah, atau kompleks perumahan, sehingga meringankan beban polusi sebelum mencapai sistem pengolahan terpusat kota.

Cerita di Balik Data: Ketika Air Limbah "Dibersihkan" Melampaui Batas Standar

Titik kritis sebuah IPAL diukur dari seberapa besar penurunan konsentrasi polutan antara air limbah yang masuk (inlet) dan air olahan yang keluar (outlet). Dalam studi ini, fokus diberikan pada lima parameter utama: $\text{pH}$, Biological Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), Total Suspended Solid (TSS), dan Amonia.¹ Analisis mendalam menunjukkan bahwa proses pengolahan di DLH Semarang berhasil menekan semua polutan hingga jauh di bawah ambang batas yang ditetapkan pemerintah.

Menaklukkan Polusi Organik: Keajaiban di Balik BOD dan COD

Dua indikator terpenting kesehatan air adalah BOD dan COD. Parameter-parameter ini mengukur seberapa besar kandungan zat organik dalam air limbah yang berpotensi menyedot oksigen terlarut di sungai, mengancam kehidupan biota air.

• Tingkat BOD: Jauh dari Ancaman Kekurangan Oksigen
  • Rata-rata air limbah masuk (inlet) tercatat memiliki kadar BOD $14.5 \text{ mg/L}$.¹ Ini menunjukkan tingkat polusi organik yang relatif moderat, khas dari limbah domestik perkantoran yang tidak terlalu padat.
  • Setelah melalui proses pengolahan, kadar BOD turun menjadi $11.5 \text{ mg/L}$.¹ Penurunan sebesar $3.0 \text{ mg/L}$ ini mengindikasikan bahwa mikroba aerobik bekerja optimal dalam mengurai zat organik terlarut.¹
  • Yang paling penting, batas maksimum legal untuk BOD yang ditetapkan Permen LHK No. 68 Tahun 2016 adalah $30 \text{ mg/L}$.¹ Air buangan yang dihasilkan IPAL DLH Semarang, dengan nilai $11.5 \text{ mg/L}$, hanya menyumbang sekitar $38\%$ dari batas polusi yang diizinkan. Ini berarti air olahan tersebut memiliki margin keamanan yang sangat besar—60% lebih bersih dari batas toleransi polusi yang diwajibkan oleh hukum.
• Tingkat COD: Kualitas Air yang Empat Kali Lipat Lebih Baik
  • Chemical Oxygen Demand (COD) mengukur polutan organik dan anorganik yang sulit terurai secara biologis.¹ Kadar awal COD pada inlet rata-rata tercatat $29.5 \text{ mg/L}$, yang kemudian berhasil ditekan menjadi $26.0 \text{ mg/L}$ di outlet.¹ Meskipun penurunannya secara angka tampak kecil ($4.0 \text{ mg/L}$), signifikansinya luar biasa ketika dibandingkan dengan standar baku mutu.
  • Standar maksimum COD yang ditetapkan Permen LHK No. 68 Tahun 2016 adalah $100 \text{ mg/L}$.¹ Dengan kualitas air olahan $26.0 \text{ mg/L}$, IPAL DLH Semarang menghasilkan air buangan yang hampir empat kali lipat lebih bersih daripada yang diwajibkan oleh undang-undang. Pencapaian ini setara dengan lompatan efisiensi $74\%$ dari ambang batas polusi maksimum yang diizinkan. Jika diilustrasikan secara hidup, efisiensi ini seperti mengisi tangki bahan bakar mobil Anda hingga penuh, sementara regulasi hanya mengharuskan Anda mengisi seperempatnya—sebuah keunggulan kualitas yang tidak dapat dibantah.

Keseimbangan Kimia dan Fisik: Ancaman yang Dinetralkan

Keberhasilan IPAL ini juga terlihat dari kemampuannya menetralkan polutan fisik dan kimia yang sulit.

• TSS (Total Suspended Solid) dan Jaminan Kejernihan Air
  • TSS mengukur partikel padat yang tersuspensi, seperti lumpur dan endapan, yang dapat menyebabkan kekeruhan dan pengendapan di dasar sungai.¹ Rata-rata kadar TSS berhasil diturunkan dari $13 \text{ mg/L}$ pada inlet menjadi $9 \text{ mg/L}$ pada outlet.¹
  • Penurunan sebesar $4 \text{ mg/L}$, atau sekitar $30\%$, menunjukkan efektivitas unit pengolahan fisik di tahap awal. Mengingat batas maksimum TSS adalah $30 \text{ mg/L}$ ¹, nilai $9 \text{ mg/L}$ menjamin bahwa air buangan yang dibuang tidak akan membebani badan air penerima dengan endapan padat yang berpotensi merusak habitat sungai.
• Ammonia: Menangkal Racun Tersembunyi dengan Presisi Tinggi
  • Ammonia adalah polutan kimia yang sangat beracun bagi kehidupan akuatik.¹ Meskipun tingkat awal Amonia pada inlet sudah sangat rendah ($0.01045 \text{ mg/L}$), proses pengolahan berhasil menurunkannya lebih lanjut menjadi $0.0059 \text{ mg/L}$.¹
  • Penurunan ini mewakili efisiensi penghilangan tertinggi di antara semua parameter, yaitu sekitar $43.5\%$. Ketika dibandingkan dengan batas maksimum legal $10 \text{ mg/L}$ ¹, kadar amonia air olahan ini praktis mendekati nol, hanya berada kurang dari $0.1\%$ dari batas yang diizinkan. Ini adalah bukti konkret dari perlindungan lingkungan yang agresif, secara efektif menihilkan ancaman racun tersembunyi bagi ikan dan biota air lainnya.
• Stabilitas pH: Bukti Kontrol Kimia yang Cerdas
  • Nilai $\text{pH}$ (tingkat keasaman/kebasaan) air limbah masuk tercatat $7.77$ dan air keluar $7.625$.¹ Kestabilan ini sangat penting. Air yang terlalu asam atau terlalu basa dapat membunuh mikroorganisme yang diperlukan dalam proses penguraian dan merusak lingkungan sungai.
  • Meskipun proses pengolahan, khususnya klorinasi, cenderung sedikit menurunkan $\text{pH}$ (menuju sedikit lebih asam) karena reaksi kimia pembentukan senyawa asam ¹, $\text{pH}$ air olahan DLH Semarang berhasil dipertahankan dalam rentang aman $6-9$ yang disyaratkan oleh Permen LHK.¹

Kinerja luar biasa ini memberikan manfaat lingkungan yang tidak terhitung. Melepaskan air yang berkali-kali lipat lebih bersih daripada yang diwajibkan oleh regulasi berarti beban polusi pada badan air penerima, yaitu Sungai Tapak atau Kali Tugurejo, minimal.¹ Keunggulan kualitas ini pada akhirnya akan diterjemahkan menjadi biaya pemulihan lingkungan yang lebih rendah di masa depan bagi Kota Semarang, membuktikan bahwa praktik kontrol kualitas proaktif adalah tanggung jawab fiskal yang cerdas.

Mengurai Sistem Tiga Lapis: Inovasi yang Mengejutkan Peneliti

Keberhasilan IPAL DLH Semarang tidak didapatkan secara acak, melainkan hasil dari sinergi sistem pengolahan tiga lapis yang terintegrasi secara fisik, biologis, dan kimia. Para peneliti dikejutkan oleh bagaimana setiap unit bekerja sama, memastikan bahwa kelemahan pada satu tahap ditutupi oleh kekuatan tahap berikutnya.

Garis Pertahanan Fisik: Menghilangkan Beban Berat Awal

Tahap pertama dalam proses pengolahan limbah adalah pemisahan fisik, yang bertujuan untuk mengurangi beban padat yang masuk ke sistem biologis.

• Unit Grit Chamber: Unit ini berfungsi layaknya proses sedimentasi. Di sini, partikel padat yang besar dan berat—seperti pasir, kerikil, atau tanah—dipisahkan dari air limbah dengan memanfaatkan gaya gravitasi.¹ Dengan membuang partikel-partikel ini di awal, grit chamber secara signifikan mengurangi Total Suspended Solid (TSS) air limbah.¹ Penghilangan awal ini sangat krusial karena mengurangi risiko terjadinya pengendapan di saluran selanjutnya dan mempermudah kerja unit pengolahan berikutnya.¹

Inti Biologis: Aerasi sebagai Penggerak Utama

Inti dari proses pengolahan adalah aerasi. Proses ini adalah penyediaan oksigen ke dalam air limbah, menciptakan kondisi aerobik yang ideal bagi pertumbuhan mikroorganisme pengurai.¹

• Mekanisme Ganda pada Polusi Organik (BOD/COD): Mikroba aerobik memerlukan oksigen untuk mengoksidasi senyawa organik yang ada dalam air limbah, mengubahnya menjadi bentuk yang lebih stabil seperti karbon dioksida ($\text{CO}_2$), air ($\text{H}_2\text{O}$), dan sel-sel baru.¹ Dengan adanya oksigen, mikroba ini bekerja optimal, yang secara langsung bertanggung jawab atas penurunan signifikan kadar BOD.¹ Selain itu, efisiensi aerasi juga dilaporkan mampu mengurangi kadar COD secara substansial dengan mendegradasi surfaktan dan senyawa organik lainnya.¹
• Mekanisme Ganda pada TSS: Selain peran biologisnya, proses aerasi juga membantu secara fisik. Penambahan oksigen dapat memecah gumpalan-gumpalan padatan yang masih tersisa, sehingga memfasilitasi penyerapan oksigen dan meningkatkan efektivitas bakteri pengurai.¹ Semakin baik pasokan oksigen, semakin baik pertumbuhan populasi organisme, dan semakin cepat proses dekomposisi limbah.¹
• Filtrasi Media Sarang Tawon: Sistem ini juga mengandalkan unit filtrasi, yang dalam hal ini menggunakan media sarang tawon. Unit ini secara spesifik menargetkan senyawa organik yang lebih sulit diurai. Penelitian menunjukkan bahwa media sarang tawon efektif dalam mendegradasi surfaktan tertentu dalam limbah deterjen, yang merupakan kontributor utama bagi tingginya COD.¹ Proses aerobik yang berlangsung di media ini memecah senyawa tersebut, berkontribusi pada penurunan total polutan kimia.

Penyempurnaan Kimia: Klorinasi yang Tepat Sasaran

Tahap terakhir, klorinasi, adalah penyempurnaan kimia yang berfungsi ganda: sebagai disinfektan dan penetralisir racun.

• Fungsi Disinfeksi Kritis: Klorin diberikan di bak effluent untuk membunuh bakteri patogen yang mungkin masih tersisa di air olahan, memastikan bahwa air yang dibuang ke lingkungan benar-benar aman dari risiko kesehatan.¹
• Netralisasi Amonia: Klorin juga memainkan peran penting dalam menetralkan Amonia ($\text{NH}_3$). Klorin bereaksi dengan amonia melalui asam hipoklorit (HOCl), mengoksidasinya menjadi senyawa chloramine yang tidak berbahaya atau bahkan gas nitrogen ($\text{N}_2$).¹ Inilah alasan di balik penurunan kadar Amonia sebesar $43.5\%$.
• Pengendalian pH: Meskipun klorinasi diketahui dapat membuat air sedikit lebih asam—seperti yang terlihat dari sedikit penurunan $\text{pH}$ dari $7.77$ ke $7.625$ ¹—penggunaan klorin yang terukur menjamin bahwa nilai $\text{pH}$ tetap terkontrol dan berada dalam batas aman yang diizinkan untuk pelepasan ke badan air.

Sinergi antara pemisahan fisik yang efisien, bioremediasi aerobik yang intensif, dan pemolesan kimia yang presisi adalah kunci di balik kualitas air olahan yang jauh melampaui standar. Model terintegrasi ini menunjukkan bahwa untuk mencapai kualitas air buangan yang unggul, kota-kota harus beralih dari solusi proses tunggal menjadi sistem pertahanan yang terkoordinasi dan multi-lapisan.

Opini dan Kritik Realistis: Skala Kecil, Tantangan Besar untuk Replikasi Massal

Sebagai jurnalis yang fokus pada kebijakan lingkungan, kinerja unggul IPAL DLH Semarang harus diakui sebagai benchmark operasional. Namun, interpretasi data ini harus disertai dengan kritik yang realistis untuk menghindari ekspektasi yang tidak proporsional saat model ini diterapkan di skala yang lebih besar.

Fokus Tunggal pada Limbah Beban Rendah

Kritik utama yang perlu ditekankan adalah sifat dari limbah yang diolah. Penelitian ini secara spesifik menguji air limbah yang berasal dari aktivitas domestik perkantoran DLH Kota Semarang.¹ Air limbah institusional semacam ini umumnya dikategorikan sebagai limbah beban rendah. Hal ini tercermin dari kadar polutan masuk (inlet) yang sudah sangat rendah dibandingkan standar limbah domestik perkotaan pada umumnya.

Sebagai contoh, kadar BOD inlet hanya $14.5 \text{ mg/L}$ dan COD inlet $29.5 \text{ mg/L}$.¹ Dalam konteks limbah domestik komunal perkotaan padat, kadar BOD sering kali melebihi $200 \text{ mg/L}$, dan COD bisa mencapai ratusan $\text{mg/L}$. Karena IPAL DLH Semarang menerima air limbah yang sejak awal sudah relatif bersih, sistem ini memiliki margin yang jauh lebih mudah untuk mencapai ambang batas baku mutu yang ditetapkan Permen LHK.

Implikasi Skala: Hasil luar biasa ini tidak dapat secara langsung diekstrapolasi ke sistem pengolahan limbah berskala kota atau kawasan perumahan padat. Untuk menghadapi beban COD yang jauh lebih tinggi dan kompleks, model DLH Semarang harus diadaptasi dan ditingkatkan kapasitasnya secara signifikan, mungkin memerlukan waktu retensi yang lebih lama atau teknologi pengolahan tersier yang lebih intensif. Dengan demikian, penelitian ini adalah model operasional yang sempurna untuk skala institusi, tetapi hanya berfungsi sebagai proof of concept bagi sistem skala kota.

Tantangan Keberlanjutan dan Biaya Operasional

Opini ringan harus diarahkan pada isu keberlanjutan. Keberhasilan jangka pendek yang diukur selama dua hari berturut-turut ini harus dibuktikan melalui pemeliharaan jangka panjang. Sistem IPAL DLH Semarang mengandalkan mekanisme yang kompleks, terutama unit biologis (aerasi) dan kimia (klorinasi).¹

• Ketergantungan Energi: Proses aerasi, yang merupakan tulang punggung keberhasilan penurunan BOD dan COD, sangat bergantung pada pasokan energi listrik yang stabil untuk memasukkan oksigen ke dalam air limbah.¹ Jika terjadi gangguan listrik atau kerusakan pompa, lingkungan aerobik yang penting bagi mikroorganisme akan hilang, menyebabkan efisiensi penguraian BOD/COD turun drastis.
• Pengendalian Kimia: Demikian pula, tahap klorinasi memerlukan suplai bahan kimia (klorin) yang konsisten dan dosis yang tepat untuk disinfeksi dan penghilangan amonia.¹ Pengawasan teknis yang cermat dan komitmen anggaran yang stabil untuk operasi dan pemeliharaan adalah kunci keberhasilan model ini.

Kunci keberhasilan jangka panjang model DLH Semarang terletak pada disiplin operasional, yang mungkin menjadi tantangan terbesar saat konsep ini direplikasi oleh institusi lain dengan sumber daya teknis atau anggaran pemeliharaan yang terbatas.

Masa Depan Nol Limbah: Dampak Nyata untuk Kota Sehat dan Kali Tugurejo

Kesimpulan dari studi ini sangat jelas: IPAL Domestik DLH Kota Semarang, meskipun berskala kecil, telah membuktikan dirinya sebagai fasilitas yang sangat efektif dan beroperasi jauh di atas standar mutu yang diwajibkan oleh Permen LHK No. 68 Tahun 2016.¹ Air buangan yang dihasilkan dari IPAL ini sangat layak untuk dibuang ke badan air penerima, yaitu Tapak River/Kali Tugurejo.¹

Meningkatkan Kualitas Ekosistem Sungai

Dengan konsisten menghasilkan air yang jauh lebih bersih—terutama dengan kadar polutan organik yang hanya seperempat dari batas legal COD, dan tingkat amonia yang hampir nol ($0.0059 \text{ mg/L}$) ¹—IPAL ini secara langsung mengurangi tekanan ekologis pada sungai. Pelepasan efluen berkualitas tinggi ini menjamin bahwa tidak akan terjadi pengurasan oksigen di sungai atau kerusakan fatal pada ekosistem akuatik.

Proyeksi Kebijakan Sanitasi Kota Lima Tahun ke Depan

Keberhasilan teknis pada skala institusional ini memberikan validasi ilmiah yang kuat bagi pemerintah kota untuk mengadopsi dan mendanai pembangunan IPAL terdesentralisasi serupa di seluruh bangunan institusional, kampus, atau kawasan perumahan kluster.

Pernyataan Dampak Nyata

Jika Pemerintah Kota Semarang menjadikan model operasional DLH ini sebagai standar yang harus dicapai oleh setiap fasilitas publik dan swasta di kota, dalam waktu lima tahun, dampaknya terhadap sanitasi kota bisa menjadi revolusioner. Replikasi model ini secara luas diproyeksikan dapat mengurangi total beban polusi organik (BOD dan COD) yang masuk ke badan air penerima di kawasan perkotaan hingga $75\%$ (dibandingkan jika hanya memenuhi batas minimum Permen LHK). Hal ini secara substansial akan meningkatkan kualitas air sungai secara keseluruhan, menjadikannya lebih aman untuk publik, dan mengurangi biaya pemulihan lingkungan yang mahal, mengubah Sungai Tapak dan Kali Tugurejo menjadi aset vital kota yang benar-benar bersih. Proyek ini membuktikan bahwa target ambisius 'Nol Limbah' adalah pencapaian yang realistis, terukur, dan patut dicontoh oleh kota-kota lain.

Sumber Artikel:

Yolanda, V. C., & Heriyanti., A. P. (2024). Wastewater Quality Characteristics Test in Domestic Wastewater Treatment Plant Dinas Lingkungan Hidup Kota Semarang. Indonesian Journal of Earth and Human, 1(1), 44–52.