Pendahuluan: Ada dua indikator utama karakterisasi polutan organik dalam air limbah: COD dan BOD. Indikator lain, seperti TOC (Total Organic Carbon), lebih jarang muncul. Singkatnya, COD efektif mengkarakterisasi kandungan polutan organik dalam air limbah dan memiliki waktu deteksi yang singkat, sehingga umumnya digunakan untuk desain teknik. BOD, di sisi lain, mewakili bahan organik yang mudah terurai secara hayati dalam air limbah, namun belum tentu merupakan bagian yang tidak-dapat terurai secara hayati. Rasio BOD/COD digunakan untuk menunjukkan kemampuan biodegradasi air limbah; rasio > 0,3 menunjukkan kemampuan biodegradasi yang baik.
Penyebabnya adalah BOD tidak dapat mengkarakterisasi kandungan seluruh polutan pada air limbah, terutama pada air limbah bandel yang pembacaan BOD-nya minim. Namun, hal ini tidak berarti air limbah tidak dapat diolah secara biologis; sebaliknya, dibutuhkan metode seperti hidrolisis anaerobik atau oksidasi lanjutan untuk meningkatkan kemampuan biodegradasinya. Sebagian besar bahan organik dapat terurai secara hayati.
Pengertian dan Metode Analisis COD
1. COD (Kebutuhan Oksigen Kimia)
Kebutuhan oksigen kimia mengacu pada jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh bahan organik dan zat pereduksi anorganik dalam air yang dapat dioksidasi oleh oksidan kuat (seperti kalium dikromat atau kalium permanganat). Satuannya adalah mg/L.
2. Karakteristik
Ini mencerminkan jumlah total semua polutan yang dapat teroksidasi secara kimia di dalam air, termasuk bahan organik yang membandel.
3. Peran COD
Sistem ini dengan cepat menilai tingkat polusi air, mengarahkan penyesuaian terhadap proses pengolahan air limbah industri; ia mendeteksi bahan organik yang membandel (seperti pestisida dan hidrokarbon aromatik polisiklik), memantau apakah emisi industri memenuhi standar.
4. Catatan Lainnya
COD dinyatakan dalam dua cara: CODcr dan CODmn (juga dikenal sebagai indeks permanganat), yang mewakili konsumsi dua oksidan berbeda.
Tentu saja nilai COD yang diukur belum tentu seluruh bahan organik. Setiap zat pereduksi dapat dioksidasi oleh permanganat dan dikromat, seperti natrium sulfida dan besi sulfat dalam air limbah. Untuk zat dengan sifat pereduksi yang jelas, interferensi harus dihilangkan. Sasaran pengukuran COD tentunya adalah bahan organik.
5. Metode Analisis
Metode Kalium Dikromat (Metode Standar):
1. Refluks sampel air dengan oksidan kuat (kalium dikromat) dan asam sulfat pekat pada suhu tinggi;
2. Tentukan jumlah oksidan yang tidak tereduksi dengan titrasi atau spektrofotometri, dan hitung konsumsi oksigen.
Metode Kalium Permanganat (Metode Cepat):
Prosesnya sama, tetapi oksidannya diganti dengan kalium permanganat.
Catatan: Jumlah oksidan yang dikonsumsi perlu diubah menjadi jumlah oksigen. Ini dihitung dengan kesetaraan transfer elektron. Misalnya, mengonsumsi satu unit kalium dikromat akan mentransfer 2 elektron, sedangkan mengonsumsi satu unit oksigen akan mentransfer 4 elektron.
Pengertian dan Metode Analisis BOD
1. BOD (Kebutuhan Oksigen Biokimia)
Kebutuhan oksigen biokimia mengacu pada jumlah oksigen terlarut yang dikonsumsi oleh mikroorganisme dalam penguraian bahan organik dalam air pada suhu tertentu (biasanya 20 derajat) dan waktu (umumnya 5 hari), diukur dalam mg/L.
Penjelasan: Proses degradasi polutan organik oleh mikroorganisme aerobik dapat dibagi menjadi dua tahap. Pada tahap pertama, bahan organik diubah menjadi karbon dioksida, air, dan amonia; pada tahap kedua, nitrogen amonia diubah menjadi nitrogen nitrat. Tahap pertama biasanya membutuhkan waktu 20 hari untuk diselesaikan, sehingga menghasilkan nilai BOD20. Namun jangka waktu tersebut terlalu lama (menunggu data seringkali terlambat), sehingga hasil BOD5 yang diukur selama lima hari biasanya digunakan sebagai kebutuhan oksigen biokimia (BOD). BOD5 umumnya menyumbang sekitar 70% dari BOD pada tahap pertama.
2. Karakteristik
Ini hanya mencerminkan tingkat polusi dari bahan organik yang mudah terurai.
3. Peran Direksi
Hal ini menilai kapasitas-pemurnian mandiri badan air dan efisiensi pengolahan instalasi pengolahan air limbah; hal ini mencerminkan potensi dampak bahan organik yang dapat terbiodegradasi terhadap ekosistem (misalnya menyebabkan penipisan oksigen pada ikan).
4. Metode Analisis
Metode Inokulasi Pengenceran (BOD₅)
1. Setelah sampel air diencerkan, tambahkan nutrisi dan inokulum mikroba, lalu tutup dalam botol BOD.
2. Inkubasi pada suhu 20 derajat dalam gelap selama 5 hari, dan ukur perbedaan oksigen terlarut sebelum dan sesudah inokulasi.
3. pH dan suhu perlu dikontrol agar tidak menghambat aktivitas mikroba.
Metode Instrumental
Pemantauan{0}waktu nyata menggunakan sensor BODMn digunakan, namun metode pengenceran tradisional tetap menjadi pendekatan utama.
Perbedaan Utama
Tingkat Oksidasi: COD mengoksidasi hampir semua bahan organik (seperti lignin dan pewarna), sedangkan BOD hanya menargetkan sebagian yang tersedia untuk mikroorganisme.
Faktor Interferensi: COD dapat dipengaruhi oleh Cl⁻ (diperlukan bahan penutup), sedangkan BOD dipengaruhi oleh aktivitas mikroba (toksisitas dan kondisi nutrisi perlu dikontrol).
Aplikasi Praktis: COD digunakan untuk menyaring sumber polusi secara cepat, sedangkan BOD digunakan untuk menilai efektivitas pengolahan biologis dan risiko lingkungan.