BOD
dan COD
Definisi
BOD dan COD
BOD atau Biochemical Oxygen
Demand adalah suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut
yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai atau
mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988;
Metcalf & Eddy, 1991). Ditegaskan lagi oleh Boyd (1990), bahwa bahan
organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap
terdekomposisi (readily decomposable organic matter). Mays (1996)
mengartikan BOD sebagai suatu ukuran jumlah oksigen yang digunakan oleh
populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai respon terhadap
masuknya bahan organik yang dapat diurai. Dari pengertianpengertian ini dapat
dikatakan bahwa walaupun nilai BOD menyatakan jumlah oksigen, tetapi untuk
mudahnya dapat juga diartikan sebagai gambaran jumlah bahan organik mudah urai
(biodegradable organics) yang ada di perairan.
COD atau Chemical Oxygen Demand adalah
jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh bahan organik yang
terkandung dalam air (Boyd, 1990). Hal ini karena bahan organik yang ada
sengaja diurai secara kimia dengan menggunakan oksidator kuat kalium bikromat
pada kondisi asam dan panas dengan katalisator perak sulfat (Boyd, 1990;
Metcalf & Eddy, 1991), sehingga segala macam bahan organik, baik yang mudah
urai maupun yang kompleks dan sulit urai, akan teroksidasi. Dengan demikian,
selisih nilai antara COD dan BOD memberikan gambaran besarnya bahan organik
yang sulit urai yang ada di perairan. Bisa saja nilai BOD sama dengan COD,
tetapi BOD tidak bisa lebih besar dari COD. Jadi COD menggambarkan jumlah total
bahan organik yang ada.
Oksigen demand adalah
jumlah oksigen yang dipakai untuk bereaksi dengan oksigen atau biodegradable
material, dissolved atau suspended dalam sample. Jumlah ini ditunjukkan dalam
milligram oksigen per sample. Ketika agent yang dipakai untuk bereaksi dengan oksigen
adalah populasoo bakteri, oksigen yang dipakai disebut BOD. Ketika oksidasi
yang dipakai dengan reagen kimia seperti potassium dikromat, maka oksigen yang
dipakai disebut COD.
Selain itu, yang mempengaruhi oksidasi
material dalam sample air, termasuk pemanasan sample dalam furnace menggunakan
oksigen, disebut TOD, atau yang menghasilkan karbondioksida dan pengukurannya
dalam Total Carbondioksida Demand (TCO2D)
Faktor yang mempengaruhi hasil BOD
adalah :
ü Bibit
biological yang dipakai
ü pH
jika tidak dekat dengan aslinya (netral)
ü Temperatur
jika selain 20 0C (68 0F) seperti yang ditunjukkan gambar
7.8.10
ü Keracunan
sampel
ü Waktu
inkubasi

Cara
Pengukuran BOD dan COD
BOD (Biochemical Oxygen Demand) atau KOB (kebutuhan oksigen
biokimiawi) adalah suatu pernyataan untuk menyatakan jumlah oksigen yang
diperlukan untuk degradasi biologis dari senyawa organik dalam suatu sampel.
Pengukuran BOD dengan sendirinya digunakan sebagai dasar untuk mendeteksi
kemampuan senyawa organik dapat didegradasi (diurai) secara biologis dalam air.
Perbedaan antara BOD dan COD (Chemical Oxygen Demand) adalah bahwa COD
menunjukkan senyawa organik yang tidak dapat didegradasi secara biologis.
Secara
analitis BOD (biochemical oxygen demand) adalah jumlah mg oksigen yang
dibutuhkan untuk menguraikan zat organik secara biokimiawi dalam 1 liter air
selama pengeraman 5 x 24 jam pada suhu 20o oC. Sedangkan COD
(chemical oxygen demand) atau KOK (kebutuhan oksigen kimiawi) adalah jumlah
(mg) oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasikan zat organik dalam 1 liter
air dengan menggunakan oksidator kalium dikromat selama 2 jam pada suhu 150 oC.
Prinsip pengukuran BOD pada dasarnya
cukup sederhana, yaitu mengukur kandungan oksigen terlarut awal (DOi)
dari sampel segera setelah pengambilan contoh, kemudian mengukur kandungan
oksigen terlarut pada sampel yang telah diinkubasi selama 5 hari pada kondisi
gelap dan suhu tetap (20oC) yang sering disebut dengan DO5. Selisih
DOi dan DO5 (DOi - DO5) merupakan nilai BOD yang dinyatakan dalam
miligram oksigen per liter (mg/L).
Pengukuran oksigen dapat dilakukan
secara analitik dengan cara titrasi (metode Winkler, iodometri) atau dengan
menggunakan alat yang disebut DO meter yang dilengkapi dengan probe khusus.
Jadi pada prinsipnya dalam kondisi gelap, agar tidak terjadi proses
fotosintesis yang menghasilkan oksigen, dan dalam suhu yang tetap selama lima
hari, diharapkan hanya terjadi proses dekomposisi oleh mikroorganime, sehingga
yang terjadi hanyalah penggunaan oksigen, dan oksigen tersisa ditera sebagai DO5.
Yang penting diperhatikan dalam hal ini adalah mengupayakan agar masih ada
oksigen tersisa pada pengamatan hari kelima sehingga DO5 tidak nol. Bila DO5
nol maka nilai BOD tidak dapat ditentukan.
Pada prakteknya, pengukuran BOD
memerlukan kecermatan tertentu mengingat kondisi sampel atau perairan yang
sangat bervariasi, sehingga kemungkinan diperlukan penetralan pH, pengenceran,
aerasi, atau penambahan populasi bakteri. Pengenceran dan/atau aerasi diperlukan
agar masih cukup tersisa oksigen pada hari kelima.
Secara rinci metode pengukuran BOD
diuraikan dalam APHA (1989), Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991)
atau referensi mengenai analisis air lainnya. Karena melibatkan mikroorganisme
(bakteri) sebagai pengurai bahan organik, maka analisis BOD memang cukup
memerlukan waktu. Oksidasi biokimia adalah proses yang lambat. Dalam waktu 20
hari, oksidasi bahan organik karbon mencapai 95 – 99 %, dan dalam waktu 5 hari
sekitar 60 – 70 % bahan organik telah terdekomposisi (Metcalf & Eddy,
1991). Lima hari inkubasi adalah kesepakatan umum dalam penentuan BOD. Bisa
saja BOD ditentukan dengan menggunakan waktu inkubasi yang berbeda, asalkan
dengan menyebutkan lama waktu tersebut dalam nilai yang dilaporkan (misal BOD7,
BOD10) agar tidak salah dalam interpretasi atau memperbandingkan. Temperatur 20oC
dalam inkubasi juga merupakan temperatur standard. Temperatur 20oC
adalah nilai rata-rata temperatur sungai beraliran lambat di daerah beriklim
sedang (Metcalf & Eddy, 1991) dimana teori BOD ini berasal.
Untuk daerah tropik seperti
Indonesia, bisa jadi temperatur inkubasi ini tidaklah tepat. Temperatur
perairan tropik umumnya berkisar antara 25 – 30oC, dengan temperatur
inkubasi yang relatif lebih rendah bisa jadi aktivitas bakteri pengurai juga
lebih rendah dan tidak optimal sebagaimana yang diharapkan. Ini adalah salah
satu kelemahan lain BOD selain waktu penentuan yang lama tersebut. Metode
pengukuran COD sedikit lebih kompleks, karena menggunakan peralatan khusus reflux,
penggunaan asam pekat, pemanasan, dan titrasi (APHA, 1989, Umaly dan Cuvin,
1988). Peralatan reflux diperlukan untuk menghindari berkurangnya air
sampel karena pemanasan.
Pada prinsipnya pengukuran COD
adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7)
sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan
asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu.
Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat ditera dengan cara titrasi. Dengan
demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam
sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan. Kelemahannya, senyawa
kompleks anorganik yang ada di perairan yang dapat teroksidasi juga ikut dalam
reaksi (De Santo, 1978), sehingga dalam kasus-kasus tertentu nilai COD mungkin
sedikit ‘over estimate’ untuk gambaran kandungan bahan organik. Bilamana
nilai BOD baru dapat diketahui setelah waktu inkubasi lima hari, maka nilai COD
dapat segera diketahui setelah satu atau dua jam. Walaupun jumlah total bahan
organik dapat diketahui melalui COD dengan waktu penentuan yang lebih cepat,
nilai BOD masih tetap diperlukan. Dengan mengetahui nilai BOD, akan diketahui
proporsi jumlah bahan organik yang mudah urai (biodegradable), dan ini akan
memberikan gambaran jumlah oksigen yang akan terpakai untuk dekomposisi di
perairan dalam sepekan (5 hari) mendatang. Lalu dengan memperbandingkan nilai
BOD terhadap COD juga akan diketahui seberapa besar jumlah bahan-bahan organik
yang lebih persisten yang ada di perairan.
PROSEDUR
5-HARI BOD
Jika sampel air BOD
pada 20 0C diukur berdasarkan fungsi waktu, maka akan diperoleh
kurva seperti gambar 7.8.10.untuk 10 sd 15 hari, kurva mendekati eksponensial,
tapi sekitar 15 hari, kurva meningkat tajam yang menurunkankan kestabilan laju
BOD. Karena panjangnya waktu dan kurvanya tidak datar, maka para engineer
lingkungan mengambil secara universal untuk test standar pada 5 hari untuk
prosedur BOD.
TEST
BOD MANOMETRIK
Dalam standar metode
dilusi, semua oksigen yang dipakai dalam botol BOD ditutup rapat pada awal-awal
inkubasi, tidak boleh udara masuk kedalam sample. Pada manometrik, bibit sample
dibatasi dalam system tertutup dan termasuk sejumlah udara. Oksigen dalam air
dikosongkan, kemudian diisi dengan fase gas. Oksigen hilang dari fase udara
karena didorong tekanan manometer. Dorongan ini terhubung ke sample BOD.
Metoda manometrik, tekananya bisa
dikontrol secra kontinyu.

TAKSIRAN
BOD DALAM SEMENIT
Bioreactor
dimasukkan dengan beberapa cincin plastic, pompa sirkulasi mendistribusikan
secara cepat limbah kedalam bioreactor dan menjaga gerakan cincin plastic
kontinyu. Konsentrasi limbah dalam reactor constant low value, menghasilkan oksigen demand (OD) sekitar 3 mg/l

COD
Sample dipanaskan
sampai titik didihnya dengan sejumlah asam sulfur dan potassium dikromat.
Gunakan kondensor refluks untuk meminimasi kehilangan air. Setelah 2 hari,
larutan didinginkan dan hitung jumlah dikromat yang bereaksi dengan oksigen
dalam air dengan cara titrasi kelebihan potassium dikromat dengan ferrous
sulfat (ferrous 1,10-phenanthralin (ferroin) sebagai indicator).
Factor yang menghalangi tes COD :
1. Banyak
material organic dioksidasi oleh dikromat tapi tidak secara biokimia oksidasi .
2. Sejumlah
substan anorganik seperti sulfide, sulfite, thio sulfat, nitrit, ferrous iron
dioksidasi dikromat menghasilkan COD anorganik yang menyesatkan ketika
kandungan organic limbah cair diukur.
3. Clorida
dengan analisa COD dan efeknya harus diminimasi untuk hasil yang konsisten.
DETECTOR
COD
Digunakan dalam
prosedur dikromat untuk operasi manual dan operasi otomatis online.
Keuntungannya, bisa mengurangi analisa waktu dari hari (5-hari BOD) dan
berjam-jam (dikromat dan respirometer) menjadi beberapa menit.
DESAIN
OTOMATIS ONLINE
Gambar 7.8.13
menunjukkan penganalisa online dengan range COD dari 0 – 100 ppm sampai dengan
0 – 5000 ppm, selama 10 menit sampai 5 jam. Aliran sample dengan laju 0,25 gpm
(1,0 lpm) dan mengandung partikel solid 100µ.

sampel diinjeksi 5-cc ke reflux chamber,
setelah dicampur dengan air tambahan (jika ada) dan 2 reagent : larutan
dikromat dan asam sulfur. Kemudian dipanaskan 302 0F (1500C)
dan air pendingin dalam refluks condenser mengembunkan uap. Ion crom memberikan
warna hijau larutan. Konsentrasi COD diukur dari jumlah dikromat yang berubah
menjadi ion crom dengan mengukur intensitas warna hijau melalui detector
fiber-optik.
TOD
Metoda TOD berdasarkan
pengukuran kuantitatif oksigen yang seharusnya membakar pengotor dalam sample
liquid.
Penganalisa TOD mengubah komponen
oksidasi dalam sample liquid dalam tube pembakaran menjadi oksida stabil dengan
menggunakan sebuah reaksi yang
mengganggu kesetimbangan oksigen dalam aliran gas.

Hubungan antara BOD, COD dan TOD
- Hubungan
statistic antara limbah cair BOD dan COD, TOC atau TOD bisa dicapai,
ketika kekuatan organic tinggi dan perbedaan konstituen dissolved oksigen
(DO) rendah.
- Hubungan
yang paling baik digambarkan oleh kuadrat regresi dengan derajat koefisien
korelsi.
- Hubungan
COD-TOD lebih baik dibandingkan COD-BOD untuk limbah cair
- Perbandingan
BOD-COD atau BOD-TOC yang tidak disukai adalah indikasi pengolahan limbah
cair secara biologi. Jika perbandingan meningkat, maka kandungan organic
akan hilang lebih cepat dengan metoda biological.