8. Ulir Tekan (Screw Press)
2.4 Karakteristik Air Limbah
2.4.3 Karakteristik Kimia
Kandungan bahan kimia dalam air limbah dapat merugikan lingkungan. Bahan organik terlarut dapat menghabiskan oksigen dalam sungai serta akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap pada pengalahan air bersih. Bahan yang beracun dapat menyebabkan rantai makanan dan akan mempengaruhi kesehatan masyarakat. Nutrien dapat menyebabkan eutrofikasi pada danau. Untuk itu perlu diketahui kandungan zat kimia apa saja yang terdapat di dalam limbah cair suatu industri. Secara umum, karakteristik kimia limbah cair dapat dibedakan menjadi zat anorganik dan zat organik.
a. Zat Anorganik
Parameter limbah cair yang tergolong dalam zat anorganik antara lain : 1. pH
Kadar pH yang baik adalah kadar pH dimana masih memungkinkan kehidupan biologis di dalam air berjalan baik. pH yang baik untuk air limbah adalah netral.
2. Alkalinitas
Alkalinitas atau kebasaan air limbah disebabkan oleh adanya hidroksida, karbonat dan bikarbonat seperti kalsium, magnesium dan natrium atau kalium.
3. Logam
Logam seperti Nikel (Ni), Mg, Fe meskipun dalam konsentrasi yang rendah dibutuhkan oleh mikroorganisme tetapi dengan kadar yang berlebih dapat membahayakan kehidupan mikroorganisme. Adanya polutan-polutan berupa logam berat Pb, Cd, Hg dan logam lainnya dalam konsentrasi yang melebihi ambang batas dalam air limbah dapat membahayakan bagi makhluk hidup.
Rona Monica Sihaloho : Penentuan Chemical Oxygen Demand (Cod) Limbah Cair Pulp Dengan Metode Spektrofotometri Visible Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.
USU Repository © 2009 4. Gas
Gas yang sering muncul dalam air limbah yang tidak diolah antara lain : Nitrogen, CO2, H2S, NH3 dan CH4. Gas-gas ini berasal dari hasil dekomposisi zat organik dalam air limbah.
b. Zat Organik
Air limbah mengandung lebih kurang 75% susspended solid (SS) dari padatan yang dapat disaring dalam bentuk zat organik. Senyawa organik biasanya terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen serta nitrogen. Beberapa bentuk senyawa organik dalam limbah antara lain :
1. Protein.
Protein adalah senyawa kimia yang komplek dan tidak stabil. Sebagian protein larut dalam air dan sebagian lainnya tidak. Seluruh protein mengandung karbon, yang biasanya adalah kandungan bahan organik. Protein merupakan penyebab utama terjadinya bau karena adanya proses pembusukan dan penguraiannya.
2. Minyak dan Lemak.
Lemak dan minyak adalah komponen penting dalam makanan dan biasanya terdapat dalam air limbah. Lemak merupakan senyawa organik yang stabil dalam air dan tidak mudah diuraikan oleh mikroba. Minyak jika terdapat dalam limbah cair, dapat merugikan karena dapat menghambat aktivitas biologi mikroba untuk pengolahan limbah cair.
3. Karbohidrat.
Karbohidrat terdapat dalam alam secara bebas dalam bentuk pati, selulosa dan serat kayu, yang semuanya dapat berada dalam air limbah. Karbohidrat mengandung
Rona Monica Sihaloho : Penentuan Chemical Oxygen Demand (Cod) Limbah Cair Pulp Dengan Metode Spektrofotometri Visible Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.
USU Repository © 2009
karbon, hydrogen dan oksigen. Umumnya karbohidrat terdiri dari enam atom karbon atau kelipatannya di dalam molekul-molekulnya. Beberapa karbohidrat seperti gula, larut dalam air. Sedangkan pati tidak larut dalam air dan meskipun cenderung stabil dapat diubah dalam bentuk gula oleh aktivitas mikroba (Tchobanoglous, G dan Burton, F. L. 1991).
4. Pestisida.
Pestisida termasuk diantaranya insektisida dan herbisida telah banyak digunakan pada saat ini baik pada perkotaan maupun pertanian. Penggunaan yang salah dapat menyebabkan kontaminasi pada aliran air. Banyak dari pestisida ini bersifat toksik dan akan terakumulasi sehingga menyebabkan pemasalahan tingkat rantai makanan yang tertinggi
5. Deterjen atau Surfaktan
Deterjen adalah golongan dari molekul oganik yang dipergunakan sebagai pengganti sabun untuk pembersih supaya mendapatkan hasil yang lebih baik. Dalam air zat ini menimbulkan buih dan selama proses aerasi buih tersebut berada di atas pemukaan gelembung udara sifatnya relatif tetap . Surfaktan menyebabkan timbulnya busa (foam) yang stabil dan biasanya terdapat dalam
deterjen sintetik
Kandungan zat organik di dalam limbah cair harus ditentukan baik secara kualitas maupun kuantitas. Semua limbah yang dioksidasi, salah satunya limbah industri, termasuk dalam kategori limbah penyebab penurunan kadar oksigen terlarut (oxygen demanding waste). Oksigen sangat penting bagi kelangsungan hidup organisme
Rona Monica Sihaloho : Penentuan Chemical Oxygen Demand (Cod) Limbah Cair Pulp Dengan Metode Spektrofotometri Visible Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.
USU Repository © 2009
pada ekosistem perairan. Kadar oksigen terlarut minimum 5 mg/liter diperluka n bagi kelangsungan hidup ikan di perairan.
Kadar oksigen terlarut di perairan dipengaruhi oleh proses aerasi, fotosintesis, respirasi, dan oksidasi limbah. Aerasi adalah proses transfer oksigen dari atmosfer ke perairan melalui proses difusi. Apabila kadar oksigen terlarut di perairan mencapai saturasi dan berada dalam kesetimbangan dengan kadar oksigen di atmosfer maka proses aerasi tidak akan berlangsung. Transfer oksigen dari udara ke dalam air berlangsung apabila kadar oksigen pada air belum mencapai tingkat jenuh (saturasi), dan sebaliknya. Kecepatan proses aerasi tergantung pada penyerapan pada permukaan airdan penyebaran pada kolam air. Transfer oksigen berbeda - beda menurut tingkat saturasi dan kadar oksigen dari atmosdfer ke perairan ini dinyatakan sebagai mass flux pada sejumlah unit area permukaan air pada unit waktu tertentu dan diformulasikan dalam persamaan :
N = kL (CS – CL)
Keterangan : N = kecepatan transfer oksigen dari atmosfer ke perairan (mass flux) kL = koefisien transfer oksigen di air
CS = kadar oksigen saturasi CL = kadar oksigen sesungguhnya
Pada siang hari, proses fotosintesis menghasilkan oksigen di perairan. Sebaliknya, pada malam hari oksigen justru dimanfaatkan oleh makhluk hidup untuk keperluan respirasi. Selain karena proses respirasi, penurunan kadar oksigen di perairan juga diakibatkan oleh keberadaan limbah organik yang membutuhkan oksigen untuk melakukan proses perombakan (dekomposisi). Oleh karena kelarutan oksigen di air
Rona Monica Sihaloho : Penentuan Chemical Oxygen Demand (Cod) Limbah Cair Pulp Dengan Metode Spektrofotometri Visible Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.
USU Repository © 2009
relatif rendah maka kadar oksigen terlarut cepat sekali mengalami pengurangan, apabila pada perairan terdapat limbah organik dengan kadar cukup tinggi (Effendi, H. 2003).
Pengukuran kandungan zat organik dapat dilakukan dalam bentuk pengukuran Biochemical Oxygen Demand (BOD) dan Chemical Oxygen Demand (COD).
1. Biochemical Oxygen Demand (BOD)
BOD didefinisikan sebagai jumlah oksigen yang diperlukan oleh populasi mikroorganisme yang berada dalam kondisi aerob untuk menstabilkan materi organik. Semakin besar angka BOD menunjukkan bahwa derajat pengotoran air limbah semakin besar. Parameter yang paling umum digunakan untuk pengukuran kandungan zat oganik di dalam limbah cair adalah BOD5 yaitu pengukuran oksigen terlarut (Dissolved Oxygen atau DO) yang digunakan mikroorganisme untuk oksidasi biokimia zat organik. Hasil tes BOD digunakan untuk :
a. Menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk stablisasi biologi dari zat organik yang ada.
b. Menentukan ukuran fasilitas pengolahan air limbah c. Menyesuaikan dengan baku mutu efluent air limbah.
2. Chemical Oxygen Demand (COD)
Chemical Oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat – zat organis yang ada dalam 1 liter sampel air, di mana pengoksidasi K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen (oxiding agent).
COD digunakan untuk mengetahui zat organik dan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi materi organik dengan oksidasi secara kimia. Nilai
Rona Monica Sihaloho : Penentuan Chemical Oxygen Demand (Cod) Limbah Cair Pulp Dengan Metode Spektrofotometri Visible Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.
USU Repository © 2009
COD dalam air limbah biasanya lebih tinggi daripada nilai BOD karena lebih banyak senyawa kimia yang dapat dioksidasi secara kimia dibandingkan oksidasi biologi. Untuk berbagai tipe air limbah, COD dapat dihubungkan dengan BOD, mengingat tes COD hanya membutuhkan waktu 3 jam sehingga merupakan keuntungan bagi instalasi pengolahan jika melakukan tes COD dibandingkan tes BOD yang membutuhkan waktu 5 hari untuk mendapatkan hasilnya (Tchobanoglous, G dan Burton, F. L. 1991).
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat – zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air.
Prinsip analisa COD : sebagian besar zat organis melalui tes COD ini dioksidasi oleh larutan K2Cr2O7 dalam keadaan asam yang mendidih :
E
CaHbOc + Cr2O72- + H+ CO2 + H2O + Cr3+ Ag2SO4
(warna kuning) (warna hijau)
Perak Sulfat (Ag2SO4) ditambahkan sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi (Alerts, G dan Sumestri, S. 1984).
Untuk menguji COD dalam air (waste water, river water, domestic water) secara spektrofotometri visible, prinsipnya adalah jumlah oksidan Cr2O72- yang bereaksi dengan contoh uji dan dinyatakan sebagai mg O2 untuk tiap 1000 milli liter contoh uji. Senyawa organik dan anorganik, terutama organik dalam contoh uji dioksidasi oleh Cr2O72- dalam refluks tertutup menghasilkan Cr3+. Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam ekuivalen oksigen (O2 mg /L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak. Cr2O72- kuat
Rona Monica Sihaloho : Penentuan Chemical Oxygen Demand (Cod) Limbah Cair Pulp Dengan Metode Spektrofotometri Visible Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2008.
USU Repository © 2009
mengabsorpsi pada panjang gelombang 400 nm dan Cr3+ kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 600 nm. Untuk nilai KOK 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L ditentukan kenaikan Cr3+ pada panjang gelombang 600 nm. Pada contoh uji dengan nilai COD yang lebih tinggi, dilakukan pengenceran terlebih dahulu sebelum pengujian. Untuk nilai KOK lebih kecil atau sama dengan 90 mg/L ditentukan pengurangan konsentrasi Cr2O72- pada panjang gelombang 520 nm.
Yang terpenting dari metode ini lebih cepat, hemat bahan kimia, rendah limbah bahan kimia (terutama Krom dan Raksa) dibandingkan dengan metode refluks terbuka yang boros bahan kimia dan besarnya limbah yang harus dibuang